第十一章 變形監(jiān)測(cè)

1、第十一章 變形監(jiān)測(cè)一、變形測(cè)量概述1、建筑物變形的原因案例教學(xué)：以比薩斜塔的案例講授2、變形觀測(cè)的特點(diǎn)l 測(cè)量精度高：一般位置精度為1mm，相對(duì)精度1ppm。 l 重復(fù)觀測(cè)：測(cè)量時(shí)間跨度大，觀測(cè)時(shí)間和重復(fù)周期取決于觀測(cè)目的、變形量量大小和速度。 l 嚴(yán)密數(shù)據(jù)處理方法：數(shù)據(jù)量大，變形量小，變形原因復(fù)雜。 l 變形資料提供快和準(zhǔn)確。3、變形測(cè)量的內(nèi)容l 內(nèi)部監(jiān)測(cè)：（1）內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)；（2）動(dòng)力特性監(jiān)測(cè)；（3）加速度監(jiān)測(cè)l 外部監(jiān)測(cè)；（1）沉降監(jiān)測(cè)；（2）位移監(jiān)測(cè)；（3）傾斜監(jiān)測(cè)；（4）裂縫監(jiān)測(cè)撓度監(jiān)測(cè)4、外部變形觀測(cè)基本方法采用常規(guī)大地測(cè)量方法：l 水準(zhǔn)測(cè)量 l 三角高程測(cè)量 l 三角（邊）

2、測(cè)量，交會(huì)測(cè)量 l 導(dǎo)線測(cè)量 l 全站儀自動(dòng)跟蹤測(cè)量5、建筑物變形觀測(cè)1）、建筑物的變形主要包括三個(gè)方面：沉降、水平位移和傾斜。2）、變形觀測(cè)就是用測(cè)量的手段，觀測(cè)建筑物沉降、水平位移和傾斜的變化量，并通過一定時(shí)間段的變化量，確定建筑物的變形趨勢(shì)，以利采取相應(yīng)措施。6、建筑物變形測(cè)量的等級(jí)與精度二、 建筑物沉降觀測(cè)建筑物沉降原因；在荷載影響下，建筑基礎(chǔ)下土層的壓縮是逐步實(shí)現(xiàn)的，因此，基礎(chǔ)的沉降量亦是逐漸增加的。一般認(rèn)為，建筑在砂土類土層上的建筑物，其沉降在施工期間已完成大部分；而建筑在粘土類土層上的建筑物，其沉降在施工期間只完成了一部分。課堂討論：不同土層上建筑物沉降過程。討論要點(diǎn)：不同類土層

3、上建筑物沉降過程的典型曲線。由圖可知，對(duì)于砂性土層上的建筑，基礎(chǔ)的沉降過程可分為四個(gè)階段：第一階段是在施工期間，隨著地基上荷載的增加，沉降速度很大，年沉降量達(dá)20-70mm；到第二階段，沉降速度就顯著地變慢，年沉降量大約為20mm；第三階段為平穩(wěn)下沉階段，其速度大約為每年1-2mm ；第四階段沉降曲線幾乎是水平的，也就是說到了沉降停止的階段。相反，粘性土地基上的建筑物，其沉降會(huì)有一個(gè)快速發(fā)展逐漸收斂的緩慢過程。因此，變形監(jiān)測(cè)應(yīng)貫串整個(gè)興建工程建筑物的全過程，即建筑之前、之中及運(yùn)營期間。1、高程基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置1）、基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)（1）點(diǎn)位穩(wěn)固，在沉降變形區(qū)以外；（2）不宜過遠(yuǎn)，通常一站能引

4、測(cè)到觀測(cè)點(diǎn)；（3）每個(gè)工地設(shè)置23個(gè)，以便檢核；（4）一般需要與國家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，獲得絕對(duì)高程；（5）凍土地區(qū)應(yīng)埋深至凍土線以下0.5米處。2）、觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)（1）建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每1015m處或每隔23根柱基上。（2）高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)。（3）建筑物裂縫和沉降縫兩側(cè)、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處。（4）寬度大于等于15m或小于15m而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物承重內(nèi)隔墻中部設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點(diǎn)。（5）鄰近堆置重物處、受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗溝處。（6）框架結(jié)構(gòu)建筑物的每個(gè)或部

5、分柱基上或沿縱橫軸線設(shè)點(diǎn)。（7）片筏基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分之四角處及其中部位置。（8）重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)型式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩側(cè)。案例教學(xué)：以建筑物觀測(cè)點(diǎn)選擇案例講授（9）電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳構(gòu)筑物，沿周邊在與基礎(chǔ)軸線相交的對(duì)稱位置上布點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)不少于4個(gè)。2、沉降觀測(cè)的時(shí)間、方法和精度要求1）、觀測(cè)周期與時(shí)間（1）建筑物施工階段的觀測(cè)，應(yīng)隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行。（2）在觀測(cè)過程中，如有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長時(shí)間連續(xù)降雨等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。（3）建筑物使用階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速

