建筑物的变形观测
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建筑物的变形观测
一、建筑物的沉降观测步骤
1. 水准点和观测点的设置
水准点是沉降观测的基准，它应埋设在沉降影响范围以外，距沉降观测点20～100 m，观测方便，且不受施工影响的地方。为了相互校核并防止由于某个水准点的高程变动造成差错，一般至少埋设三个水准点。
水准点之间的高差应用DS1 级水准仪、铟瓦水准尺和尺垫，或精密水准测量方法进行测定，将水准点组成闭合水准路线，或进行往返观测，其闭合差不得超过0.5 mm（n 为测站数）。水准点的高程自国家或城市水准点引测，或者通过假定得到。沉降观测的主要内容是建筑物的垂直位移监测，建筑沉降观测的首次观测应连续进行两次独立观测，并取观测结果的中数作为变形测量的初始值。从基准点开始，组成闭合水准路线，按照二等水准观测精度施测，经平差计算后求出各观测点的相对高程，从而计算出沉降点的沉降量。本项目自始至终都遵循“五定”原则。“五定”即沉降观测依据的基准点、工作基点和沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实可靠。
观测点的数目和位置应能全面、正确反映建筑物沉降的情况，一般情况下，在民用建筑中，沿房屋四周每隔10～15 m 布置一点。另外，在房屋转角及沉降缝两侧也应布设观测点。观测点的埋设要求稳固，通常采用角钢、圆钢或铆钉作为观测点的标志。
2. 观测时间、方法及精度
一般在增加荷重前后，如浇灌基础、回填土、安装柱子和厂房屋架、砌筑砖墙、设备安装、设备运转等，都要进行沉降观测。施工期间，高层建筑物每升高1～2 层或每增加一次载荷，如基础浇灌、安装柱子等，就要观测一次。
3. 仪器设备
DSZ1 精密水准仪，铟钢尺。
4. 沉降观测的成果整理 沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的正性，应尽可能做到“四定”，即固定观测人员、使用固定的水准仪和水准尺、使用固定的水准基点、按固定的实测路线和测站进行。沉降观测应有专用的外业手簿，并需将建筑物、构筑物施工情况详细注明，随时整理。观测现场如图2-6-1 所示。
图2-6-1 观测现场图
建筑物沉降观测记录，如表2-6-1 所示。
表2-6-1 建筑物沉降观测记录表
二、建筑物的倾斜观测
1. 概 念
高层或高耸建筑物，如电视塔、水塔、烟囱、高层建筑物等，由于受基础不均匀沉降、邻近其他建筑施工或受风力等影响，其垂直轴线会发生倾斜。当倾斜达到一定程度时，会影响建筑物的安全，因此必须对其进行倾斜观测或不均匀沉降观测。
2. 图 解
A 点安置经纬仪，分别用正、倒镜瞄准墙顶一固定点M，向下投影取其中点N，并作标志。过一段时间，再用经纬仪瞄准同一点M，向下投影得N′点。若建筑物沿侧面方向发生倾斜，M 点已移位，则N 与N′点不重合，于是量得水平偏移量a。同时，在另一侧面也可测得偏移量b，用H 代表建筑物的高度，如图2-6-2
所示，建筑物的倾斜度i 的计算公式为：
图2-6-2 图解示意
3. 适用范围
建筑物倾斜及构件挠度。
4. 参考标准
《建筑变形测量规范》JGJ 8—2016。
5. 仪器设备
建筑结构倾斜测量使用仪器：全站仪。构件挠度测量使用仪器：全站仪。 6. 检测步骤
（1）建筑结构倾斜测量。
建筑结构倾斜测量主要采用全站仪进行测量，该方法可用于房屋角点的倾斜测量及柱顶偏移的倾斜测量，如图2-6-3 所示的比萨斜塔。
