動(dòng)態(tài)變形觀測(cè)論文

1、動(dòng)態(tài)變形觀測(cè)方案測(cè)繪學(xué)院 測(cè)繪工程（定單）11-2 史楠 201101181020摘要：隨著高層建筑物的不斷興建，高層建筑物在其建造和運(yùn)營(yíng)管理階段的安全問(wèn)題越來(lái)越被人們所關(guān)注。建筑物變形觀測(cè)為解決其安全問(wèn)題提供了非常有價(jià)值的變形數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也為建筑物設(shè)計(jì)檢驗(yàn)及正常維護(hù)提供了依據(jù)。因此，高層建筑物變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法、變形分析及變形監(jiān)測(cè)的研究就顯得非常有必要。高層建筑物的變形監(jiān)測(cè)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行變形預(yù)報(bào)，對(duì)高層建筑物建設(shè)意義重大。關(guān)鍵詞：建筑物 變形觀測(cè) 沉降觀測(cè) 傾斜觀測(cè) 撓曲度概述：1、 工程介紹 建筑物在施工和營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件和土壤性質(zhì)的不同，地下水位和大氣溫度的變化，建筑物荷

2、載和外力作用等影響，導(dǎo)致建筑物隨時(shí)間發(fā)生的垂直升降、水平位移、撓曲、傾斜、裂縫等，統(tǒng)稱為變形。 各種工程建筑物在其施工和使用過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)這種變形在一定限度內(nèi)時(shí)可認(rèn)為屬正?，F(xiàn)象，但超過(guò)了一定的范圍就會(huì)影響其正常使用并危及建筑物自身及人身的安全，因此需要對(duì)施丁中的重要建筑物和已發(fā)現(xiàn)變形的建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，掌握其變形量、變形發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，以便一旦發(fā)現(xiàn)不利的變形可以及時(shí)采取措施，以確保施工安全和建筑物的安全，同時(shí)也為今后更合理的設(shè)計(jì)提供資料。二、變形觀測(cè)的原因?yàn)榱吮ＷC高層建筑物在建設(shè)及使用中的安全,相關(guān)建設(shè)部門規(guī)定高層建筑物在建設(shè)中必須進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，變形監(jiān)測(cè)報(bào)告是建筑物竣工后必須

3、具備的基本資料。引起高層建筑物變形的因素很多：建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)構(gòu)造不均勻、土壤的物理性質(zhì)不同、大氣溫度變化、地基的塑性變形、地下水位季節(jié)性和周期性的變化、建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)及動(dòng)荷載的作用，都會(huì)引起基礎(chǔ)及其四周地形變形，從而導(dǎo)致建筑物變形。高層建筑物的變形如果超過(guò)一定的限度，就會(huì)影響到它的正常使用,尤其是產(chǎn)生不均勻沉降,更會(huì)危及建筑物的安全。建筑物的全部荷載都由它下面的地基來(lái)承擔(dān)，地基有巖基和土基之分。對(duì)于巖基，雖然種類繁多，但一般除了它們的風(fēng)化層和尚未完全固結(jié)硬化的軟巖之外，通常都能作為建筑物的地基，而土基的土是由固體顆粒、液體、氣體混合成的三相體，其工程地質(zhì)性質(zhì)可以相差很大。對(duì)于

4、高層建筑物而言，對(duì)地基土要求比較高，不只限于要求地基土有較高的承載力和較少的沉降量，更重要的是要對(duì)地基土的性狀應(yīng)充分了解和通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)行必要的研究，以便對(duì)地基土質(zhì)做出正確的評(píng)價(jià)。由于建筑物的建造，使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生變形，表現(xiàn)為地基沉降。高層建筑物在建設(shè)中隨著荷載的不斷增加，建筑基礎(chǔ)下土層的壓縮是逐步實(shí)現(xiàn)的，因此，基礎(chǔ)的沉降量亦是逐漸增加的。一般認(rèn)為，建筑在砂土類土層上的建筑物，其沉降在施工期間已完成大部分；而建筑在黏土類土層上的建筑物，其沉降在施工期間只完成了一部分。當(dāng)荷載停止增加時(shí)，沉降也會(huì)逐漸趨于停止。因此，對(duì)于高層建筑而言，對(duì)地基強(qiáng)度有一定的要求。而地基強(qiáng)度與地基承載力等

