变形测量-第五章(2)建筑物监测.

第六章 建筑物变形监测由于各种因素的影响，建筑物在施工和使用过程中，都会发生不同程度的沉降与变形。

所谓变形是指建（构）筑物在建设和使用过程中，没能保持原有设计形状、位置或大小，或是建筑引起周围地表及其附属物发生变化的现象。

工程建筑物(或构筑物)变形的量——变形量，通常指建筑物的沉降、倾斜、位移、弯曲以及由此可能产生的裂缝、挠曲、扭转等。

对于不同的建筑物，其允许变形值的大小不同。

在一定限度之内，变形可认为是正常的现象，但如果变形量超过了建筑物结构的允许限度，就会影响建筑物的正常使用，或者预示建筑物的使用环境产生了某种不正常的变化，当变形严重时，将会危及建筑物的安全。

因此，为确保建筑物的安全和正常使用，在建筑物的施工和使用过程中需进行变形监测。

6.1 建筑物变形监测建筑物变形监测是指对监视建筑物进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征，及时发现不正常变形。

变形监测又称变形测量或变形观测。

变形监测的结果用变形量来表示，变形测量的内容则由变形测量对象的性质、目的等因素决定。

表达变形量的常用数据指标有移动指标：下沉、水平移动；变形指标：倾斜、曲率、水平变形。

6.1.1移动指标设为监测点的编号，如图6-1。

某点的沉降和水平移动如下。

（1）下沉 0i i i W H H =- （6-1）式中为第i 点计算时刻的高程；0i H 为第i 点初始高程。

(2)水平移动0i i i U L L =-(6—2)式中为第i 点到控制点B 的计算时刻的长度；为第i 点到控制点B 的初始长度。

6.1.2变形指标由于图6-1中各点的下沉、水平移动各不相同，便产生点位的相对变化，于是产生了变形，变形指标如下。

（1）倾斜。

可用相邻工作点2和3的下沉差除以两点间的距离求得；3223,/W W i mm m S -= (6—3)图6-1 点位移动剖面图(2)曲率。

根据两曲线线段的倾斜和求得两曲线段中点的切线，用切线的倾斜差即两切线的交角除以两曲线段中点之间距离，即可求得此段距离内的平均倾斜变化—地表弯曲的平均曲率，如图6—2所示。

地基基础设计为甲、乙级的建筑的变形测量； 场地滑坡测量；重要管线、大型市政桥梁的 变形测量；地下工程施工及运营中变形测量 等 地基基础设计为乙、丙级的建筑的变形测量； 地表、道路及一般管线的变形测量；中小型 市政桥梁的变形测量等
二级
±0.5
±3.0
三级
±1.5
±10.0

称观测点，一般地设在建筑物内部。并根据测定它们的变化来判断这些建筑 物的沉陷与位移。
三、建筑物的沉降观测

(一)、概念 建筑物在施工期间及竣工后，由于自然条件即建筑物地基的工程地质、水文地质、 大气温度、土壤的物理性质等的变化和建筑物本身的荷重、结构、型式及动荷载 的作用，建筑物产生均匀或不均匀的沉降。 建筑物沉降观测是通过采用相关等级及精度要求的水准仪，通过在建筑物上所设 臵的若干观测点定期观测相对于建筑物附近的水准点的高差随时间的变化量，获 得建筑物实际沉降的变化或变形趋势，并判定沉降是否进入稳定期和是否存在不 均匀沉降对建筑物的影响，建筑物沉降观测应测定建筑及地基的沉降量、沉降差 及沉降速度。 1）沉降观测的目的





变形观测的主要内容： （1）沉降观测（建筑场地沉降观测、基坑回弹观测、地基土分层沉降观测、 建筑沉降观测） （2）位移观测（建筑主体倾斜观测、建筑水平位移观测、基坑壁侧向位移观 测、建筑场地滑坡观测、挠度观测） （3）特殊变形观测（裂缝观测、日照变形观测、风振观测等） 3）变形观测的方法


4）建筑物变形观测的精度 建筑变形测量的级别、精度指标及其适用范围
沉降观测 位移观测 主要适用范围 观测点测站高差中误 差（mm） 特级 ±0.05 观测点坐标中误 差（mm） ±0.3 特高精度要求的特种精密工程的变形测量