根据规范的要求，选择两个相互垂直的方向建立坐标系（如选择正东和正南建立坐标系或者正西和正北方向建立坐标系），分别测出这两个方向柱顶部相对底部的倾斜值，测量简图如图2-6-4 所示。
先将全站仪架设在柱正东方向（方向根据现场具体情况而定），沿柱顶部南侧或北侧柱边线用全站仪向下扫铅垂线，测量得到的铅垂线距离柱底部南侧或北侧柱边线的距离即为柱南北向偏移△A，同样方法测量柱东西向偏移△B，同时记录测量长度 L，柱南北向倾斜值为△A/L，东西向倾斜值为△B/L。
图2-6-3 比萨斜塔
图2-6-4 测量简图
（2）构件挠度测量。
先用将全站仪调至水平，确定建筑内某一平面为基准面，高程假定为0.000，全站仪测出该水平基准面距离构件梁底两个端点与中间点的高度，即L 左、L 右、L 中，从而得出构件下弦中点相对于两端点的挠度，挠度＝（L 左＋L 右）/2－L 中，如图2-6-5 所示。
图2-6-5 构件挠度测量
【注意事项】
（1）柱倾斜测量全站仪应与柱垂直，并应测量平面内、外两个方向的倾斜值。当现场条件限制时，仪器与柱的夹角应尽量减小，不能保证垂直时应将仪器架设地与柱的水平距离加大，以减小夹角产生的误差。 （2）构件挠度测量时，测量预应力构件时应注意观察构件下弦杆两端是否有截面加大的情况，三点应布置在同一平面上。
建筑物倾斜观测记录，如表2-6-2 所示。
表2-6-2 建筑物倾斜观测记录表
三、裂缝与位移观测
1. 裂缝观测
在裂缝两侧设置观测标志，对于较大的裂缝，至少应在其最宽处及裂缝末端各布设一对观测标志。裂缝可直接量取或间接测定，分别测定其位置、走向、长度、宽度和深度的变化。
2. 观测步骤 如图2-6-6 和图2-6-7 所示，观测标志可用两块白铁皮制成，一个固定在裂缝的一侧，并使其一边和裂缝边边缘对齐，另一个固定在裂缝的另一侧，两块相互紧贴，两块白铁皮的边缘应彼此平行。标志固定好后，在两块白铁皮露在外面的表面涂上红色油漆或作三角形标志，并写上编号和日期。标志设置好后如果裂缝继续发展，白铁皮将逐渐拉开，露出正方形白铁皮上没有涂油漆的部分，它的宽度就是裂缝加大的宽度，可以用尺子直接量出。
图2-6-6 观测标志固定示意
图2-6-7 裂缝观测
混凝土裂缝观测记录，如表2-6-3 所示。
表2-6-3 混凝土裂缝观测记录表
四、位移观测
位移观测是根据平面控制点测定建筑物在平面上随时间而移动的大小及方向。首先，在建筑物纵横方向上设置观测点及控制点。控制点至少3 个，且位于同一直线上，点间距离宜大于30 m，埋设稳定标志，形成固定基准线，以保证测量精度。
有些建筑物只要求测定某特定方向的位移量，如要测定大坝在水压方向上的位移量，这种情况可采用基准线法进行水平位移观测。观测时，先在位移方向的垂直方向建立一条基准线，如图2-6-8 所示。A、B 为控制点，P 点为观测点，只要定期测量出观测点P 与基准线AB的角度变化值Δβ，其位移量使可按下式计算：
图2-6-8 基准线法
位移观测记录，如表2-6-4 所示。
表2-6-4 位移观测记录表
五、精度指标及误差规定
相关数据指标见表2-6-5～2-6-14。
表2-6-5 施工场地测量允许误差
表2-6-6 建筑方格网的主要技术指标
表2-6-7 导线网的主要技术指标
表2-6-8 建筑物平面控制网主要技术指标
表2-6-9 基础放线尺寸的允许误差
轴线的对角线尺寸，允许误差为边长误差的 2 倍；外廓轴线夹角的允许误差为1′。
表2-6-10 轴线竖向投测的允许误差
表2-6-11 各部位放线的允许误差
表2-6-12 标高竖向传递的允许误差
表2-6-13 构件中几何尺寸的允许偏差
表2-6-14 结构支承埋件的允许误差
