5-5建筑物的變形觀測講解

1、第五章 工程建筑物的變形觀測5 1 概 述工程建筑物的興建，改變了地面原來的狀態(tài)，并對其下的地基施加了一定的外力，這就 必然會(huì)引起地基及其周圍地層的變形。 建筑物和設(shè)備在施工和運(yùn)營過程中， 也由于地基的變 形及其外部荷載與內(nèi)部應(yīng)力的作用而發(fā)生幾何變形，這些變形主要包括下沉、位移、傾斜， 并可能由此而產(chǎn)生裂縫、構(gòu)件撓曲、扭轉(zhuǎn)等。對于基礎(chǔ)而言，主要觀測內(nèi)容是均勻沉降與不均勻沉降；對建筑物而言，主要觀測內(nèi)容 是沉降、位移、傾斜、撓曲、扭轉(zhuǎn)和裂縫等。但是建筑物的相對傾斜、相對彎曲（撓度）和 建筑物的扭轉(zhuǎn)都是基礎(chǔ)的不均勻沉降所致， 當(dāng)不均勻沉降產(chǎn)生的應(yīng)力超過建筑物的容許應(yīng)力 時(shí)，可能導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生裂縫。

2、均勻沉降雖不會(huì)使建筑物出現(xiàn)斷裂、裂縫和缺口等現(xiàn)象，但 絕對值過大也會(huì)引起一些麻煩。例如，建筑物地下部分的地面可能下降到地下水位以下，因 而使建筑物的地下部分被淹沒。 不同的建筑物有不同的允許變形值。 如果實(shí)際的變形超過了 限值就會(huì)危害建筑物或設(shè)備的正常使用或者預(yù)示建筑物或設(shè)備的使用環(huán)境產(chǎn)生了某種不正 常的變化。目前，了解建筑物變形情況最有效的方法是工程測量，即變形觀測。一、建筑物變形觀測的概念所謂變形觀測， 是用測量儀器或?qū)Ｓ脙x器測定建筑物及其地基在建筑物荷載和外力作用 下隨時(shí)間變形的情況。進(jìn)行變形觀測時(shí)，一般在建筑物特征部位埋設(shè)變形觀測標(biāo)志，在變形 影響范圍之外埋設(shè)測量基準(zhǔn)點(diǎn)， 定期測量觀測

3、標(biāo)志相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形量。 從歷次觀測結(jié)果 的比較中了解變形隨時(shí)間發(fā)展的情況。變形測量點(diǎn)可分為控制點(diǎn)和觀測點(diǎn)（變形點(diǎn)） ?？刂?點(diǎn)包括基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)以及聯(lián)系點(diǎn)、檢核點(diǎn)、定向點(diǎn)等工作點(diǎn)。變形觀測周期隨單位時(shí)間 內(nèi)變形量的大小而定，變形量較大時(shí)觀測周期易短些；變形量減小建筑物趨向穩(wěn)定，觀測周 期宜相應(yīng)放長， “變形”是個(gè)總體概念，既包括地基沉降、回彈，也包括建筑物的裂縫、傾 斜、位移及扭曲等。變形按其時(shí)間長短分為：1長周期變形：由于建筑物的自重引起的沉降和傾斜等。2短周期變形：由于溫度的變化（如日照）所引起的建筑物變形等。3瞬時(shí)變形：由于風(fēng)振動(dòng)引起高大建筑物的變形等。變形按其類型可分為：1靜態(tài)變

4、形：觀測目的是確定物體的局部位移，其結(jié)果只表示建筑物在某一期間內(nèi)的 變形值，如定期沉降觀測值等。2動(dòng)態(tài)變形：動(dòng)態(tài)系統(tǒng)變形是受外力影響而產(chǎn)生的。其觀測結(jié)果是表示建筑物在某一 瞬間的變形，如風(fēng)振動(dòng)引起的變形等。二、引起建筑物變形的原因1引起變形的客觀原因主要有：建筑物的自重，使用中的動(dòng)荷載，振動(dòng)或風(fēng)力等因素 引起的附加荷載，建筑物結(jié)構(gòu)的型式，地下水位的升降及其對地基的侵蝕作用，地基土在荷 載或地下水位變化影響下產(chǎn)生的各種工程地質(zhì)現(xiàn)象， 溫度的變化， 建筑物附近新工程對地基 的擾動(dòng)等等。2引起變形的主觀原因主要有： （1）地質(zhì)勘探不充分，例如沒發(fā)現(xiàn)地基下的舊河道等；（2）設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，例如對土的承載力，

