第12章建筑物變形觀測(cè)

1、第第12章章 建筑物的變形觀測(cè)建筑物的變形觀測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解：了解：變形觀測(cè)的任務(wù)、目標(biāo)、分類及變形變形觀測(cè)的任務(wù)、目標(biāo)、分類及變形觀測(cè)實(shí)施的方法；變形觀測(cè)的精度和頻率；觀測(cè)實(shí)施的方法；變形觀測(cè)的精度和頻率；掌握：掌握：沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)及方法；水平位移沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)及方法；水平位移觀測(cè)的方法；變形觀測(cè)資料的整理。觀測(cè)的方法；變形觀測(cè)資料的整理。12.1 概概 述述l建筑物的變形觀測(cè)建筑物的變形觀測(cè):主要就是對(duì)建筑物（構(gòu)筑物）以及地基所產(chǎn)生的沉降、傾斜、撓度、裂縫、位移等變形現(xiàn)象進(jìn)行的測(cè)量工作。l變形產(chǎn)生的原因：變形產(chǎn)生的原因：一是自然條件及其變化（如地質(zhì)水文），二是建筑物本身相聯(lián)系

2、的原因（如建筑物本身荷載）；l變形分類：變形分類：靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形；l變形觀測(cè)的任務(wù)：變形觀測(cè)的任務(wù)：周期性地對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，求得其在兩個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)的變化量。l建筑物的變形觀測(cè)的分級(jí)：建筑物的變形觀測(cè)的分級(jí)：按不同的工程要求分為四個(gè)等級(jí)，各等級(jí)精度要求見下表。變形測(cè)量等級(jí)垂直位移測(cè)量水平位移測(cè)量適用范圍變形點(diǎn)的高程中誤差（mm） 相鄰變形 點(diǎn)的高差中誤差（mm）變形點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差（mm）一級(jí)0.30.11.5變形特別敏感的高層、高聳建、構(gòu)筑物、精密工程設(shè)施、地下管線等二級(jí)0.50.33.0變形比較敏感的高層、高聳建、構(gòu)筑物、重要工程設(shè)施、地下管線、隧道拱頂下沉、結(jié)構(gòu)收斂等三級(jí)1.00.

3、56.0一般性高層、高聳構(gòu)筑物、地下管線等四級(jí)2.01.012.0觀測(cè)精度要求低的建、構(gòu)筑物、地下管線等l變形觀測(cè)的方法：變形觀測(cè)的方法：v常規(guī)測(cè)量方法常規(guī)測(cè)量方法v攝影測(cè)量方法攝影測(cè)量方法v特殊測(cè)量方法：激光準(zhǔn)直儀、測(cè)斜儀特殊測(cè)量方法：激光準(zhǔn)直儀、測(cè)斜儀v空間測(cè)量技術(shù)空間測(cè)量技術(shù)l變形觀測(cè)的內(nèi)容：變形觀測(cè)的內(nèi)容：v沉降觀測(cè)；沉降觀測(cè)；v位移觀測(cè)；位移觀測(cè)；v傾斜觀測(cè)；傾斜觀測(cè)；v裂縫觀測(cè)；裂縫觀測(cè)；v撓度觀測(cè)。撓度觀測(cè)。 11.2 建筑物的沉降觀測(cè)建筑物的沉降觀測(cè) l建筑物受地下水位升降、荷載的作用及地震等的影響，會(huì)使其產(chǎn)生高程上的位移。一般說(shuō)來(lái)，在沒(méi)有其它外力作用時(shí)，多數(shù)呈下沉現(xiàn)象，對(duì)它的