5、因素有關(guān)，地基承載力一方面取決于地基土的性質(zhì)和形成條件，包括土的成層特點(diǎn)、均勻性、組合情況、荷載歷史、地下水水位變化、地層遭受切割和破壞狀況(如場(chǎng)地地震效應(yīng))等，都是影響承載力大小的重要因素。另一方面取決于基礎(chǔ)類型、寬度、埋深等；建筑物的類型、平面和立面；荷載性質(zhì)、大小及分布；上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基不均勻沉降的抵抗能力等；施工方法特別是加荷速率對(duì)承載力的影響很大等?？梢?jiàn)，確定地基承載力是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，必須綜合考慮各種因素。而當(dāng)?shù)鼗休d力的設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不相符，就會(huì)產(chǎn)生建筑物不均勻沉降，影響建筑物的使用。特別是當(dāng)建筑物荷載過(guò)大，超過(guò)地基土所能承受的能力，發(fā)生剪切破壞，將給建筑物安全帶來(lái)隱患

6、和危害。三、變形觀測(cè)的等級(jí) 變形觀測(cè)等級(jí)沉降觀測(cè)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差/mm位移觀測(cè)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差/mm適應(yīng)范圍特級(jí)0.050.3特種精密工程、重要科研項(xiàng)目一級(jí)0.151.0大型建筑物、科研項(xiàng)目二級(jí)0.503.0中等精度要求建筑物、科研項(xiàng)目，重要建筑物主體變形觀測(cè)三級(jí)1.5010.0低精度建筑物、一般建筑物主體變形觀測(cè)、場(chǎng)地滑坡觀測(cè)四、變形觀測(cè)概述變形觀測(cè)所謂變形觀測(cè)，是用測(cè)量?jī)x器或者專用儀器測(cè)定建筑物及地基建筑物在荷載和外力作用下隨時(shí)間變形的工作。通過(guò)變形觀測(cè)，可以檢查、各種工程建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，確保質(zhì)量和使用安全；更好的了解變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼

7、運(yùn)動(dòng)的假說(shuō)，建立正確的預(yù)報(bào)變形的理論和方法；以及對(duì)某種新結(jié)構(gòu)，新材料，新工藝的性能做出科學(xué)的客觀的評(píng)價(jià)。變形觀測(cè)屬于安全監(jiān)測(cè)。變形觀測(cè)有內(nèi)部觀測(cè)和外部觀測(cè)兩方面。內(nèi)部觀測(cè)內(nèi)容由建（構(gòu)）筑物的內(nèi)部應(yīng)力，溫度變化的測(cè)量，動(dòng)力特征及其速度的測(cè)定等，一般不由測(cè)量工作者完成。內(nèi)部觀測(cè)與外部觀測(cè)之間有著密切的聯(lián)系，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，以便互相驗(yàn)證和補(bǔ)充。外部觀測(cè)的內(nèi)容主要有沉降觀測(cè)，位移觀測(cè)，傾斜觀測(cè)，裂縫觀測(cè)和擾度觀測(cè)等。沉降觀測(cè)它是指建筑物及其基礎(chǔ)在垂直方向上的變形(也稱垂直位移)。沉降觀測(cè)就是測(cè)定建筑物上所設(shè)觀測(cè)點(diǎn)(沉降點(diǎn))與基準(zhǔn)點(diǎn)(水準(zhǔn)點(diǎn))之間隨時(shí)間的變化的高差變化量。通常采用精密水準(zhǔn)測(cè)量或液體靜力水準(zhǔn)測(cè)

8、量的方法進(jìn)行。 水平位移觀測(cè)它是指建筑物在水平面內(nèi)的變形,其表現(xiàn)形式為在不同時(shí)期平面坐標(biāo)或距離的變化。建筑物水平位移觀測(cè)是測(cè)定建筑物在平面位置上隨時(shí)間變化的移動(dòng)量。測(cè)定水平位移的方法很多,有常規(guī)的地面控制測(cè)量方法,如導(dǎo)線,前方交會(huì)法等;也有各專用方法,如基準(zhǔn)線法,正、倒垂線法等傾斜位移觀測(cè)它是指建筑物因?yàn)榈鼗牟痪鶆虺两祷蚱渌蛟斐傻?。建筑物傾斜位移分為兩類:一類表現(xiàn)為以不均勻的水平位移為主;另一類則表現(xiàn)為以不均勻的沉降為主。傾斜觀測(cè)是用經(jīng)緯儀,水準(zhǔn)儀或其他專用儀器測(cè)量建筑物的傾斜隨時(shí)間變化的工作。對(duì)于上述兩種傾斜一般采用不同的觀測(cè)方法,前者可采用先測(cè)出水平位移然后計(jì)算傾斜的方法,即所謂的“