5、各種荷載估計(jì)失誤，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)土特性了解不夠， 套用其它地方的做法造成錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)計(jì)算中的失誤等等；（3）施工質(zhì)量差，例如地基基礎(chǔ)處理不當(dāng)，使用了較差的材料，由于砂石沒有洗凈、水份過多、保養(yǎng)不當(dāng)致使混凝土強(qiáng)度減弱 等等；（4）施工方法不當(dāng)，例如軟土上施工時(shí)由于沒有處理好地下水或基坑壁的保護(hù)不利引 起顯著的地面沉降和位移， 打樁使地面隆起引起上面的建筑物變形， 高聳建筑物施工時(shí)沒有 顧及大風(fēng)的影響， 鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)沒有顧及日照及氣溫變化的影響， 巨大鋼構(gòu)件焊接時(shí)沒注意 保溫，讓灼熱的焊縫過快冷卻產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力等不良后果等等。三、建筑物變形觀測的項(xiàng)目建筑物變形觀測的項(xiàng)目包括以下幾個(gè)方面： 1建筑物沉

6、降觀測：建筑物的沉降是地基、基礎(chǔ)和上層結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果。此項(xiàng)觀 測資料的積累是研究解決地基沉降問題和改進(jìn)地基設(shè)計(jì)的重要手段。 同時(shí)通過觀測來分析相 對沉降是否有差異，以監(jiān)視建筑物的安全。2建筑物水平位移觀測：指建筑物整體平面移動(dòng)，其原因主要是基礎(chǔ)受到水平應(yīng)力的 影響，如地基處于滑坡地帶或受地震影響。測定平面位置隨時(shí)間變化和位移量，以監(jiān)視建筑 物的安全或采取加固措施。3建筑物傾斜觀測：高大建筑物上部和基礎(chǔ)的整體剛度較大，地基傾斜（差異沉降） 即反映出上部主體的傾斜，觀測目的是驗(yàn)證地基沉降的差異和監(jiān)視建筑物的安全。4建筑物裂縫觀測：當(dāng)建筑物基礎(chǔ)局部產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，其墻體往往出現(xiàn)裂縫。系 統(tǒng)進(jìn)行

7、裂縫變形觀測，根據(jù)裂縫觀測和沉降觀測資料，來分析變形的特征和原因，采取措施 保證建筑物的安全。5建筑物撓度觀測：指測定建筑物構(gòu)件受力后的彎曲程度。對于平置的構(gòu)件，在兩端 及中間設(shè)置沉降點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測，根據(jù)測得某時(shí)間段內(nèi)這三點(diǎn)的沉降量，計(jì)算其撓度；對于 直立的構(gòu)件，要設(shè)置上、中、下三個(gè)位移觀測點(diǎn)，進(jìn)行位移觀測，利用三點(diǎn)的位移量可算出 其撓度。52 變形觀測的精度及周期要達(dá)到變形觀測的預(yù)期目的，必須通過對觀測對象的分析，提出應(yīng)有的觀測精度、合理 的觀測周期和制定相應(yīng)的觀測方案。在制定變形觀測方案時(shí)，首先要確定精度要求。一、變形觀測的精度要求 變形觀測的精度要求，要根據(jù)該工程建筑物預(yù)計(jì)的允許變形值的

8、大小和觀測的目的而 定。國際測量工作者聯(lián)合會(huì)（ FIG ）工程測量組提出： “如果觀測的目的是為了使變形值不超 過某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10-1/20;如果觀測的目的是為了研究其變形的過程，則其中誤差應(yīng)比這個(gè)數(shù)值小得多?！庇捎谟^測的精度直接影響到觀測成果的可靠性，同時(shí)也涉及到觀測方法和儀器設(shè)備等，因此，有 關(guān)精度問題應(yīng)綜合考慮決定。在工業(yè)與民用建筑物的變形觀測中，由于其主要觀測內(nèi)容是基礎(chǔ)沉降和建筑物本身的 傾斜，其觀測精度應(yīng)根據(jù)建筑物的允許沉降值、允許傾斜度、允許相對彎矩等來決定，同時(shí) 也應(yīng)考慮其沉降速度。建筑物的允許變形值大多是由設(shè)計(jì)單位提供

