建筑物變形觀測(cè)

第十五章建筑物變形觀測(cè)第十五章建筑物變形觀測(cè)§15-1概述§15-2基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)§15-3垂直位移監(jiān)測(cè)方法§15-4水平位移監(jiān)測(cè)方法§15-5傾斜監(jiān)測(cè)方法§15-6撓度監(jiān)測(cè)方法§15-3變形觀測(cè)成果處理§15-1概述一、各種大型建筑物在其建設(shè)與使用階段均可能發(fā)生局部或整體位移，也就是所說的“變形”或“形變”。變形觀測(cè)的任務(wù)是測(cè)量并預(yù)報(bào)形變，為制定補(bǔ)救措施提供重要的參考數(shù)據(jù)。二、建筑物變形原因1、建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)條件2、地球物理運(yùn)動(dòng)如地震3、靜/動(dòng)荷載4、自然條件的影響5、人為機(jī)械震動(dòng)6、材料選擇不當(dāng)、施工方法不當(dāng)及施工中偷工減料變形——高樓群變形——電視塔隔河巖水庫(kù)蓄水現(xiàn)狀圖隔河巖大壩GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)圖隔河巖水庫(kù)泄洪圖變形——大壩變形——滑坡變形——地震三、變形的分類和觀測(cè)方法1、分類：分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類。靜態(tài)變形是時(shí)間的函數(shù)；動(dòng)態(tài)變形是外力的函數(shù)，對(duì)于時(shí)間，其觀測(cè)結(jié)果表示在某一時(shí)刻的瞬時(shí)變形。2、方法：靜態(tài)變形用周期性的重復(fù)觀測(cè)，動(dòng)態(tài)變形則需用自動(dòng)記錄儀器記錄其瞬時(shí)變形四、形變的表現(xiàn)形式1、垂直位移(沉降/抬升，Subsiding/Uplift)2、水平位移(Horizontaldisplacement)3、傾斜(Tilting)4、撓曲及扭轉(zhuǎn)(Bending&Distorting)五、變形觀測(cè)的精度要求1、如果目的是監(jiān)視建筑物的安全，可根據(jù)1971年國(guó)際測(cè)量師協(xié)會(huì)(FIG)的建議來(lái)制定觀測(cè)精度：觀測(cè)中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10~1/202、如果目的是研究區(qū)域形變規(guī)律如地殼形變監(jiān)測(cè)，精度應(yīng)盡可能高些六、變形觀測(cè)的頻率要求觀測(cè)頻率的確定隨荷載的變化和變形速率而異§15-2基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)建筑物的變形是通過量測(cè)觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)間的相對(duì)位置變化而求得的一、基準(zhǔn)點(diǎn)及其布設(shè)1、基準(zhǔn)點(diǎn)：要求穩(wěn)固可靠，一般應(yīng)選在變形區(qū)域之外，且地質(zhì)條件穩(wěn)定，無(wú)震動(dòng)源的地方。2、工作基點(diǎn)：對(duì)于一些大型工程，要求基準(zhǔn)點(diǎn)距變形區(qū)遠(yuǎn)，為方便觀測(cè)，在觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定處設(shè)立一些工作基點(diǎn)，由它直接對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。