建筑物的變形觀測講訴

第十五章建筑物的變形觀測第十五章建筑物的變形觀測 1 5 §15－6傾斜觀測 9 成果處理 11 大型建筑物，如水壩、高層建筑、大型橋梁、隧道及各種大型設(shè)備的出現(xiàn)，因變形而造成損的主要目的。它的另一個目的是檢驗設(shè)計的合理性，為提高設(shè)計質(zhì)量提供科學(xué)的依據(jù)。施工方法不當(dāng)或施工質(zhì)量低劣，就會使變形超出允許值而造成損失。定形變的同時，應(yīng)輔以應(yīng)力測定。本章只涉及形變觀測。果形。測方法。曲及扭轉(zhuǎn)。當(dāng)建筑物的整體性受到破壞時，則可產(chǎn)生裂縫。點為依據(jù)。這些穩(wěn)定點稱為基準(zhǔn)點或控制點。因而變形觀測也要遵循從控制到碎部的原則。根據(jù)觀測結(jié)果，應(yīng)對變形進行分析，得出變形的規(guī)律及大小，以判定建筑物是逐步趨使用。如果變形逐漸縮小，說明建筑物趨于穩(wěn)定，到達(dá)一定程度，即可終止觀測。建筑物變形觀測的精度，視變形觀測的目的及變形值的大小而異，很難有一個明確的為了監(jiān)視建筑物的安全，觀測的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10~1/20；如果目的是為了研究孿形的規(guī)律，則精度應(yīng)備條件的可能，在設(shè)備條件具備，且增加工作量不大的情況下，以盡可能高些為宜。觀測頻率的確定，隨載荷的變化及變形速率而異。例如，高層建筑在施工過程中的變定觀測周期。對于已經(jīng)建成的建筑物，在建成初期，因為變形值大，觀測的頻率宜高。如果所得結(jié)果才是可靠的。穩(wěn)固，所以都要選在變形區(qū)域以外，且地質(zhì)條件穩(wěn)定，附近沒有震動源的地方。對于一些特大工程，如大型水壩等，基準(zhǔn)點距變形點較遠(yuǎn)，無法根據(jù)這些點直接對變形點進而也要周期性地進行觀測。一般邊長也較短。為了減少儀器對中誤差對觀測結(jié)果的影響，通常都埋設(shè)高1.3m左右的觀測墩，在墩頂安設(shè)強制對中器，以保證每次對中于同一位置上。強制對中器的構(gòu)造如圖15120°的槽內(nèi)，以使儀器中心與三條槽的交會點對準(zhǔn)。觀測墩的基礎(chǔ)，宜建在基巖或其他穩(wěn)高程基準(zhǔn)點的數(shù)目不應(yīng)少于三個，因為少于三個時，如果有一點發(fā)生變化，就難于判定哪一點發(fā)生了變化。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，高程基準(zhǔn)點(包括工作基點)可采用深埋式或淺均設(shè)有半球狀的不銹鋼或銅質(zhì)標(biāo)志。這些點稱為變形點或觀測點。變形點要與建筑物固連在一起，以保證它與建筑物一起變化。進行垂直位移觀測時，其位置宜布設(shè)在建筑物的四角及荷載變化、樓層數(shù)變化以及地質(zhì)條件變化處。對于大的建筑物，要求沿周邊每隔10~20m處布設(shè)一點，如圖15—2所示。如果垂直位移是用水準(zhǔn)測量的方法觀測，在施工時，就在墻體底部離地面0.8m左右處，按上述四角，或垂直平分線的兩端，以便于根據(jù)不均勻的垂直位移，推求橋墩的傾斜程度。移與基準(zhǔn)點或工作基點通視。在變形點上，如果可以安置覘標(biāo)或儀器，則應(yīng)設(shè)置強制對中器、和圖案的選擇，應(yīng)有利于提高照準(zhǔn)的精度。建筑物受地下水位升降、荷載的作用及地震等的影響，會使其產(chǎn)生位移。一般說來，后，深部地層由于荷載減輕而升高，這種現(xiàn)象稱為回彈，對它的觀測稱為回彈觀測。點高程變化的大小及規(guī)律。由水準(zhǔn)基點組成的水準(zhǔn)網(wǎng)稱為垂直位移監(jiān)測網(wǎng)，它可布設(shè)成閉合環(huán)、結(jié)點或附合水準(zhǔn)表15－1垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的主要技術(shù)要求如果設(shè)置有工作基點，則每年應(yīng)進行一至兩次與水準(zhǔn)基點的聯(lián)測，以檢查工作基點是否發(fā)生變動。聯(lián)測工作應(yīng)盡可能選擇固定的月份，即保證外界條件基本相同，以減少外界條變化對成果的影響。變形點垂直位移觀測的方法有多種，但暴常用的是水準(zhǔn)測量。觀測的精度等級和主要法按國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測按國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測按國家三等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測n≤0.15n≤0.30n≤0.60n≤1.40還應(yīng)在兩端分別建立檢核點。