浅谈既有建筑倾斜测量方法在实际检测中的应用

【摘要】：随着建筑的逐步建造、建筑物的基础和地基所承荷载不断增加，建筑物自身倾斜的测量问题越来越重要。对于既有建筑倾斜测量则要采取灵活适用的观测方法，以便更能准确的发现建筑物的异常倾斜，采取有效措施。实际倾斜测量方法很多，每种方法使用均有各自的优缺点，同等情况下不同方法的精度也有所不同。本文涉及房屋检测过程中，对于既有建筑房屋倾斜测量过程中采用的几种常规测量方法进行分析和对比，选择合适的方法，从而让测量结果更可靠、准确。

【关键词】：既有建筑，倾斜测量、方法对比 

引言：目前城市更新提出了“加梯、平改坡及外立面”的加固改造建设理念，因此就会影响既有建筑物基础及其四周地层产生一定程度的变形。房屋的倾斜测量问题直接关系到房屋的使用安全。目前在实际检测过程中发现倾斜测量方法存在一些弊端，比如在上海宝山区某渗水检测项目和宝山区生态园区某幢既有房屋检测实践对比中，采用同一种测量方法但存在几次检测得到的数据却有较大的偏差。特别针对一些重点项目，如果是人为的原因还是方法不对，测量出现偏差较多，则直接影响整个项目检测情况。大家尚不得知，因此如何快速有效精准的获取房屋倾斜测量方法选取的情况，值得探讨和总结。本文就针对一般既有建筑物的倾斜观测如何更好的选取精度最高最有效的方法，通过上海宝山区某渗水检测项目和宝山区生态园区某幢既有房屋实践检测对比中，谈谈自己对一般既有建筑物的倾斜观测方法。通过本文对比发现，投点法精度高，影响因素较少，且实施起来无安全隐患，推荐对于一般的既有建筑物尽量采用全站仪投点法进行测量。

1、常规倾斜测量方法

1.1全站仪平距法

利用全站仪免棱镜功能，通过瞄准目标物体铅直表面上下同一位置测量距离全站仪中心的水平距离，同时测得上下两点相对高差，从而计算出倾斜率。

具体操作方法是：选择距离待测墙面合适距离进行摆站，利用全站仪测量平距及标高的功能，仪器整平之后，首先仪器镜头瞄准墙体尽量靠近棱角线下部点位测量该点位距离仪器中心水平距离a1及高差h1，随后保持水平方向制动，往上调整镜头，瞄准墙体上部靠近棱角线的点位，重复操作，测量该上部点位距离仪器中心水平距离a2及高差h2，同时记录相应数据。倾斜率计算公式为：v=a1-a2/h1-h2。注意此处上下观测顺序并无强制要求。

结合上海市宝山区某渗水项目实际情况，对房屋采取同一种方法观测同一部门但观测的数据相差很大。第一次采用同一种测量方法测量人员和设备对同一幢房子倾斜进行测量数据如下表格所示，数据显示最大数据为4.5‰，如表1所示；第二次采用同一种测量方法同一测量人员和设备对同一幢房子继续进行了倾斜测量复核，数据如下表格所示，数据显示最大数据为0.78‰，如表2所示，两者相差3.72‰，数据差比较大，分析还是测量方式方法存在较大问题，所以更好的选取测量方法，获取更有效更精确的检测数据，直接影响到整个检测项目的成败。

宝山区某渗水项目某号房屋倾斜测量结果

1.2全站仪投点法

利用全站仪照准部镜头内的竖丝瞄准目标外棱角线的上下偏差，结合钢直尺等设备读取偏差数据。

具体操作方法是：选择距离墙面合适距离进行摆站，尽量选择仪器视线与外墙面轴线相切位置，仪器整平之后，首先将仪器镜头内的十字中心竖丝线与墙面上部棱角线相切，随后保持水平方向制动，将镜头往下调整到下部棱角线位置，此时下部应该提前固定好毫米网格网等读数设备，在毫米网格网内读出竖丝距离墙面棱角线的读数，此读数即为倾斜偏差a。如果要计算倾斜率，还需要测量高度值，具体方法可以采用卷尺、测距仪等设备，或者使用全站仪免棱镜功能直接测量上下两点高程来计算高度值。

1.3靠尺法

采用靠尺贴合目标表面，直接读取偏移数据。靠尺分为一米和两米的规格，一米靠尺倾斜量程一般为±7mm，两米靠尺倾斜量程一般为±15mm， 使用靠尺时，选择平整墙面，尽量贴合墙面进行检测，倾斜数据可以直接读取。测量高度值为固定的一米和两米。

1.4吊线坠法

吊线坠法利用的是物体在重力的作用之下，形成一个铅直线，计算铅直线与墙面的距离偏差值。

具体做法是在建筑物外墙高处悬挂吊线坠，在线坠铅直方向下的底部固定毫米格网读数设备，直接读取或量出上部观测点相对底部观测点的水平位移量和位移方向。次方法也直接用于检测建筑模板或墙体是否垂直。