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C、如果采用电子传感设备，可将观测点相对于垂线的微小位移 变换成电感输出，经放大后出电桥测定并显示各点的挠度值。
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2 、裂缝观测
对建筑物产生的裂缝要进行位置、长度、宽度、深度和错距等 的定期观测。 常可分为以下两类： （1）土工建筑物裂缝观测 对于表面裂缝．可对全部裂缝或若干主要裂缝区的裂缝进行观 测。 在观测范围内，以土坝、土堤等建筑物的轴线为基准线，可按 堤坝桩号和距轴线的距离，画出坐标方格，逐格量测缝的分布 位置和沿走向的长度，裂缝宽度可在两侧设带钉头的小木桩作 标点进行量测。裂缝错距可用刻度尺直接员测。裂缝深度，可 选定若干适当位置，进行坑探、槽探或井探。探测前，最好从 缝口灌入石灰水，以便观察缝迹。
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1、几何水准测量法
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水准测量作业应按照国家规范的具体要求严格执行。仪器校验； 应按照规范要求的观测程序和限差要求进行观测和检验。
在水难测量作业过程中，还应注意以下几个问题：
（1）三等以上水准测量应往返观测，其观测顺序为： 往测；奇数站，后一前一前一后；偶数站，前一后一后—前。 返测：奇数站，前一后一后一前；偶数站，后一前一前一后。
***其表现形第2式1页/共为42页 在不同时期平 面坐标或距离的变化。建筑物水
水平位移观测的方法常规的有: 地面控制测量方法，如导线测量、前方交会法等；也有各
专用方法，如基准线法，正、倒垂线法等。对于各种不同的 方法，其测点与工作基点及其标志布设都有专门的要求。通 常以测量规范为准.
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桥梁墩台的变形观测主要包括两方面： 各墩台的垂直位移观测：主要包括墩台特征位置的垂直位移和沿桥轴线 方向(或垂直于桥轴线方向)的倾斜观测； 各墩台的水平位移观测：其中各墩台在上、下游的水平位移观测称为横 向位移观测，各墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称为纵向位移观测。 两者中，以横向位移观测更为重要。

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3 测量观测点任意方向位移时，可视观测点的分 布情况，采用前方交会法或方向差交会法、导线测 量等方法。对于观测内容较多的大测区或观测点远 离稳定地区的测区，可采用三角测量与基准线法相 结合的综合测量方法。通过三角测量或导线测量观 测数据，计算各观测点的坐标平差值，比较不同周 期的坐标值求出位移值。
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3．日照变形观测的方法 当建筑物内部具有竖向通视条件时，应采用激 光铅直仪观测法。在测站点上可安置激光铅直仪或 激光经纬仪，在观测点的水平位移值和位移方向， 也可借助附于接收靶上的标示光点设施，直接获得 各次观测的激光中心轨迹图，然后反转其方向即为 实测日照变形曲线图。
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图6-29 某电视塔顶部日照变形曲线图
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情境1 一、建筑物变形监测的目的、意义和作用 由于各种因素的影响，在建筑物的施工和使用 过程中，都会发生不同程度的变形。所谓变形，是 指建造的建筑物（或构筑物）没有维持原有设计的 形状、位置或大小，或是建筑的结果引起周围地表 及其附属物发生变化的现象。通常是指建筑物的沉 降、倾斜、位移以及由此可能产生的裂缝、挠曲、 扭转等。
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二、变形产生的原因与变形监测分类 引起建筑物变形的主要原因可概括为3个方面因 素自然因素、与建筑物密切相关因素、人为因素。自 然因素主要是指建筑物地基的工程地质、水文地质以 及土壤的物理性质、大气温度等。由于建筑物基础各 部位地质条件不尽相同，导致其稳定性不能处处一致 ，从而产生不均匀沉陷，使建筑物产生倾斜；而由于 温度与地下水位的季节性、周期性变化，会引起建筑 物呈规律性的变形等。
6-5 建筑物的沉降
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图6-6 某院大楼等沉降曲线示例
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子情境3 建筑物水平位移观测 建筑物水平位移观测包括位于特殊性土地区的 建筑物地基基础水平位移观测、受高层建筑基础施 工影响的建筑物及工程设施水平位移观测以及挡土 墙、大面积堆载等工程中所需的地基土深层侧向位 移观测等，应测定在规定平面位置上随时间变化的 位移量和位移速度。