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工程变形监测:基本概念

【摘要】:变形监测又称变形观测,是对变形体进行测量以确定其自身变形,或者通过测量确定其空间位置随时间的变化特征。对于工程变形监测来说,变形体一般包括工程建(构)筑物、机械设备以及其他与工程建设有关的自然或人工对象。

1.1.1 变形及变形监测的概念

物体的形状变化称为变形。变形通常分为两类: 自身的变形和相对于参照物的位置变化。

物体自身的变形主要包括伸缩、剪切、裂缝、弯曲(平面上)和扭转(空间内)等。物体相对于参照物的位置变化主要包括水平位移、垂直位移(沉降)、倾斜、旋转等。

变形监测又称变形观测,是对变形体进行测量以确定其自身变形,或者通过测量确定其空间位置随时间的变化特征。《工程测量规范》(GB50026—2007)中提出,变形监测是指对建(构)筑物及其地基、建筑基坑或一定范围内的岩体及土体的位移、沉降、倾斜、挠度、裂缝和相关影响因素(如地下水、温度、应力应变等)进行监测,并提供变形分析预报的过程。

工程变形监测就是利用专用的仪器和方法对工程建筑物等监测对象(也称变形体)的变形进行周期性重复观测,从而分析变形体的变形特征、预测变形体的变形态势。

对于工程变形监测来说,变形体一般包括工程建(构)筑物、机械设备以及其他与工程建设有关的自然或人工对象(如高层建筑物、重型建筑物、地下建筑物、大坝、桥梁隧道、大型科学实验设备、古建筑、储油罐、储矿仓、高边坡、滑坡体、采空区等)。

1.1.2 引起变形体变形的主要原因

影响工程建筑物变形的因素有外部因素和内部因素两个方面。外部因素主要是指由于建筑物负载及其自重的作用使地基不稳定,震动或风力等因素引起的附加载荷,地下水位的升降及其对基础的侵蚀作用,地基土的载荷与地下水位变化影响下产生的各种工程地质现象以及地震、飓风、滑坡、洪水等自然灾害引起的变形或破坏。内部因素主要是指建筑物本身的结构、负重、材料以及内部机械设备震动作用。此外,由于地质勘探不充分、设计不合理、施工质量差、运营管理不当等引起的不应有的额外变形和人为破坏也是重要因素。

1.1.3 变形监测的主要任务

工程变形监测的主要任务是周期性地对观测目标进行观测,从观测点的位置变化中了解建筑物变形的空间分布,通过对各次观测成果分析比较,了解其随时间的变化特征,从而判断建筑物的质量、变形的过程以及变形的趋势,对超出变形允许范围的建筑物、构筑物及时地分析原因,采取加固措施,防止变形的发展,避免事故的发生。