第12章建筑物变形观测

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第12章 建筑物的变形观测,学习目标：,了解：,变形观测的任务、目标、分类及变形观测实施的方法；变形观测的精度和频率；,掌握：,沉降观测点的布设及方法；水平位移观测的方法；变形观测资料的整理。,12.1,概 述,建筑物的变形观测:,主要就是对建筑物（构筑物）以及地基所产生的沉降、倾斜、挠度、裂缝、位移等变形现象进行的测量工作。,变形产生的原因：,一是自然条件及其变化（如地质水文），二是建筑物本身相联系的原因（如建筑物本身荷载）；,变形分类：,静态变形和动态变形；,变形观测的任务：,周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期内的变化量。,建筑物的变形观测的分级：,按不同的工程要求分为四个等级，各等级精度要求见下表。,变形测,量等级,垂直位移测量,水平位移测量,适用范围,变形点,的高程,中误差,（mm）,相邻变形,点的高差,中误差,（mm）,变形点,的点位,中误差,（mm）,一级,0.3,0.1,1.5,变形特别敏感的高层、高耸建、构筑物、精密工程设施、地下管线等,二级,0.5,0.3,3.0,变形比较敏感的高层、高耸建、构筑物、重要工程设施、地下管线、隧道拱顶下沉、结构收敛等,三级,1.0,0.5,6.0,一般性高层、高耸构筑物、地下管线等,四级,2.0,1.0,12.0,观测精度要求低的建、构筑物、地下管线等,变形观测的方法：,常规测量方法,摄影测量方法,特殊测量方法：激光准直仪、测斜仪,空间测量技术,变形观测的内容：,沉降观测；,位移观测；,倾斜观测；,裂缝观测；,挠度观测。,11.2 建筑物的沉降观测,建筑物受地下水位升降、荷载的作用及地震等的影响，会使其产生高程上的位移。一般说来，在没有其它外力作用时，多数呈下沉现象，对它的观测称,沉降观测,。,沉降观测通常采取,水准测量,的方法。,沉降观测的高程依据是,水准基点,，即在水准基点高程不变的前提下，定期地测出变形点相对于水准基点的高差，并求出其高程，将不同周期的高程加以比较，即可得出变形点高程变化的大小及规律。,一、水准基点及其布设,工作基点：,直接用来测定沉降观测点的参考点称为工作基点；工作基点可埋设在变形建筑附近、便于引测和观测沉降观测点的地方；,基准点：,用来定期检查工作基点的稳定的参考点称为基准点；基准点应埋设在变形区域以外、地质条件良好的地方，且无论变形区域的大小，基准点不宜少于三个；,基准点,和,工作基点,应联成水准路线，构成沉降观测的高程控制网。,1、基准点的布设,基准点是沉降观测的基准，因此基准点的布设应满足以下要求：,要有足够的稳定性：,基准点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区基准点应埋设在冰冻线以下0.5m。,要具备检核条件：,为了保证基准点高程的正确性，基准点最少应布设三个，以便相互检核。,要满足一定的观测精度：,基准点和观测及基 点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。,水准基点的布设,基准点,工作基点,二、沉降观测点的布设,沉降观测点的位置,沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。,沉降观测点的数量,一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为1020m。,沉降观测点的设置形式,如图所示。,沉降观测点的布设,三、沉降观测,1、观测周期,观测的时间和次数，应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。,当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。,在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖12层观测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。,当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。,建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为23个月观测一次，直至沉降稳定为止。,2、观测方法,观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过1mm。,沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。,3、精度要求,沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。,多层建筑物的沉降观测，可采用DS3水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过 mm（n测站数）。,高层建筑物的沉降观测，则应采用DS1精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过 mm（n为测站数）。,4、工作要求,沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四定：,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。,四、沉降观测的成果整理,1、整理原始记录,每次观测结束后应检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入“沉降观测表”中。