為了方便，水平位移監(jiān)測網(wǎng)通常都采用獨立坐標(biāo)系統(tǒng)。例如大壩、橋梁等往往以它的監(jiān)測網(wǎng)的精度，應(yīng)能滿足變形點觀測精度的要求。在設(shè)計監(jiān)測網(wǎng)時，要根據(jù)變形點的表15—3水平位移監(jiān)測網(wǎng)的主要技術(shù)要求相鄰基準(zhǔn)點的點相鄰基準(zhǔn)點的點按國家一等三角要求施測一等二等三角要求施測按國家二等三角要求施測二等測按國家三等三角要求施測三等按國家四等三角要求施測測變形點的水平位移觀測有多種方法，最常用的有測角前方交會、后方交會、極坐標(biāo)法、導(dǎo)線法、視準(zhǔn)線法、引張線法等，宜根據(jù)條件，選用適當(dāng)?shù)姆椒?。xcotb+xcota-y+y)xp=Acot+cotbAB|點位中誤差p的估算公式為：如果變形點上可以架設(shè)儀器，且與三個平面基準(zhǔn)點通視時，可采用這種方法。如圖15kABABABABCBCBCBCB點位中誤差的估算公式為mpmm,D2D2+D2D2cab式中b——測角中誤差m2+(maD)2多用于非直線型建筑物的水平位移觀測，如對弧形拱壩和曲線橋的水平位移觀測。其偏差不宜超過2cm。變形點相對于視準(zhǔn)線偏移量的變化，即是建(構(gòu))筑物在垂直于視準(zhǔn)點觀測時在視準(zhǔn)線的一端架設(shè)經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)另一端的觀測標(biāo)志，這時的視線稱為視準(zhǔn)線。似的還有激光準(zhǔn)直法，就是用激光光束代替經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)線。至lmm的鋼絲，以代替視準(zhǔn)線。采用這種方法的兩個端點應(yīng)基本等高，上面要安置控制引張線位置的V形槽及施加拉力的設(shè)備。中間各變形點與端點基本等高，在上面與引張線垂變化，即為變形點與引張線垂直方向上的位移值。K同部位的高程變化來間接求算。頂部點的水平位移值，可用前方交會及建立垂準(zhǔn)線的方法測出。采用前方交會法時，例如對高層樓房的墻角觀測，則高處觀測點與其理論位置的坐標(biāo)差△x、△y，即為在x,y方向上的位移值，其最大位移方向上的位移值為K=x2+y2 形中空構(gòu)筑物，應(yīng)測定其幾何中心的水平位移，這種情況可采用圖15—9AB高度的兩倍，并使Ap、則表示煙囪的上下中心不在同一鉛垂線上，即煙囪有傾斜。計算出△a=a′-a，△b=b′-b，BAp、Bp方向的偏移量eA、eB：式中R為煙囪底部的半徑，可量出底部的周長后求得。煙囪總的偏移量e為：AB根據(jù)△a、△b的正負(fù)號，還可以按下式計算出偏移的方向：eeB(15－9) 垂準(zhǔn)線的建立，可以利用懸吊垂球，也可以利用鉛垂儀(或稱垂準(zhǔn)儀)。應(yīng)使垂球尖端剛剛不與底部接觸，用尺子量出垂球尖至高處該點在底部的理論投影位置的距離，即為高處該點的水平位移值。而在頂部量取相應(yīng)點的偏移距離。在中間會產(chǎn)生向下彎曲，高聳建筑物會產(chǎn)生側(cè)向彎曲。及C，定期對這三個點進行沉降觀測，即可依下式計算各期相對于首期的撓度值：F=(ss)LA(ss)ABeBAL+LCAAB式中LA、LB——觀測點間的距離；s、s、sABs、s、s程的方法。橋梁在動荷載(如列車行駛在橋上)作用下會產(chǎn)生彈性撓度，即列車通過后，立即恢復(fù)原狀，這就要求在撓度最大時測定其變形值。為能測得其瞬時值，可在地面架設(shè)測距儀，用三角高程法觀測，也可利用近景攝影測量法測定。點相對于底部幾何中心或相應(yīng)點的水平位移，并將這些點在其扭曲方向的鉛垂面上的投影繪變形觀測的外業(yè)工作結(jié)束后，應(yīng)及時對觀測手簿進行整理和檢查。如有錯誤或誤差超須找出原因，及時進行補測。由于觀測變形點的依據(jù)是監(jiān)測網(wǎng)點，首要的是監(jiān)測網(wǎng)點必須穩(wěn)定可靠。為能判定其是果應(yīng)考慮該點變形的影響。所以要特別注意首期觀測的質(zhì)量。變形觀測的目的是從多次觀測的成果中，發(fā)現(xiàn)變形的規(guī)律和大小，進而分析變形的性質(zhì)和原因，以便采取措施。所以成果的表現(xiàn)形式應(yīng)直觀、清晰，通常采用以下形式：將各次觀測成果依時間先后列表，表15—4是一個沉降觀測的例子。表中列出了每次對這些信息可以一目了然。工程名稱XX樓儀器N3No128544觀測XXX首首期成第二期成果果∑H0(m