1、什么是变形？建筑在荷载作用下产生的形状或位置变化的现象。可分为沉降和位移两大类。沉降指竖向的变形，包括下沉和上升；而位移为除沉降外其他变形的统称，包括 水平位移、倾斜、挠度、裂缝、收敛变形、风振变形和日照变形等。

2、什么是变形监测？对建筑物或构筑物的场地、地基、基础、上部结构及周边环境受荷载作用而产生的形状或位置变化进行观测，并对观测结果进行处理、表达和分析的丁作。

3、哪些项目需要做变形监测（这里说的变形监测主要是水平位移和沉降， 只有部分特殊项目需要做倾斜、挠度、裂缝、收敛变形、风振变形和日照变形等）？

对于这个问题我想分两个大的方面来说，或者说由两本规范引出：《建筑变 形测量规范》（JGJ 8-2016）、《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)。

在《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）指出下列建筑在施工期间和使用期 间应进行变形测量：

1 地基基础设计等级为甲级的建筑。

2 软弱地基上的地基基础设计等级为 Z 级的建筑。

3 加层、扩建建筑或处理地基上的建筑。

4 受邻近施工影晌或受场地地下水等环境因素变化影晌的 建筑。

5 采用新型基础或新型结构的建筑。

6 大型城市基础设施。

7 体型狭长且地基土变化明显的建筑。

在《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)。指出高速铁路在施工和运营 期间，应根据设计文件要求对高速铁路及其附属建筑物进行变形测量，其测量内 容主要包括路基、涵洞、桥梁、隧道、车站以及道路两侧高边坡和滑坡地段的垂 直位移监测和水平位移监测。

可以看出两本规范所针对的测量对象不同，建筑变形测量规范主要针对市政 建筑，一般以大型基坑为主，而高速铁路工程测量规范只是针对高速铁路构筑物 变形监测制定的。另外二者对其相应等级的精度也不一样，如下表所示：

首先是《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）对测量等级及其精度的要求：

表 1 建筑变形测量的等级、精度指标及其适用范围

表 2 沉降观测作业方式

表 3 数字水准仪观测要求

表 4 数字水准仪观测限差

当然对于等级较低的三、四等沉降观测可以采用三角高程代替此时三角高程 测量应采用中间测站的方式进行，如图 1 所示：

图 1 中间测站三角高程测量观测示意图

对于（a）采用的是一副固定长度的对中杆，对于图（b）是见测量标志预埋 在变形体上，这样做的好处是不存在量仪器高和目标高引起的误差。当然此时对 于全站仪做了相应的精度要求，具体如下：

表 5 三角高程全站仪标称精度要求

此外三角高程测量时视线长度不宜大于 300m，最长不宜超过 500m，视线垂 直角不应超过 20°，每站的前后视线长度之差，对三等观测不宜超过 30m，四等 观测不宜超过 50m。此外还需记录温度、湿度以及气压来做气象改正。

其次是《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)对测量等级及其精度的要求：

在此规范中对相应等级变形监测精度要求更加严格，毕竟是高速铁路，具体如下表所示：

表 6 变形监测等级划分和精度要求

由表 6 可以看出，高速铁路规范在同等级下，精度要求更加苛刻。一般情况 下采用二等，此时对全站仪和水准仪的要求如下：

A、水平位移监测：

（1）外业数据采集在夜间或阴天温度和大气环境较为稳定时进行，根据现 场条件，选择单测站极坐标法（如图 2(a)）、双测站极坐标法（如图 2(b)）、自由 设站法（如图 3）或上述方法结合的方式进行观测。监测点测量采用具有自动目 标识别照准功能的徕卡测量机器人 TS30，平面位移监测点采用强制对中并安置 Leica 公司的 GPR121 进口钢化精密棱镜。

（2）位移监测点测量的方向和距离观测执行表 7、8 中的要求。测距边的斜 距进行气象和仪器常数改正。气压、气温的读取采用测量专用空盒气压表和干湿 温度计进行实时读取，其中气压读数精确到 0.5hPa，温度读数精确到 0.2℃。