4、觀測(cè)稱沉降觀測(cè)沉降觀測(cè)。l沉降觀測(cè)通常采取水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量的方法。l沉降觀測(cè)的高程依據(jù)是水準(zhǔn)基點(diǎn)水準(zhǔn)基點(diǎn)，即在水準(zhǔn)基點(diǎn)高程不變的前提下，定期地測(cè)出變形點(diǎn)相對(duì)于水準(zhǔn)基點(diǎn)的高差，并求出其高程，將不同周期的高程加以比較，即可得出變形點(diǎn)高程變化的大小及規(guī)律。一、水準(zhǔn)基點(diǎn)及其布設(shè)一、水準(zhǔn)基點(diǎn)及其布設(shè)v工作基點(diǎn)：工作基點(diǎn)：直接用來(lái)測(cè)定沉降觀測(cè)點(diǎn)的參考點(diǎn)稱為直接用來(lái)測(cè)定沉降觀測(cè)點(diǎn)的參考點(diǎn)稱為工作基點(diǎn)；工作基點(diǎn)可埋設(shè)在變形建筑附近、便于工作基點(diǎn)；工作基點(diǎn)可埋設(shè)在變形建筑附近、便于引測(cè)和觀測(cè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的地方；引測(cè)和觀測(cè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的地方；v基準(zhǔn)點(diǎn)：基準(zhǔn)點(diǎn)：用來(lái)定期檢查工作基點(diǎn)的穩(wěn)定的參考點(diǎn)稱用來(lái)定期檢查工作基點(diǎn)的

5、穩(wěn)定的參考點(diǎn)稱為基準(zhǔn)點(diǎn)；基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在變形區(qū)域以外、地質(zhì)條為基準(zhǔn)點(diǎn)；基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在變形區(qū)域以外、地質(zhì)條件良好的地方，且無(wú)論變形區(qū)域的大小，基準(zhǔn)點(diǎn)不件良好的地方，且無(wú)論變形區(qū)域的大小，基準(zhǔn)點(diǎn)不宜少于三個(gè)；宜少于三個(gè)；v基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)和和工作基點(diǎn)工作基點(diǎn)應(yīng)聯(lián)成水準(zhǔn)路線，構(gòu)成沉降觀測(cè)應(yīng)聯(lián)成水準(zhǔn)路線，構(gòu)成沉降觀測(cè)的高程控制網(wǎng)。的高程控制網(wǎng)。1 1、基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)、基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè) 基準(zhǔn)點(diǎn)是沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)，因此基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)是沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)，因此基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足以下要求：滿足以下要求：v要有足夠的穩(wěn)定性：要有足夠的穩(wěn)定性：基準(zhǔn)點(diǎn)必須設(shè)置在沉降影響范基準(zhǔn)點(diǎn)必須設(shè)置在沉降影響范圍以外，冰凍地區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在

6、冰凍線以下圍以外，冰凍地區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在冰凍線以下0.5m。v要具備檢核條件：要具備檢核條件：為了保證基準(zhǔn)點(diǎn)高程的正確性，為了保證基準(zhǔn)點(diǎn)高程的正確性，基準(zhǔn)點(diǎn)最少應(yīng)布設(shè)三個(gè)，以便相互檢核?；鶞?zhǔn)點(diǎn)最少應(yīng)布設(shè)三個(gè)，以便相互檢核。v要滿足一定的觀測(cè)精度：要滿足一定的觀測(cè)精度：基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)及基基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)及基 點(diǎn)之間的距離應(yīng)適中，相距太遠(yuǎn)會(huì)影響觀測(cè)精度，點(diǎn)之間的距離應(yīng)適中，相距太遠(yuǎn)會(huì)影響觀測(cè)精度，一般應(yīng)在一般應(yīng)在100m范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)工作基點(diǎn)工作基點(diǎn)二、沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)二、沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè) v沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置 沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在能全面反沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在能全面反映建筑物沉降情