9、直接法”;后者可通過(guò)測(cè)量建筑物基礎(chǔ)相對(duì)沉降的方法進(jìn)行測(cè)定,即先測(cè)出沉降后計(jì)算傾斜的方法,也就是所謂的“間接法”。 裂縫觀測(cè)它是指建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降，溫度的變化和外界各種荷載的作用，使得建筑物內(nèi)部的應(yīng)力大大超過(guò)了允許的限度，使得建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。測(cè)定建筑物裂縫發(fā)展情況的觀測(cè)工作即為裂縫觀測(cè)。 擾度觀測(cè)在建筑物垂直面上，各個(gè)不同高程點(diǎn)相對(duì)于底點(diǎn)不同的水平位移，稱為擾度。所進(jìn)行的觀測(cè)稱為擾度觀測(cè)。變形觀測(cè)的任務(wù)是周期性地對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，求得其在兩個(gè)觀測(cè)周期間的變化量，而為了求得瞬時(shí)變形，則應(yīng)采用各種自動(dòng)記錄儀器記錄其瞬時(shí)位置。 變形觀測(cè)的內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)與地基情況來(lái)決定。要求有

10、明確的針對(duì)性，既要作全面的考慮，以便能正確反映出建筑物的變化情況，達(dá)到監(jiān)視建筑物的安全運(yùn)營(yíng)，了解其變形規(guī)律之目的。五、建筑物變形觀測(cè)的精度和頻率1、變形觀測(cè)的精度 不同高層建筑物的變形監(jiān)測(cè)的精度要求也會(huì)有差別，同一建筑物的不同時(shí)間及不同部位的觀測(cè)精度也有差別通常可按照以下方法來(lái)確定高層建筑物變形觀測(cè)所采用的等級(jí)：（1）以高層建筑物最小變形值為依據(jù)；（2）以高層建筑物階段平均變形量為依據(jù)；（3）以預(yù)估變形量或變形速度為依據(jù)；（4）以地基允許變形值為依據(jù)；（5）以某些固定值為依據(jù)。在實(shí)際觀測(cè)過(guò)程中，主要是結(jié)合高層建筑物對(duì)地基的允許變形值來(lái)推算，這個(gè)值一般規(guī)范有規(guī)定，有的是建筑設(shè)計(jì)單位給定的。根據(jù)建

11、筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj7-89）規(guī)定，可根據(jù)高層建筑物地基的允許變形值來(lái)推算出建筑物允許變形量，并由此確定應(yīng)該采用的觀測(cè)手段和相應(yīng)的儀器設(shè)備?；庸こ淌┕けO(jiān)測(cè)規(guī)范dj/tj08-2001-2006規(guī)定，基坑工程施工對(duì)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)要求，可分為四個(gè)等級(jí)變形觀測(cè)點(diǎn)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)，后者又包括穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，它們?cè)谧冃伪O(jiān)測(cè)中都有各自的作用布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)充分考慮測(cè)量工作的需要，但布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)就需要結(jié)合其他學(xué)科的知識(shí)，其位置應(yīng)處于能夠反映高層建筑物變形特征與變形明顯處，例如：伸縮縫、沉降縫、新老建筑連接處兩側(cè)；工業(yè)廠要有房獨(dú)立柱的基礎(chǔ)；基礎(chǔ)類型、荷載、埋深有明顯不同處；多邊形、圓形、高層建筑物縱

12、橫軸線的對(duì)稱處；連接高層建筑中點(diǎn)!角點(diǎn)處，且每邊的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量宜有3個(gè)或更多2、觀測(cè)的頻率 觀測(cè)的頻率決定于變形值的大小和變形速度，以及觀測(cè)的目的。通常需要觀測(cè)的次數(shù)既能反映出變化的過(guò)程，又不遺漏變化的時(shí)刻。工程建筑物在施工過(guò)程中，頻率應(yīng)該大一些，一般有一個(gè)月，兩個(gè)月，三個(gè)月，半年及一年等不同的周期。在施工期間也可能按荷載增加的過(guò)程中進(jìn)行觀測(cè)，即從觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)定后進(jìn)行第一次觀測(cè)，當(dāng)荷載增加到25時(shí)觀測(cè)一次，以后每增加15觀測(cè)一次。竣工后，一般第一年觀測(cè)四次，第二年觀測(cè)兩次，以后每年觀測(cè)一次。在掌握了一定規(guī)律之后，可以減少觀測(cè)次數(shù)。出現(xiàn)特殊情況的前后要進(jìn)行緊急觀測(cè)。六、結(jié)語(yǔ) 變形觀測(cè)是建筑物竣工驗(yàn)收中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,也是營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作,特別對(duì)于高層建筑物及大型工程,必須進(jìn)行長(zhǎng)期的變形觀測(cè)。而建筑物的變形觀測(cè)是一門邊緣交叉學(xué)科,它不僅要求具有