随着社会的不断进步,物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的成熟完善,土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾,高层及超高层建筑物越来越多,这些都会成为建筑物的安全隐患,为了保证人们的生命安全以及财产安全,需要对建筑物的稳固程度密切监测。对于变形监测的重视已经不仅是在国内,在国外也受到了广泛的关注。
1 变形监测的发展现状
变形监测是现代工程测量中的一个基本职能,主要是观察在外力作用下变形体的有关基本情况,如形状、大小等基本特征。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的参数,建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息,为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,造成巨大的经济损失。
2 变形监测的技术手段
2.1 测量机器人监测技术
测量机器人监测技术属于一种地面变形监测技术,由于我国的科技水平越来越发达,对于变形监测的技术也越来越智能化。测量机器人与测量数据处理分析软件系统相结合完全可以实现变形监测的自动化。测量机器人作为多传感器集成系统在人工智能方面的进一步发展,使其在建筑物变形监测中必将得到进一步应用。
2.2 三维激光扫描技术
三维激光扫描技术也是一种地面变形监测技术,是通过雷达对红外线进行发射与接收实现变形监测的目的,能过对建筑物进行全方位、三维立体空间的扫描,从而获得准确性较高的实时数据,通过与前期数据比对,计算相应的变形量,同时还能够发现很多传统的地面变形监测技术发现不了的安全隐患。
2.3 GPS技术
GPS的应用是测量技术的一项重大变革,是利用卫星或飞机上的测量传感器对地面或建筑物进行沉降或位移监测。具有定位精度高、连续性、实时性、提供三维坐标、全天候作业等优点。尤其是实时动态测量技术(RTK)是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,实时地计算并显示出用户站的三维坐标。
2.4 全站仪监测技术
全站仪监测技术以其自动化、高精度的技术优势,在变形监测中得到了普遍应用。全站仪正在向全能型和智能化方向发展。在很短的时间内完成一目标点的观测,并可以对多个目标作持续和重复观测。
2.5 数字摄影测量变形监测技术
近年来,随着技术的飞速发展,摄影测量已经进入了数字摄影测量时代。被摄物体的数字影像获取变得越容易。利用数字影像处理技术和数字影像匹配技术获得同名像点的坐标,就可以计算出对应物点的空间坐标。整个处理过程是由计算机完成的,因此也称为“计算机视觉的摄影测量”。变形监测的摄影测量方法,不仅圆满地解决了观测的同时性、观测点的连续性、动态监测等问题,而且可以对一些无法到达的变形体进行监测。
3 变形监测过程实施
3.1 变形测量点的布设
变形测量点可分为控制点和观测点(变形点)。控制点包括基准点、工作基点以及联系点、检核点、定向点等工作点。各种测量点的选设及使用,应符合:工作基点应选设在靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置。测定总体变形的工作基点,当按两个层次布网观测时,使用前应利用基准点或检核点对其进行稳定性检测。测定区段变形的工作基点可直接用作起算点。当基准点与工作基点之间需要进行连接时应布设联系点,选设其点位时应顾及连接的构形,位置所在处应相对稳定。对需要单独进行稳定性检查的工作基点或基准点应布设检核点,其点位应根据使用的检核方法成组地选设在稳定位置处。对需要定向的工作基点或基准点应布设定向点,并应选择稳定且符合照准要求的点位作为定向点。
尤其是基准点的布设和制作非常重要,有时根据设计要求成孔、浇灌、砌井、高程点标示等进行布设,确保基准点的永久使用。
3.2 变形监测周期
根据建筑物的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件及施工过程等因素综合考虑,观测过程中的频率或周期,应该根据变形量的变化情况,进行适当调整,通常观测次数能反映出变化的过程。对于单一层次布网的情况,观测点与控制点都应按照变形观测周期进行观测;对于两个层次布网的情况,观测点及联测的控制点应按变形观测周期进行观测,控制网部分可以按照复测周期进行观测。变形观测周期要以能系统反映所监测的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则。当观测中发现变形异常时,应及时增加观测次数。
4 变形监测的误差分析
4.1 误差对平差改正数的影响
在变形检测的过程中,对于监测影响的结果最大的就是误差,有时候误差会将变形监测向一个错误的方向误导,使得对于建筑的定位与测量都存在着一定的问题,所以,我们必须要解决变形监测的误差问题,是方案设计的数据的准确性与可靠性,避免对平差结果产生影响。我们可以根据Baarda提出的公式对误差进行计算:
4.2 变形监测的粗差检验
一般没有实践去进行周密的计算的时候,我们可以通过对变形监测进行粗差检验的方式,当然也是以笔者之前提到的公式为基础,把观测到的数据带入到粗差检验的函数中,就可以知道一个大致的误差值了。
5 变形监测的数据处理与分析
5.1 使用建模的方法来分析变形监测数据
近几年来,对于变形监测数据分析的方法新增了许多,像是频谱分析、滤波分析,但是在所有分析中使用最广泛的还是建模分析,比如说使用灰色理论来进行建模分析,将数字与灰色理论结合到一起,画出回归曲线,对回归曲线所显示出来的数据与误差进行分析,从而对变形监测的数据进行深入的探讨。
5.2 使用物理分析来解释变形监测
周期性检测就是变形检测的一种物理分析手段,主要是为了防止建筑到达某一个临界点而产生突变,起到防患于未然的作用,在实际的变形监测分析中,主要就是以数学统计法、函数分析法来进行混合模型的建设,不需要变形监测的数据就是这种方式的有点,具有“先验”的好处。
6 结语
综上分析可知,变形监测技术在我国的建筑行业的应用非常的广泛,同时也起着非常重要的作用,变形监测系统不仅仅为我国人民群众的生命安全提供了保障,还在很大程度上保护了我国的文化遗产,促进我国的社会主义精神文明建设。不断深化现代化变形监测技术的改革与创新是非常关键的,要将现代工程测量中的新技术新方法应用到变形监测技术中来,使变形监测向更精密、更智能的方向发展,以推动我国建筑工程行业的稳定发展。
摘要：近几年来,我国经济建设的发展越来越稳定,建筑工程的施工项目的数量也在持续攀升,对工程测量的技术要求也越来越高。在施工过程中,对于建筑物的设计、施工、管理等各个阶段所用的数据都是通过测量得到的,尤其是变形监测数据,将直接反映建筑物的稳定程度以及建筑物的安全性能,本文主要针对发展现状、监测技术手段、实施过程和误差分析及数据处理等方面进行研究和分析。
关键词：变形监测,提高精度,技术研究
参考文献
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