7、況的部位，如建筑物四角，沉降縫映建筑物沉降情況的部位，如建筑物四角，沉降縫兩側(cè)，荷載有變化的部位，大型設(shè)備基礎(chǔ)，柱子基兩側(cè)，荷載有變化的部位，大型設(shè)備基礎(chǔ)，柱子基礎(chǔ)和地質(zhì)條件變化處。礎(chǔ)和地質(zhì)條件變化處。v沉降觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量 一般沉降觀測(cè)點(diǎn)是均勻布置的，一般沉降觀測(cè)點(diǎn)是均勻布置的，它們之間的距離一般為它們之間的距離一般為1020m。v沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置形式 如圖所示。如圖所示。沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)三、沉降觀測(cè)三、沉降觀測(cè) 1 1、觀測(cè)周期、觀測(cè)周期 觀測(cè)的時(shí)間和次數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、施工進(jìn)度、地基地質(zhì)情況及基礎(chǔ)荷載的變化情況而定。l當(dāng)埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固后，在建筑物主體開工前，進(jìn)行第一次觀測(cè)。l在建（

8、構(gòu)）筑物主體施工過(guò)程中，一般每蓋12層觀測(cè)一次。如中途停工時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。l當(dāng)發(fā)生大量沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即或幾天一次連續(xù)觀測(cè)。l建筑物封頂或竣工后，一般每月觀測(cè)一次，如果沉降速度減緩，可改為23個(gè)月觀測(cè)一次，直至沉降穩(wěn)定為止。2、觀測(cè)方法、觀測(cè)方法 l觀測(cè)時(shí)先后視水準(zhǔn)基點(diǎn)，接著依次前視各沉降觀測(cè)點(diǎn)，最后再次后視該水準(zhǔn)基點(diǎn)，兩次后視讀數(shù)之差不應(yīng)超過(guò)1mm。l沉降觀測(cè)的水準(zhǔn)路線（從一個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)到另一個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)）應(yīng)為閉合水準(zhǔn)路線。3、精度要求、精度要求 沉降觀測(cè)的精度應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)而定。v多層建筑物的沉降觀測(cè)，可采用DS3水準(zhǔn)儀，用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行，其水準(zhǔn)路線的閉

9、合差不應(yīng)超過(guò) mm（n測(cè)站數(shù)）。v高層建筑物的沉降觀測(cè)，則應(yīng)采用DS1精密水準(zhǔn)儀，用二等水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行，其水準(zhǔn)路線的閉合差不應(yīng)超過(guò) mm（n為測(cè)站數(shù)）。n0 . 2n0 . 14、工作要求、工作要求 沉降觀測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、連續(xù)的工作，為了保證觀測(cè)成果的正確性，應(yīng)盡可能做到四定：l 固定觀測(cè)人員；l 使用固定的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺；l 使用固定的水準(zhǔn)基點(diǎn)；l 按固定的實(shí)測(cè)路線和測(cè)站進(jìn)行。四、沉降觀測(cè)的成果整理四、沉降觀測(cè)的成果整理 1、 整理原始記錄整理原始記錄 每次觀測(cè)結(jié)束后應(yīng)檢查記錄的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否正確，精度是否合格，然后調(diào)整高差閉合差，推算出各沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程，并填入 “沉降觀測(cè)表”中。2、

10、計(jì)算沉降量計(jì)算沉降量 l計(jì)算各沉降觀測(cè)點(diǎn)的本次沉降量： 沉降觀測(cè)點(diǎn)的本次沉降量=本次觀測(cè)所得的高程上次觀測(cè)所得的高程l計(jì)算累積沉降量： 累積沉降量=本次沉降量+上次累積沉降量l將計(jì)算出來(lái)的各沉降觀測(cè)點(diǎn)的本次沉降量、累積沉降量和觀測(cè)日期、荷載等情況填入 “沉降觀測(cè)表”中。觀觀測(cè)測(cè)次次數(shù)數(shù)觀測(cè)時(shí)間觀測(cè)時(shí)間各觀測(cè)點(diǎn)的沉降情況各觀測(cè)點(diǎn)的沉降情況施工進(jìn)施工進(jìn)展情況展情況荷載荷載情況情況/ /（t/mt/m2 2）123高程高程/m/m本次本次下沉下沉/mm/mm累積下沉累積下沉/mm/mm高程高程/m/m本次本次下沉下沉/mm/mm累積下沉累積下沉/mm/mm11998.02.1040.3540040.

