广西壮族自治区二七一地质队 广西桂林 541199
摘要：在工程中，建筑物变形监测的有效应用对于保证建筑物建设质量具有重要意义。本文首先对建筑物变形监测关键指标作出阐述，然后结合实际情况，对建筑物变形监测在工程中的应用展开分析，以明确传统变形监测方法、新型变形监测方法应用要点，希望可以对业内起到一定参考作用。
关键词：建筑物；变形监测；工程；应用要点
伴随着城市化进程的持续推进，我国建筑工程事业取得迅速发展。受自然灾害影响、外部荷载影响以及地质影响、地下水影响，建筑工程项目可能会产生凹凸变形、倾斜变形、水平变形现象，在建筑工程项目建设运营中，如果变形超过限制或是变形发展速率较大，那么就会让建筑工程运行产生风险，对建筑工程平稳使用造成不利影响，甚至引发倒塌事故。
一、建筑物变形监测关键指标
在建筑物变形监测中，关键指标内容为：
（1）沉降。在建筑工程中，沉降监测应贯穿于建筑工程项目全生命周期，具体包含沉降速率、沉降差以及沉降量等，沉降监测对于基础设计具有重要意义。一般情况下，可使用等沉降曲线、时间-荷载-沉降量曲线表示结果[1]。
（2）水平位移。水平位移监测主要包含横向水平位移、纵向水平位移、特定方向水平位移三个方面，可利用水平位移图表示结果。
（3）裂缝。在施工阶段或是在运营期间，建筑工程可能会产生裂缝，需要对裂缝走向、裂缝位置、裂缝宽度、裂缝长度以及裂缝深度进行监测，并完成位置分布图绘制工作。
（4）倾斜。需要对建筑工程基础结构倾斜、上部倾斜进行监测，依照沉降观测结果可以对倾斜程度进行测量。
（5）收敛变形。收敛变形主要是监测工程结构净空变化。
（6）挠度。挠度主要包含横向、竖向两种类型，是对大跨度构陷情况进行监测。
（7）日照、风振。在超高层建筑中，需要监测温度变化、风荷载影响上部结构变形情况[2]。
二、建筑物变形监测在工程中的应用
（一）传统建筑物变形监测方法应用
传统建筑物变形监测主要指的是利用外业采集数据信息，对其进行整理、分析，对位移量进行手动计算，并绘制位移变化曲线的方法，一般情况下，测量仪器设备主要为水准仪、经纬仪以及全站仪。传统建筑物变形监测方法主要应用在工程沉降监测以及工程水平位移监测中。
1.沉降监测
通常情况下，可以利用精密水准测量方法对建筑物沉降进行监测，依照《变形测量》具体规定，可以针对差异化沉降等级，对不同水准仪进行合理选择，如表1所示。
表 1 水准仪选择
结合表1，在沉降监测工作开展中，方法关键应用要点可以归纳为：（1）在监测期间，应对监测仪器、监测人员进行配备，并设置固定监测周期与监测路线；（2）在监测工作开始之前，应矫正水准仪i角，在反测时，应进行互相对调处理，在往测时，应依照前后后前顺序观测偶数站，依照后前前后顺序观测奇数站。
2.水平位移监测
监测单位通过将观测点布设在建筑物上，利用经纬仪等多种仪器可以对观测点平面坐标进行多次测量，比较坐标值、起始值可以得到具体位移信息，现阶段，水平位移传统监测方法主要为精密导线测量、交会法。前者具体包含：（1）精密弦矢导线法。利用导线失距变化、边长变化可以得出变化量。（2）精密边角导线法。利用导线转折角、边长可以得出具体变化量。后者主要是利用2~3个坐标工作基点，对变形观测点坐标进行测定，具体包含测边交会方法、测角交会方法以及后方交会方法等，此种方法具有使用方便特点，但测量可靠性、精度难以保证[3]。
（二）新型建筑物变形监测方法应用
1.全站仪监测
全站仪测量方式主要包含无棱镜、有棱镜两种模式，测量数据主要包含竖直角度数据、水平角度数据、距离数据等。在具体监测过程中，需要对激光自动跟踪测量技术进行使用，如果气候条件较为恶劣，或是测量对象为超高层建筑，那么监测会受到阻碍。
2.GPS监测
