变形观测(deformation observation)

测定地面点或建(构)筑物在一定时间段内垂直和水平位移的工程勘察测量工作。由于开采地下资源、深挖边坡、岩层断裂、滑坡和静动荷载的变化等原因，会导致地面或建(构)筑物发生垂直和水平位移。不均匀和较大的位移会引起建(构)筑物上部变形，对建设和生产有破坏作用。因此，在施工过程中和建成以后的若干年内，都要进行定期监测，以便掌握变形的发展趋势，及时采取措施。变形观测内容分为垂直位移观测、水平位移观测、建(构)筑物上部变形观测和观测资料整理与分析。

垂直位移观测  又称沉降观测(包括回弹观测)。通常采用精密水准测量方法进行定期复测。观测前要在变形体上设置观测点(变形观测标志)；在变形区附近埋设工作基点；在变形区以外的稳定地区，埋设3个以上的基准点，并通过联测验证其稳定情况。以基准点、工作基点和部分观测点组成变形高程控制网，然后由高程控制点连测全部观测点的高程。按一定周期重复观测，经过严密平差计算，得出每个观测点不同时刻的高程数据，从而算出该观测点在某时间段内的垂直位移量。

水平位移观测 水平位移的方向是任意的，通常以基准点和工作基点构成高精度的变形平面控制网；变形区较大时，可用部分工作基点和部分观测点组成次级变形平面控制网。变形平面控制网可布设成三角网、测边网、边角网和导线网等(见平面控制测量)。每期先观测平面控制网，经严密平差算出控制点坐标，再连测所有观测点并算出各点坐标，由此得出各观测周期间观测点的水平位移情况。特定方向的水平位移观测，常用基准线法(又称视准线法)。通过基准点的铅垂平面为基准面，定期在基准点上测定观测点的水平位移值。基准点埋设在变形区外，垂直于位移方向的一排排观测点连成直线的延长线上。基准线法可分为：(1)测小角法。在基准点上测定观测点至基准点的距离和偏离基准面的小角度，从而算出观测点的水平偏离值；(2)活动觇牌法。利用活动觇牌上的标尺，直接测定偏离值。(3)激光经纬仪准直法。以激光束替代经纬仪视线，以光电探测器替代活动觇牌测定偏离值。(4)波带板激光准直法。准直系统由激光器点光源、波带板和光电探测器组成，配合使用求定偏离值。采用强制对中设备，可以减少仪器和视准目标的安置误差。

建(构)筑物上部变形观测  主要内容有倾斜观测、上部位移观测、裂缝观测和挠度观测。

倾斜观测 测定建(构)筑物顶部由于基础有不均匀沉降或受外力作用而发生的垂直偏差。通常在建(构)筑物顶部和底部设置观测点，定期观测其相对位移值；也可以直接观测顶部中心相对于底部中心的位移值。然后推算建(构)筑物的倾斜度。

上部位移观测 测定建(构)筑物上部因受侧向荷载所引起的水平位移量，或高层建筑和高耸构筑物在风振、地震、日照等外力作用下的摆动和扭曲位移量。观测点的设置根据变形体的情况和位移方向等因素而定。

裂缝观测 测定建(构)筑物因不均匀沉降而引起的墙、梁(构件)开裂。一般在裂缝两侧设观测标志，定期观测其位置变化，测出裂缝的大小和走向。

挠度观测 测定建(构)筑物的构件受力后发生挠波bo曲的程度。通常测定构件各横截面的中心在垂直于轴线方向上的位移。

观测资料整理与分析  验证是否存在变形，为分析变形的成因提供基础资料。首先要对基准点和工作基点的多次观测成果，用数理统计方法进行稳定性分析，筛选出变形控制网中的稳定点和非稳定点。若变形控制网中的点都是稳定的，用秩亏自由网平差法处理控制点各期观测数据；若控制网中含有稳定点和非稳定点，就用拟稳平差法处理观测数据。然后每次都利用控制网的当期平差结果和至观测点的观测值，计算诸观测点的成果。分别整理观测点的各期成果，以时间、荷载或其他有关物理量为横坐标，以累计变形量为纵坐标，绘出观测点的变形过程线。变形范围较广时，可以在观测点平面图上绘出由各种变形因素引起的变形量等值线图，以利于了解变形的幅度、趋势和影响范围。必要时按最小二乘法和统计检验原理，拟合出变形量的回归方程，找出变形规律，提供变形预报和发展趋势。

展望  随着高大建筑的增多、地下资源开采日渐扩大，变形观测工作越来越受重视。观测方法已经逐步应用微水准仪、静力水准仪、电磁波测距仪、激光测距仪、自动准直仪、电子测斜仪、位移传感器、全息测量仪和近景摄影测量技术，使变形观测过程日趋自动化。统计分析方法也在由单一变量发展为多变量动态分析，对建(构)筑物的安全，将提供更可靠的预报。