基于全站仪反射片技术的高层建筑物倾斜测量方

基于全站仪反射片技术的高层建筑物

倾斜测量方法探讨

胡景元

摘 要：鉴于高层建筑物主体直接倾斜变形难以测量的问题，提出基于全站仪反射片技术的高程建筑物倾斜测量方法，给出该方法的基本原理，并对其精度进行研究评定，通过工程实例探讨了本方法的可行性，同时分析了高层建筑物主体倾斜产生的原因并给出简明的治理办法。研究结果显示该方法在保证测量精度的同时，能够很好的完成高层建筑物主体倾斜监测工作，同时最大程度的解决建筑场地狭小无法完成正交垂直投点标定法倾斜测量的问题。

关键词: 倾斜观测;全站仪反射片;精度评定

随着城市化进程的加速，城市中高层建筑物的数量越来越多，建筑物主体倾斜测量作为建筑物变形监测的一部分，其重要性也越来越明显。《规范》中规定在建筑物外部进行建筑物主体倾斜测量，测站点距建筑物主体应在1.5-2倍建筑物高的范围内，鉴于以上问题，笔者提出基于全站仪反射片技术的高层建筑物倾斜测量方法，对高层建筑物倾斜测量的相关问题进行研究。

1 基本原理

式中H为监测点间高差。整个测量操作方法如下：

（1）施工场地独立坐标系的建立及倾斜监测点布设

在被监测建筑物工业场地建立独立坐标系，选择合适的测站点O和定向点A，使测站点O和定向点A连线尽量与被监测建筑物的一边平行，将测站点O作为独立坐标系原点，定向点A与测站点O连线为独立坐标系X轴，水平正交方向为Y轴。使被监测建筑物落于独立坐标系第一象限，使用全站仪反射片在建筑物拟监测墙面的上、下四个角点分别布设倾斜监测点1、2、3、4，详细位置见示意图 2。

（2）监测及数据处理

在测站点O架设高精度全站仪，输入O点坐标（0, 0, 0），后视A点定向，输入A点坐标（XA, 0, 0），在已建的独立坐标系下测定建筑物上倾斜监测点三维坐标（X1,Y1, Z1）、（X2,Y2, Z2）、（X3,Y3, Z3）、（X4,Y4, Z4）。

以上点位中误差精度可以满足《建筑物变形m的要求，精度可靠测量规范JGJ 8—2007》[2]中对重要建筑物主体倾斜观测点中误差小于3m。

3 工程实例

杭州市某小区6#楼高21层，已封顶，由于其东南侧开挖一大型基坑，楼体沉降监测过程中显示整个楼体略向北侧倾斜，现根据施工方要求需对楼体倾斜度进行测量。

在楼体东侧施工影响范围外建立测站点O，在该楼东南部附近院落一旧楼顶部选择定向点A，使OA连线尽量平行于4#楼南墙，建立独立坐标系，设O点坐标为（0,0,0），多测回测定后确定A点坐标为（102.232,0,3.533）。

在6#楼南墙面近似各个角点位置布设倾斜监测点四个1、2、3、4，在西墙上西南角上下位置布设监测点两个5、6，全部使用射钉枪固定在墙体上，点位稳定，见示意图3。

使用测角精度1″标程精度2+2ppm的高精度拓普康全站仪，按前文方法对楼体上倾斜监测点进行测量，所获坐标数据见表1。

根据以上计算内容分析可知，小区6#楼高整体向东南方向倾斜，平均倾斜0.025 度。

4 结语及注意事项

综上，采用基于全站仪反射片技术进行高层建筑物倾斜测量，完全能够满足《规范》[2]精度要求，同时能够最大程度的减弱施工场地对测量操作的影响，只需架设一次仪器就可完成整个倾斜测量过程，是一种值得推广使用的方法。

本方法简单实用，在操作过程中应注意以下问题：

（1）建立施工场地独立坐标系过程中，应尽力使测站点O和定向点A连线与被监测建筑物一边平行；

（2）倾斜监测点布设中，应保证反射片长期固定，建议使用射钉枪等固定设备，同时要与施工人员做好交流避免反射片损坏和遗失；

（3）布点时还要保证监测点与测站点通视，建筑物建设过程中层间倾斜监测时可在每层相同位置布设倾斜监测点，将建筑物防护网截取一部分，保证监测点与测站点通视；

（4）监测时要充分考虑时间、风力等因素，每期监测的时间应选择一天中相同的时间，避免风力太大时的进行监测，以保证监测精度

（5）《规范》中规定建筑物外进行建筑物主体倾斜测量，测站点距离建筑物应在1.5~2倍建筑物高的范围内，因此，在实际工作中应在测量作业安全的情况下尽量缩短测站点与被测建筑物间距离，以获得更高的监测精度。

参考文献：(References)

[1] 高井祥.测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2005.

[2] 中华人民共和国建设部.建筑变形测量规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.3

[3]　武汉大学测绘学院测量平差学科组.误差理论与平差基础[M].武汉:武汉大学出版社,2005.