3、布設(shè)要求(1)、對(duì)于水平位移觀測(cè)，基準(zhǔn)點(diǎn)間應(yīng)構(gòu)成平面控制網(wǎng)。通常要求埋設(shè)觀測(cè)墩，實(shí)行強(qiáng)制對(duì)中(2)、對(duì)于水準(zhǔn)位移觀測(cè)，基準(zhǔn)點(diǎn)間應(yīng)構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)(高程基準(zhǔn)點(diǎn)不少于三個(gè))水平控制網(wǎng)長(zhǎng)江漢水基準(zhǔn)點(diǎn)1基準(zhǔn)點(diǎn)2GPS1GPS2GPS3GPS4GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)強(qiáng)制對(duì)中器建筑物上的變形點(diǎn)或稱觀測(cè)點(diǎn)建筑物上的變形點(diǎn)安裝§15-3垂直位移觀測(cè)方法一、基本方法垂直位移觀測(cè)的高程依據(jù)是水準(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)律二、垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)由水準(zhǔn)基點(diǎn)構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)，可布設(shè)成閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)或附合水準(zhǔn)路線,其精度等級(jí)和技術(shù)要求見表a三、如果設(shè)置有工作基點(diǎn)，則每年應(yīng)進(jìn)行一至兩次與水準(zhǔn)基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)，以檢查工作基點(diǎn)是否發(fā)生變動(dòng)。聯(lián)測(cè)工作應(yīng)盡可能選擇固定的月份，即保證外界條件基本相同，以減少外界條件變化對(duì)成果的影響。四、垂直位移觀測(cè)最常用的是水準(zhǔn)測(cè)量，其觀測(cè)精度等級(jí)和技術(shù)要求見表b四、垂直位移變形觀測(cè)注意點(diǎn)當(dāng)用水準(zhǔn)測(cè)量方法時(shí)，要求做到三固定，即設(shè)置固定的測(cè)站與轉(zhuǎn)點(diǎn)，使每次觀測(cè)在固定的位置上進(jìn)行；人員固定，以減少人差的影響；使用固定的儀器和水準(zhǔn)尺，以減少儀器誤差的影響?！?揉5-苗4侵水平峽位移醋觀測(cè)許方法水平掠位移廣觀測(cè)乏基礎(chǔ)緊是水誰(shuí)平位趟移監(jiān)寺測(cè)網(wǎng)戒（平盈面控繩制網(wǎng)庭）。為使紋各控嚼制點(diǎn)淋的精代度一坦致，枯都采簽用一弟次布呆網(wǎng)，券并采病用獨(dú)立坐憐標(biāo)系統(tǒng)品，例如殃大壩、進(jìn)橋梁等杯往往以跑它的軸染線方向與作為x軸，而y坐標(biāo)后的變憐化，酷即是圣它的餐側(cè)向糖位移寫。監(jiān)測(cè)網(wǎng)泉的精度膝，應(yīng)能常滿足變倡形點(diǎn)觀畫測(cè)精度涼的要求炕。故在設(shè)動(dòng)計(jì)監(jiān)處測(cè)網(wǎng)配時(shí)，尾要預(yù)既估該汁網(wǎng)的劑精度吹，并縣選擇鉛適宜禁的觀誕測(cè)等級(jí)承與方格法。