11、37300上一層樓板上一層樓板203.2240.350-4-440.368-5-5上三層樓板上三層樓板45304.1740.345-5-940.365-3-8上五層樓板上五層樓板65405.1240.341-4-1340.361-4-12上七層樓板上七層樓板75506.0640.338-3-1640.357-4-16上九層樓板上九層樓板85607.3140.334-4-2040.352-5-21主體完主體完115709.3040.331-3-2340.348-4-25竣工竣工812.0640.329-2-2540.347-1-26使用使用91999.02.1640.327-2-2740.346

12、-1-271005.1040.326-1-2840.344-2-291108.1240.325-1-2940.343-1-301212.2040.3250-2940.3430-30備注：此欄應(yīng)說(shuō)明點(diǎn)位草圖、水準(zhǔn)點(diǎn)號(hào)碼及高程、其他備注：此欄應(yīng)說(shuō)明點(diǎn)位草圖、水準(zhǔn)點(diǎn)號(hào)碼及高程、其他沉降觀測(cè)記錄表工程名稱：某醫(yī)院門診樓 記錄： 計(jì)算： 校核： 3、繪制沉降曲線、繪制沉降曲線 為了更清楚地表示沉降、荷重、時(shí)間三者的關(guān)系，還要畫出各觀測(cè)點(diǎn)的沉降、荷重、時(shí)間關(guān)系曲線圖，即沉降曲線圖，如圖所示。 2001200220033579113579110408010012010203040F/(t/m2)s/mmt時(shí)

13、間（年、月）1212.3 建筑物位移觀測(cè)建筑物位移觀測(cè) l根據(jù)平面控制點(diǎn)測(cè)定建筑物的平面位置隨時(shí)間而移動(dòng)的大小及方向，稱為位移觀測(cè)位移觀測(cè)。l位移觀測(cè)首先要在建筑物附近埋設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)，再在建筑物上設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)位移觀測(cè)點(diǎn)。l位移觀測(cè)的方法有以下幾種：v測(cè)角前方交會(huì)v基準(zhǔn)線法 v極坐標(biāo)法v導(dǎo)線法v基準(zhǔn)線法1 1、測(cè)角前方交會(huì)、測(cè)角前方交會(huì)cotcotcotcotcotcotcotcotBABApBABApxxyyyyyxxxABP)(sinsinsin222 Dmmp2、基準(zhǔn)線法基準(zhǔn)線法v原理：原理：建立一條基準(zhǔn)線，根據(jù)它測(cè)定建筑物垂直于基準(zhǔn)線方向的水平位移。v這種方法適用于變形方向?yàn)橐阎木€形

14、建(構(gòu))筑物，是水壩、橋梁等常用的方法。v基準(zhǔn)線法由于觀測(cè)方法的不同，又分為測(cè)小角法測(cè)小角法和活動(dòng)覘牌法活動(dòng)覘牌法。測(cè)小角法BAaS變形方向變形方向PP活動(dòng)覘牌法基準(zhǔn)點(diǎn)AP 觀測(cè)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)B02468246802468246812.4 建筑物的傾斜觀測(cè)建筑物的傾斜觀測(cè) l傾斜觀測(cè)傾斜觀測(cè): :用測(cè)量?jī)x器來(lái)測(cè)定建筑物的基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)傾斜變化的工作。l原因：原因：地基承載力不均勻、建筑物體型復(fù)雜形成不同荷載及受外力風(fēng)荷載、地震等影響引起基礎(chǔ)的不均勻沉降。l表示方法：表示方法：一般用傾斜率i值來(lái)衡量建筑物的傾斜程度 。 HaHi tan式中： a傾斜角（）。1 1、一般建筑物主體的傾斜觀測(cè)、一般建筑物