1.5坐标观测法

一般都要经过现场踏勘，在测区布设一条独立坐标系的控制网。并根据实地情况在观测到的建筑物顶部和墙体上设立观测点标志，可采用埋入式照准标志，也可直接利用符合位置与照准要求的建筑物特征部位。

用四等导线网精度要求对该控制网进行观测。然后在各控制点上设站，用全站仪依次对各房角的上、下点观测精确的三维坐标。以此获得建筑物各角点顶部相对于底部的水平位移量，并计算其倾斜率。次方法使用大型房屋或桥梁倾斜检测，施工难度较大，但精度更高。

2、倾斜测量数据对比与分析

2.1案例具体数据分析

本文通过以上几种方法分别对同一建筑不同墙面进行倾斜检测，得到如下数据。

    从检测数据看出，各种方法数据差异较小，方向一致，成果无较大偏差，其中全站仪投点法与吊线坠法数据最为接近。从理论上来说，基本上每种方法均可用于实际操作中，但是需要根据现场条件以及项目的属性不同采取最合适的方法。

2.2各倾斜测量方法优劣分析

通过实践表明，全站仪投点法数据更加精确，可靠直观，数据采集通过正倒镜两次观测求得的平均值更加科学规范，现场工作效率仅次于平距法，可适用于重难点项目， 但是该方法受现场条件影响大，比如在建筑物底部有遮挡物时该方法并不适用。

全站仪平距法优点在于简便快捷易上手，速度快，效率高，激光测距科技含量更高，现场一个检测人员即可完成作业内容，缺点在于如果建筑物表面不平整，容易使测量结果产生较大偏差，人员观测时，如果不注意建筑物表面的凸起或者凹陷就容易导致测量数据出错得到错误的结论，这时需要检测人员更加的小心仔细。该方法可适用于体量大，时间要求紧的项目。

靠尺法优点在于简便快捷易上手，数据直接可以读取，同时缺陷也很明显，由于靠尺量程有限，一般在15毫米以内，超过量程即无法对倾斜较大的墙体进行检测，靠尺长度一般为两米，高度受限，对于一些高层建筑物的检测就无法进行。适用于单层单体倾斜检测，比如农村平房，配电间等。

吊线坠法优点在于数据直观，偏差数据可以直接读取， 缺点在于受外力环境影响较大，比如风力大小，线是否扭曲，线坠重量是否达标等，其中以风的影响最大，实地可操作性不强。适用于室内环境的检测，比如货架检测，钢结构局部构件检测等。

3、倾斜测量前景分析

随着社会的高速发展，越来越多的高层建筑拔地而起，此起彼长的同时，许多年代久远的建筑也在消失。因为各方因素，也有许多建筑被保留下来继续发挥其功能，但一些建筑年代较久，存在一定安全风险，因此在这些建筑的实际检测过程中，采用监测的手段在一定时间内监测建筑物的倾斜情况变的尤为重要，每一种监测方法都需要提前在建筑物上做好相应标记，目前倾斜监测方法还有全站仪坐标法，全站仪前方交会法等。

从精度上来说，目前许多全站仪的精度可以达到0.5mm 甚至0.1mm，精度明显高于靠尺线坠等传统设备，从效率上，全站仪采用激光测距，速度快，结果可视化，更多的消除了人为因素带来的误差，因此，获取建筑物的倾斜必定是采用高科技设备带来的快速准确有效。

倾斜测量方法还有近些年已经提出的摄影测量技术，能为三维建模提供一个快速、高效的新方法，展现了倾斜摄影测量技术在测绘领域的应用。但国内倾斜摄影测量技术仍处于实验和推广阶段,同时还存在一些因素限制其发展，仍需要进一步的研究，以后更会出现以全站仪结合GPS为主导，向自动化及智能化测量领域发展的巨大潜力。

4、结束语

建筑的倾斜在设计规定的范围内，可视为正常现象，但超过一定的限度就会影响楼房建筑的质量（必要时还要进行建筑物的裂缝观测），严重的还会危及楼房的安全。所以，在楼房施工建设和运行管理期间非常需要进行倾斜观测，对通过各种测量方法获取的倾斜信息进行分析和处理，及时发现楼房建筑的异常变化，及时采取有效措施，确保楼房建筑的安全。

本文通过理论联系实际的方法，指出了各倾斜测量方法的优缺点及适用范围：全站仪投点法适用于重难点项目；全站仪平距法适用于体量大，时间要求紧的项目；靠尺法用于单层单体倾斜检测，比如农村平房，配电间等；吊线坠法适用于室内环境的检测，比如货架检测，钢结构局部构件检测等；坐标观测法更使用于如房屋或桥梁等大型倾斜检测工程。最后本文分析了倾斜测量必定是采用高科技设备进行检测的。希望本文为检测工作者在实际项目参与过程中提供有意义的参考。

参考文献

1. 《建筑倾斜测量规范》JGJ8-2016；

2. 《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2019）；

3. 《工程测量标准》GB50026-2020。