利用载波相位双差数学模型，可以让全天候自动化测量目标得以实现。考量大气误差、卫星轨道情况，可以将两台GPS接收机设置在建筑楼顶、建筑附近，在设置地点上，应保证GPS接收机可以对大于5颗的卫星信号进行接收，且周边没有遮挡情况。利用GPS接收机相对位置，可以对观测点相对位移变化予以确认，具有观测效率高、测量精度高的特点，但函数计算关系相对复杂，可能会让监测结果产生误差。
以我国某商务大厦主楼工程项目为例，该工程项目地面共有45层，整体为钢筋混凝土框架结构，地上总高度约为180.7m。在变形监测工作中，首先，工作单位科学建立了基准点，在距离工程项目450m位置，设置三等水准点，依照四等水准测量精度指标，可以对水准点S进行测设，依照沉降观测相关要求，保证基准点S处于变形影响范围内，可以提高观测、保存效率。因原平面控制点缺乏，工作单位在工程附近使用GPS网在条件较好位置构建了两个基准点，由水准测量可以得出基准点高程。在施工前期、施工中期以及竣工阶段，可以开展监测工作[4]。
3.近景摄影测量监测
利用近景摄影测量监测技术，可以对目标任意点变形信息进行瞬时采集。近景摄影测量摄影机主要包含量测摄影机、非量测摄影机两种类型，在摄影测量完成后，可使用解析法、模拟法得到具体立体图、平面图、透视图、断面图以及等值线图。值得注意的是，此技术对设站具有较高要求，且无法让整体变形情况得以展现。
4.激光扫描技术监测
激光扫描仪技术主要是对目标发射可控激光，对反射激光进行接收，以此来得到具体三维信息。和其他技术不同，此技术可以在夜晚进行应用，且不会因自然光照受到不利影响，可以保证数据获取效率、精准度。当前，地面三维激光扫描仪、可移动三维激光扫描仪在建筑变形监测中得到了有效应用。
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图 1 地面三维激光扫描仪
5.无人机监测
在激光扫描技术基础上，因为车载三维激光扫描仪会受到复杂地形影响，而无人机具有非接触、高度灵活特点，且价格正在逐渐降低，技术成熟度也在不断提升，因此，笔者认为无人机监测将会成为未来建筑工程变形监测的重要技术。建筑物位移无人机监测计算如图2所示。
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图 2 建筑位移监测计算
结合图2，在点云模型建立中，其主要流程为获得原始数据→导入照片、POS数据建立测区→快速检查→导入控制点文件→依照不同要求填写选项参数→全自动处理→全自动空三加密、生成空三射线、生成点云、DOM、DSM→输出成果。在预处理过程中，可以对屋顶、标识点点云进行提取，并做好去噪处理工作。在点云分割中，应做好二维区域增长分割工作、法线基础上及颜色基础上的三维区域增长分割工作。最后，可以在MATLAB基础上，应用建筑位移量算法，完成位移监测计算工作[5]。
结束语：
综上所述，变形监测单位通过考量实际情况、监测需求，可以科学选择沉降监测、水平位移监测等传统监测方法，或是选择全站仪监测、GPS监测、近景摄影测量监测、激光扫描技术监测及无人机监测方法，通过全面掌握技术应用要点，严格把控技术操作行为，可以让沉降、水平位移、裂缝、倾斜、收敛变形等关键指标监测工作得以有效完成，以保证建筑物建设质量、运行安全。
参考文献：
[1]王海军.高层建筑物 (群) 深基坑工程变形监测与信息化施工[J].智能城市,2020,6(09):123-124.
[2]尹文柯.建筑物变形监测在工程中的应用与分析[J].江西建材,2019(12):44-45.
[3]李加彪,谭跃.采用自制条形码的建筑物变形沉降监测新技术[J].建筑技术,2019,50(11):1332-1334.
[4]黄贺琴.建筑物变形监测的作业方法探析[J].住宅与房地产,2019(30):186.
[5]牛义.构建筑物变形监测的必要性分析[J].住宅与房地产,2019(16):230.