表 7 水平角观测技术要求

注：当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，该方向 2C 互差可按相邻测回 同方向进行比较，其值应满足表中一测回内 2C 互差的限值。

表 8 边长测量限差

（3）监测点的坐标初始值观测选择在夜间或阴天观测条件较好、温度较为 稳定时进行，初始值的确定进行多次观测取平均值，确保准确可靠。

（4）若一站观测时间过长，应重新观测。每一期次外业观测过程中，应准 确记录好天气状况、温度、气压、湿度、风力、风向等信息。

B、沉降监测：

（1）沉降观测基准网应布设成附合水准路线形式。

（2）沉降观测基准网测量执行国家二等水准测量相关规定，具体要求见表 9~12。

表 9 水准测量主要技术要求（m）

表 10 水准测量限差要求 （mm） 

注：表中 L 为往返测程，附合或环线的水准路线长度，单位为 km。

表 11 水准测量观测方法

表 12 水准测量计算取位

4 、具体施测

说完变形监测的定义，应用对象已经精度要求，最终需要明白如何具体施测， 对已变形监测首先是需要建立坐标系，其次是选点布网，然后是确定观测等级， 接下来就是确定观测频率，最后是选择观测方法。

坐标系：一般平面采用工程独立坐标系，对于规则变形体一般采用其中轴线 作为坐标横轴；对于高程系统一般采用 1985 高程系统，也可采用独立高程系统， 因为沉降监测主要是获得结构物的单次变化量和累计变化量，这两个是相对变化 值，不需要绝对的高程值。

选点布网：监测网应布设基准点、工作基点以及变形监测点。基准点：为进行变形测量而布设的稳定的、长期保存的测量点。根据变形测量的类型，可分为沉降基准点和位移基准点；工作基点：为便于现场变形观测作业而布设的相对稳 定的测量点。根据变形测量的类型，可分为沉降工作基点和位移工作基点；监测点：布设在建筑场地、地基、基础、上部结构或周边环境的敏感位置上能反映其 变形特征的测量点。根据变形测量的类型，可分为沉降监测点和位移监测点。

如图 4 所示为一般基坑沉降监测基准点、工作基点和监测点布设图，一般情况下基准点布设在远离变形体影响外，且易于保存的地方，在建立基准网以后一 般会定期对基准点进行复测，基准点复测周期应视其所在位置的稳定情况确定， 在建筑施工过程中宜1月~2月复测1次，施工结束后宜每季度或每半年复测1次。工作基点一般布设在变形体周围稳定区域，且便于观测，沉降监测时一般直接联测工作基点，由工作基点作为起算数据获得监测点的变化值，而工作基点的稳定性由基准点确定。监测点一般均匀布设在变形体上，能直接反应变形的结构体上，对于变形较大地区应加大布设密度。

如图所示，基准点测量应采用往返闭合环的形式施测，工作基点测量时应采用往返测，沿线联测稳定基准点形成附和线路；监测点测量时由工作基点出发，沿线联测变形监测点最后结束于工作基点形成附和线路。其中双向箭头代表往返测，施测过程中是否需要往返测应根据具体情况而定。此处需说明的是沉降监测时由于监测密度大，采用传统水准测量效低，此时可采用中视法水准测量、自由设站法全站仪测量或者自动化变形监测等。

如图 5 为高速铁路桥墩沉降监测示意图，同样有基准点，工作基点和监测点 组成监测网，测量时采用水准进行联测。当测量基准网时采用往返测，中间可以 联测工作基点，当测量监测点时采用单程联测，最后形成闭合环。

观测方法确定，根据对应等级要求，选择合适的观测方法和手段可以极大提高效率，节省成本，当然具体采用什么方法进行测量应该具体问题具体分析。以下是一些变形监测图片：

大坝监测采用全站仪测量变形监测点

采用全准仪对桥墩沉降变形进行观测

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