,2、计算沉降量,计算各沉降观测点的本次沉降量：,沉降观测点的本次沉降量=本次观测所得的高程上次观测所得的高程,计算累积沉降量：,累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量,将计算出来的各沉降观测点的本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载等情况填入“沉降观测表”中。,观测次数,观测时间,各观测点的沉降情况,施工进,展情况,荷载,情况,/（t/m,2,）,1,2,3,高程,/m,本次,下沉,/mm,累积下沉,/mm,高程,/m,本次,下沉,/mm,累积下沉,/mm,1,1998.02.10,40.354,0,0,40.373,0,0,上一层楼板,2,03.22,40.350,-4,-4,40.368,-5,-5,上三层楼板,45,3,04.17,40.345,-5,-9,40.365,-3,-8,上五层楼板,65,4,05.12,40.341,-4,-13,40.361,-4,-12,上七层楼板,75,5,06.06,40.338,-3,-16,40.357,-4,-16,上九层楼板,85,6,07.31,40.334,-4,-20,40.352,-5,-21,主体完,115,7,09.30,40.331,-3,-23,40.348,-4,-25,竣工,8,12.06,40.329,-2,-25,40.347,-1,-26,使用,9,1999.02.16,40.327,-2,-27,40.346,-1,-27,10,05.10,40.326,-1,-28,40.344,-2,-29,11,08.12,40.325,-1,-29,40.343,-1,-30,12,12.20,40.325,0,-29,40.343,0,-30,备注：此栏应说明点位草图、水准点号码及高程、其他,沉降观测记录表,工程名称：某医院门诊楼 记录：计算：校核：,3、绘制沉降曲线,为了更清楚地表示沉降、荷重、时间三者的关系，还要画出各观测点的沉降、荷重、时间关系曲线图，即沉降曲线图，如图所示。,2001,2002,2003,3,5,7,9,11,3,5,7,9,11,0,40,80,100,120,10,20,30,40,F,/(t/m,2,),s,/mm,t,时间（年、月）,1,2,12.3,建筑物位移观测,根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间而移动的大小及方向，称为,位移观测,。,位移观测首先要在建筑物附近埋设测量控制点，再在建筑物上设置,位移观测点,。,位移观测的方法有以下几种：,测角前方交会,基准线法,极坐标法,导线法,基准线法,1、测角前方交会,A,B,P,2、,基准线法,原理：,建立一条基准线，根据它测定建筑物垂直于基准线方向的水平位移。,这种方法适用于变形方向为已知的线形建(构)筑物，是水坝、桥梁等常用的方法。,基准线法由于观测方法的不同，又分为,测小角法,和,活动觇牌法,。,测小角法,B,A,a,S,变形方向,P,P,活动觇牌法,基准点,A,P,观测点,基准点,B,0,2,4,6,8,2,4,6,8,0,2,4,6,8,2,4,6,8,12.4,建筑物的倾斜观测,倾斜观测:,用测量仪器来测定建筑物的基础和主体结构倾斜变化的工作。,原因：,地基承载力不均匀、建筑物体型复杂形成不同荷载及受外力风荷载、地震等影响引起基础的不均匀沉降。,表示方法：,一般用倾斜率,i,值来衡量建筑物的倾斜程度。,H,a,式中：,a,倾斜角（）。,1、一般建筑物主体的倾斜观测,M,N,P,Q,X,Y,H,A,B,N,Q,A,B,建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑物主体的倾斜度。,2、,圆形建（构）筑物主体的倾斜观测,对圆形建（构）筑物的倾斜观测，是在互相垂直的两个方向上，测定其顶部中心对底部中心的偏移值。,y,y,1,y,2,y,1,y,2,x,1,x,2,x,1,x,2,x,O,O,x,y,A,B,A,B,用矢量相加的方法，计算出顶部中心O对底部中心O的总偏移值D，即,12.5 建筑物的裂缝观测和挠度观测,一、裂缝观测,当建筑物出现裂缝之后，应及时进行裂缝观测。常用的裂缝观测方法有以下三种：,石膏板标志,白铁皮标志,金属棒标志,1、石膏板标志,用厚10mm，宽约5080mm的石膏板（长度视裂缝大小而定），固定在裂缝的两侧。当裂缝继续发展时，石膏板也随之开裂，从而观察裂缝继续发展的情况。,石膏板,2、利用白铁皮标志建筑物的裂缝观测,用两块白铁皮，一片取150mm150mm的正方形，固定在裂缝的一侧。,另一片为50mm200mm的矩形，固定在裂缝的另一侧，使两块白铁皮的边缘相互平行，并使其中的一部分重叠。,在两块白铁皮的表面，涂上红色油漆。,如果裂缝继续发展，两块白铁皮将逐渐拉开，露出正方形上，原被覆盖没有油漆的部分，其宽度即为裂缝加大的宽度，可用尺子量出。,白铁板,3、金属棒标志,在发生裂缝变形的墙体内埋设间距为,l,钢筋，若裂缝继续发展，则金属棒之间的间距也不断增大。定期观测两金属棒的间距并比较，即可获得裂缝的变化情况。,l,二、挠度观测,挠度：,指建(构)筑物或其构件在水平方向或竖直方向上的弯曲值，例如桥的梁部在中间会产生向下弯曲，高耸建筑物会产生侧向弯曲。,测定建筑物构件受力后产生弯曲变形的工作称为,挠度观测,。,挠度是通过,测量观测点的沉降量,来计算的。,挠度观测：,首先需要在梁的两端及中部设置三个变形观测点A、B及C，定期对这三个点进行沉降观测；,然后，根据下式计算各期相对于首期的挠度值：,A,C,B,L,A,L,B,S,A,S,C,S,B,F,e,式中：,L,A,、,L,B,观测点间的距离；,S,A,、,S,B,、,S,C,观测点的沉降量。,本 章 重 点,建筑物变形观测的内容；,建筑物沉降观测和位移观测的方法及实施；,建筑物变形观测成果的处理。,