施精度悼及技賣術(shù)要填求見須下表花：二、觀董測(cè)點(diǎn)水鵝平位移胸測(cè)量方懲法一、氣水平痰位移尊監(jiān)測(cè)情網(wǎng)的矮形式依建筑垃物的結(jié)戰(zhàn)構(gòu)形式辦、儀器膜設(shè)備及看場(chǎng)地條紙件而定盯，可分遵別采氣用測(cè)愿角網(wǎng)肯、導(dǎo)慈線網(wǎng)攤、邊治角網(wǎng)登及視喬準(zhǔn)線贏法等由。1、極零坐標(biāo)法當(dāng)使筒用測(cè)牙距儀描時(shí)，藝最適宜使用分極坐標(biāo)耽法。觀事測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位中寧誤差附：當(dāng)相胖鄰的彎變形媽點(diǎn)間廢可以算通視者，且診在觀鞏測(cè)點(diǎn)添上可錫以安泳置儀眼器進(jìn)點(diǎn)行測(cè)弄角、妄測(cè)距杏時(shí)，辭可采的用這嘉種方仰法。涉通過蛇各次注觀測(cè)翁所得糕的坐僅標(biāo)值霉進(jìn)行趟比較該，便芽可得澡出點(diǎn)分位位擴(kuò)移的知大小縱和方尺向?？剡@種娘方法強(qiáng)多用休于非與直線聽型建岸筑物刷的水?dāng)z平位鍋移觀西測(cè)，品如對(duì)榜弧形算拱壩蘇和曲壁線橋挪的水仁平位那移觀跌測(cè)。4、導(dǎo)侮線法5、視砍準(zhǔn)線法(1)受、該法隊(duì)適用于普線性建押筑物，弓如直線糟大壩和滿直線橋。由浸經(jīng)緯儀獨(dú)提供視診準(zhǔn)線，代觀測(cè)點(diǎn)露1、2只、3布主設(shè)于基神準(zhǔn)線AB上(見劉上頁(yè)左循圖)。(2)碎、每次組觀測(cè)出娃觀測(cè)點(diǎn)督相對(duì)于床視準(zhǔn)線寒的橫向存偏移量，一冊(cè)般用活壩動(dòng)覘牌企測(cè)量其阿偏移量均(見上預(yù)頁(yè)右圖似)。(3鳴)、蒜與此站類似顧的還烈有激棚光準(zhǔn)證直法列。6、峽引張過線法工作原捏理與視芝準(zhǔn)線法翻相似，狂但要求亡無(wú)風(fēng)。敘它是在渣量基準(zhǔn)誰(shuí)點(diǎn)AB間引張爭(zhēng)一根直壓徑為1mm的鋼光絲以愚代替掏視準(zhǔn)裕線。各觀測(cè)親點(diǎn)上安舟置與引生張線垂厭直的分椅劃尺，殿以讀出漠其與引張數(shù)耐相截瞇的讀鏈數(shù)，另各次降觀測(cè)妥的讀啦數(shù)差貌即為凳水平額位移傷。大壩廊珍道的炕水平充位移臭觀測(cè)限多采衡用此御方法映。二、前警方交會(huì)阻法測(cè)定叔頂點(diǎn)水形平位移采用怕前方擴(kuò)交會(huì)巧法時(shí)童，則嗽高處慨觀測(cè)影點(diǎn)與訊其理策論位地置的墳坐標(biāo)脈差△x、△固y，即為在x,冬y方向思上的添位移租值，埋其最啦大位陪移方介向上咬的位學(xué)移值套為：煙囪歐傾斜蜂觀測(cè)彼實(shí)例A、怎B為兩遙觀測(cè)條站，好離煙形囪的晝距離趁應(yīng)不清小于技煙囪倆高度斃的兩盟倍，脅并使Ap、Bp方向縱大致土垂直經(jīng)緯暈儀先調(diào)在A點(diǎn)觀測(cè)陷煙囪底計(jì)部和頂盒部相切瞧兩方向勸的值，拉取平均貨值得a、a塘′即為踏通過棉煙囪舉底部病和頂衣部中背心的鍵方向號(hào)值。詞同樣死再在B點(diǎn)觀測(cè)鵲，得b、b可′若a≠a婚′，b何≠b′鹿，則表況示煙賠囪的溫上下廟中心鳴不在場(chǎng)同一礦鉛垂躲線上唇，即紋煙囪矩有傾霜斜。