15、主體的傾斜觀測(cè)MNPQXYHABNQAB 建筑物主體的傾斜觀測(cè)，應(yīng)測(cè)定建筑物頂部觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于底部觀測(cè)點(diǎn)的偏移值，再根據(jù)建筑物的高度，計(jì)算建筑物主體的傾斜度。 HDi tan22)()(YX 2、圓形建（構(gòu)）筑物主體的傾斜觀測(cè)圓形建（構(gòu)）筑物主體的傾斜觀測(cè) 對(duì)圓形建（構(gòu)）筑物的傾斜觀測(cè)，是在互相垂直的兩個(gè)方向上，測(cè)定其頂部中心對(duì)底部中心的偏移值。 yy1y2y1y2x1x2x1x2xOOxyABAB222211yyyyy 222211xxxxx 用矢量相加的方法，計(jì)算出頂部中心O對(duì)底部中心O的總偏移值D，即 22yxD arctan()DH12.5 建筑物的裂縫觀測(cè)和撓度觀測(cè)建筑物的裂縫觀測(cè)和撓

16、度觀測(cè)一、裂縫觀測(cè)一、裂縫觀測(cè) 當(dāng)建筑物出現(xiàn)裂縫之后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行裂縫觀測(cè)。常用的裂縫觀測(cè)方法有以下三種：l石膏板標(biāo)志l白鐵皮標(biāo)志 l金屬棒標(biāo)志1、石膏板標(biāo)志、石膏板標(biāo)志 用厚10mm，寬約5080mm的石膏板（長(zhǎng)度視裂縫大小而定），固定在裂縫的兩側(cè)。當(dāng)裂縫繼續(xù)發(fā)展時(shí)，石膏板也隨之開裂，從而觀察裂縫繼續(xù)發(fā)展的情況。石膏板石膏板2、利用白鐵皮標(biāo)志建筑物的裂縫觀測(cè)、利用白鐵皮標(biāo)志建筑物的裂縫觀測(cè)l用兩塊白鐵皮，一片取用兩塊白鐵皮，一片取150mm150mm的正方形，固定在的正方形，固定在裂縫的一側(cè)。裂縫的一側(cè)。l另一片為另一片為50mm200mm的矩形，固定在裂縫的另一側(cè)，使的矩形，固定在裂縫的另一

17、側(cè)，使兩塊白鐵皮的邊緣相互平行，并使其中的一部分重疊。兩塊白鐵皮的邊緣相互平行，并使其中的一部分重疊。l在兩塊白鐵皮的表面，涂上紅色油漆。在兩塊白鐵皮的表面，涂上紅色油漆。l如果裂縫繼續(xù)發(fā)展，兩塊白鐵皮將逐漸拉開，露出正方形上，如果裂縫繼續(xù)發(fā)展，兩塊白鐵皮將逐漸拉開，露出正方形上，原被覆蓋沒(méi)有油漆的部分，其寬度即為裂縫加大的寬度，可原被覆蓋沒(méi)有油漆的部分，其寬度即為裂縫加大的寬度，可用尺子量出。用尺子量出。白鐵板白鐵板 3、金屬棒標(biāo)志、金屬棒標(biāo)志 在發(fā)生裂縫變形的墻體內(nèi)埋設(shè)間距為l鋼筋，若裂縫繼續(xù)發(fā)展，則金屬棒之間的間距也不斷增大。定期觀測(cè)兩金屬棒的間距并比較，即可獲得裂縫的變化情況。 l二、撓度觀測(cè)二、撓度觀測(cè)l撓度：撓度：指建(構(gòu))筑物或其構(gòu)件在水平方向或豎直方向上的彎曲值，例如橋的梁部在中間會(huì)產(chǎn)生向下彎曲，高聳建筑物會(huì)