6、度大小而定。2）、觀測(cè)方法與精度觀測(cè)精度須使用DS1級(jí)精密水準(zhǔn)儀及銦鋼帶精密水準(zhǔn)尺，沉降數(shù)據(jù)報(bào)至1mm0.1mm。3、沉降觀測(cè)的成果整理1）、沉降觀測(cè)成果內(nèi)容 （1）基準(zhǔn)點(diǎn)與沉降點(diǎn)的點(diǎn)位分布圖； （2）沉降觀測(cè)日?qǐng)?bào)表(當(dāng)次觀測(cè)結(jié)果)； （3）沉降觀測(cè)匯總表； （4）沉降曲線圖； （5）沉降觀測(cè)總結(jié)報(bào)告(一個(gè)階段觀測(cè)全部結(jié)束)。2）、沉降觀測(cè)成果整理（1）每次觀測(cè)成果精度應(yīng)符合要求。（2）每次觀測(cè)成果須及時(shí)上報(bào)(上報(bào)“本次沉降”與“累計(jì)沉降”數(shù)據(jù))，當(dāng)沉降變化異常時(shí)，工程施工及時(shí)采取措施。三、其他變形測(cè)量1、傾斜觀測(cè)1）、基礎(chǔ)傾斜觀測(cè)傾斜度i=h/L2）、上部傾斜觀測(cè)通常采用直接觀測(cè)法：掛垂球法

7、、經(jīng)緯儀(全站儀)垂直投影法（1）在兩互相垂直方向上設(shè)置上兩觀測(cè)點(diǎn)M、P（2）距離建筑物大于其高處放置經(jīng)緯儀（3）盤左盤右取中測(cè)設(shè)M、P向下投影點(diǎn)N、Q，測(cè)出M、P的豎直角 （4）相隔一段時(shí)間后，在原固定測(cè)站上，盤左盤右取中測(cè)設(shè)M、P向下投影點(diǎn)N 、Q ，量取N 至N點(diǎn)A 和B，則：2、位移測(cè)量1、基準(zhǔn)點(diǎn)上觀測(cè)法瞄準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)的視線方向必須與測(cè)點(diǎn)的位移方向基本垂直。精度要求較高時(shí)，可在A點(diǎn)建立觀測(cè)墩，以消除對(duì)中誤差。2、位移點(diǎn)上觀測(cè)法3、梁、板、屋架撓度測(cè)量1、拉鐵絲法2、水準(zhǔn)儀測(cè)量：將標(biāo)桿分別垂直立于梁、板等構(gòu)件兩端和跨中，通過水準(zhǔn)儀測(cè)出同一水準(zhǔn)高度時(shí)標(biāo)桿上的讀數(shù)， 至少測(cè)三次，求平均數(shù)4、屋架的

8、傾斜變位測(cè)量教師點(diǎn)評(píng)：（二）專任教師點(diǎn)評(píng)通過這次項(xiàng)目實(shí)施過程，重點(diǎn)加強(qiáng)這幾方面的學(xué)習(xí)：1、水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè) （1）水準(zhǔn)基點(diǎn)不應(yīng)少于3個(gè)；對(duì)于小測(cè)區(qū)，當(dāng)確認(rèn)點(diǎn)位穩(wěn)定可靠時(shí)可少于3個(gè)，但連同工作基點(diǎn)不得少于3個(gè)。水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)石，應(yīng)埋設(shè)在基巖層或原狀土層中。在建筑區(qū)內(nèi)，點(diǎn)位與鄰近建筑物的距離應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)最大寬度的2倍，其標(biāo)石埋深應(yīng)大于鄰近建筑物基礎(chǔ)的深度。（2）工作基點(diǎn)與聯(lián)系點(diǎn)布設(shè)的位置應(yīng)視構(gòu)網(wǎng)需要確定。作為工作基點(diǎn)的水準(zhǔn)點(diǎn)位置與鄰近建筑物的距離不得小于建筑物基礎(chǔ)深度的1.52.0倍。工作基點(diǎn)與聯(lián)系點(diǎn)也可在穩(wěn)定的永久性建筑物墻體或基礎(chǔ)上設(shè)置。（3）各類水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)避開交通干道、地下管線、倉庫堆棧、水源

9、地、河岸、松軟填土、滑坡地段、機(jī)器振動(dòng)區(qū)以及其他能使標(biāo)石、標(biāo)志易遭腐蝕和破壞的地點(diǎn)。2、沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè) （1）建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每1015m處或每隔23根柱基上。（2）高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)。（3）建筑物裂縫和沉降縫兩側(cè)、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處。（4）寬度大于等于15m或小于15m而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物承重內(nèi)隔墻中部設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點(diǎn)。（5）鄰近堆置重物處、受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗溝處。（6）框架結(jié)構(gòu)建筑物的每個(gè)或部分柱基上或沿縱橫軸線設(shè)點(diǎn)。（7）片筏基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)

10、底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分之四角處及其中部位置。（8）重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)型式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩側(cè)。（9）電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳構(gòu)筑物，沿周邊在與基礎(chǔ)軸線相交的對(duì)稱位置上布點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)不少于4個(gè)。3、沉降觀測(cè)的周期和時(shí)間 （1）建筑物施工階段的觀測(cè)，應(yīng)隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行。一般建筑，可在基礎(chǔ)完工后或地下室施工完成后開始觀測(cè)。大型、高層建筑，可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開始觀測(cè)。觀測(cè)次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)視地基與加荷情況而定。民用建筑可每加高15層觀測(cè)一次：工業(yè)建筑可按不同施工階段(如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設(shè)備安裝等)分別進(jìn)行觀測(cè)。如建筑物均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25、50、75和100時(shí)各測(cè)一次。施工過程中如暫時(shí)停工，在停工時(shí)及重新開工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。停工期間，可每隔23個(gè)月觀測(cè)一次。（2）在觀測(cè)過程中，如有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長時(shí)間連續(xù)降雨等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建筑物突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行逐日甚至一天數(shù)次的連續(xù)觀測(cè)。（3）建筑物使用階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，