獄計(jì)算扒出△a=幣a刊′-周a，庸△b渴=饒b′刃-b圈，并從A、夠B分別矩沿Ap、B誤p方向斤量出途到煙跟囪外榴廓的示距離DA、DB可按下匙式計(jì)算鳴出垂直兵于Ap、B引p方向瓣的偏移泉量eA、eB式中R為煙囪成底部的東半徑，稍可量出輝底部的葬周長(zhǎng)后求檢得。貝煙囪各總的巷偏移顏量e和偏移談量的方必向分別尊為：αPP厘′是以AP為x軸的方譜位角三、垂遮準(zhǔn)線法董測(cè)定頂敬點(diǎn)水平李位移1、垂汗球線法鏟——利食用垂球顧時(shí)，是拔在高處長(zhǎng)的某點(diǎn)倒，如墻該角、建溜筑物的械幾何中鏡心處懸猛掛垂球鳳，垂球籮線的長(zhǎng)而度應(yīng)使穴垂球尖趨端剛剛郊不與底孫部接觸音，用尺開子量出張垂球尖屑至高處剖該點(diǎn)在臭底部的鼻理論投睛影位置電的距離航，即為調(diào)高處該今點(diǎn)的水臭平位移嫁值。2、進(jìn)鉛垂勞儀法檢——慕構(gòu)造慕如圖占所示傳，當(dāng)腎儀器倆整平線后，泥即形棄成一品條鉛拘垂視勢(shì)線。照如果灰在目逢鏡處勞加裝損一個(gè)躬激光王器，愧則形擇成一侄條鉛鋸垂的炸可見壤光束急，稱藝為激卡光鉛擺垂線稠。觀世測(cè)時(shí)收，在浮低部奮安置撞儀器認(rèn)，而驢在頂及部量江取相譯應(yīng)點(diǎn)帽的偏連移距布離§15疑-6暗撓度觀猜測(cè)一、撓度葵——除指建網(wǎng)(構(gòu)崇)筑儀物或塑其構(gòu)校件在沫水平躬方向鉛或豎浙直方碌向上的彎針曲值。虧例如橋炕的梁部咬在中間鉆會(huì)產(chǎn)生扶向下彎素曲，高聳建筑習(xí)物會(huì)產(chǎn)油生側(cè)向刷彎曲。二、如圖是住對(duì)梁進(jìn)衫行撓度摸觀測(cè)的損例子。賭在梁的軍兩端及灣中部設(shè)置三個(gè)變變形觀戀測(cè)點(diǎn)A、猾B及C，定期對(duì)摘這三個(gè)低點(diǎn)進(jìn)行送沉降觀測(cè)衛(wèi)，即父可依呼下式琴計(jì)算疏各期災(zāi)相對(duì)廚于首獎(jiǎng)期的各撓度聯(lián)值LA、LB——觀測(cè)鑰點(diǎn)間爭(zhēng)的距摧離sA、sB、sC——觀測(cè)點(diǎn)耕的沉降至量觀測(cè)點(diǎn)恥的沉降尼量可用上水準(zhǔn)測(cè)已量、三漆角高程珠或近景鈴攝影測(cè)剃量的方挑法得到§15診-7剖變形觀菠測(cè)的成攝果處理一、變形鄉(xiāng)豐觀測(cè)那的外乘業(yè)工驢作結(jié)鼠束后慚，應(yīng)相及時(shí)特對(duì)觀擁測(cè)手銅簿進(jìn)諷行整理和借檢查。二、由于觀銜測(cè)變形革點(diǎn)的依棟據(jù)是監(jiān)持測(cè)網(wǎng)點(diǎn)襲，首要吩的是監(jiān)紀(jì)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)必須繼穩(wěn)定可看靠。為霉能判定稼其是否隔穩(wěn)定，吧也要定船期進(jìn)行復(fù)高測(cè)。三、變形剩量的描計(jì)算飾，是斤以首瞞期觀期測(cè)的崇成果稍作為錘基礎(chǔ)綱，即接變形量舉是相懸對(duì)于繪首期脾的結(jié)吐果而疑言的傷，所香以要茂特別翼注意瓶首期觀測(cè)梢的質(zhì)量摸。四、從多勾次觀頂測(cè)的漠成果剛中，棗發(fā)現(xiàn)狼變形亦的規(guī)城律和灑大小害，進(jìn)點(diǎn)而分析變哪形的性潑質(zhì)和原牌因，以送便采取猾措施。隊(duì)為使成兔果直觀清晰鼻，一般傳采用列碌表(如啊下表)饒或作圖阿法(如睬下圖)割。上圖篩是一倍個(gè)表裙示荷蹦載、蕩時(shí)間贊與沉足降量暈的關(guān)牧系曲傻線圖委。圖踏中橫標(biāo)坐標(biāo)跨為時(shí)緩間T，可以居十天念或一旨月為抵單位譜，縱快坐標(biāo)疲向下化為沉貌降量