9、的，一般可直接套用。有 關(guān)建筑物允許變形值的規(guī)定列入表5-5-1中，根據(jù)允許變形值，可按1/101/20的要求來確定變形觀測的精度。建筑物變形的允許值表5-5-1項(xiàng)目序號(hào)、變形特征或結(jié)構(gòu)形式允許變形值1塔架撓度任意兩點(diǎn)間的傾斜應(yīng)小于兩點(diǎn)間高差的1/1002桅桿的自振周期T 0.01L, T為周期(s); L為桅桿高度(m)3微波塔在風(fēng)荷載作用下的變形(1)在垂直面內(nèi)的偏角不應(yīng)大于1/ 100(2)在水平面內(nèi)的扭轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于11.54框架結(jié)構(gòu)高層建筑合層間位移)H (層高)風(fēng)荷載1/ 400;地震作用1/2505框架-剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑物 衛(wèi)H風(fēng)荷載1/600;地震作用1/3001/3506剪力

10、墻結(jié)構(gòu)高層建筑物 H風(fēng)荷載1/ 800;地震作用1/5007桅桿頂部位移不應(yīng)大于桅桿高度的 1/1008磚石承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部傾斜砂土和中、低壓縮性粘土高壓縮性粘土0.0020.0039工業(yè)與民用建筑相鄰柱基的差異沉降(1)框架結(jié)構(gòu)(2)當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí)不產(chǎn)生附加應(yīng)力的結(jié)構(gòu)0.002I0.003I0.005I0.005I10橋式吊車軌面傾斜縱向0.004橫向0.00311高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜h 20m時(shí)20m h 50m 時(shí)50m h (5-5-4)yT1 龍i cos i =b2 sin 2或工 =b sin A sin / sin(% +1 )(5 5 5)yTi =b cos i sin

11、 2 / sin 丄-2經(jīng)過整理得:T 工 ibctg i - ctg 2_ bYTictg ictg 2 i若以后各期監(jiān)測所算得的坐標(biāo)為 則T點(diǎn)的坐標(biāo)位移為： Xi =藥-XTiI yt =y-yii圖5-5-3 前方交會(huì)法(5-5-6)(XTi， yTi)，(5-5-7)2 .軸線法軸線法主要是對橫向水平位移進(jìn)行觀測，常用于基坑開挖或打樁過程中的變形觀測。沿基坑的每條直線邊建一軸線，并在直線邊上布設(shè)水平位移點(diǎn)。軸線法不需要測角，也不需要 測距，只需將軸線用經(jīng)緯儀投射到位移觀測點(diǎn)旁邊，即可量取位移點(diǎn)離軸線的偏距，通過兩 次偏距的比較來發(fā)現(xiàn)水平位移量。這種方法方便直觀，但要求儀器架設(shè)在變形區(qū)外

12、，并且測站與位移點(diǎn)不宜太遠(yuǎn)。3 視準(zhǔn)線小角法視準(zhǔn)線小角法與軸線法有些類似，也是沿基坑的每一周邊建立一條軸線（即一個(gè)固定的方向），通過測量固定方向與測站至水平位移點(diǎn)方向的小角變化 3 i，及測站至位移點(diǎn)的距離L,從而計(jì)算出觀測點(diǎn)的位移量：=L此法也要求儀器架設(shè)在變形區(qū)外，且測站與位移點(diǎn)不宜太遠(yuǎn)。4 .全站儀三維變形觀測隨著全站儀的普及，應(yīng)用三維變形觀測方法的場合越來越多。該法常用于大型工程建筑物的變形觀測。如：房屋、橋梁、體育館網(wǎng)架工程、禮堂屋架工程、機(jī)場屋架工程、大型工 程結(jié)構(gòu)測試等場合的變形監(jiān)測。該方法簡單方便，精度高。為了同時(shí)測定工程建筑物的三維位移量，即平面位移和高程位移。 我們來分析三

13、維測量的原理：首先在被測對象附近或周圍選擇幾個(gè)合適的位置作為測站， 測站要盡可能地少， 最好是 只設(shè)一站， 并使其到后視基準(zhǔn)點(diǎn)和各觀測點(diǎn)的距離大致相等， 然后在各觀測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)上粘 貼平面反射標(biāo)志（即丙烯脂膠片） 。測站要求設(shè)置強(qiáng)制歸心設(shè)備，以克服偏心誤差的影響。常見的對中裝置有：三叉式對中 盤；點(diǎn)、線、面式對中盤和球、孔式對中裝置。儀器設(shè)置強(qiáng)制歸心設(shè)備之后，即可保證每次 監(jiān)測時(shí)平面基準(zhǔn)位置的一致性。為減少量測儀器高的誤差對成果的影響， 提高高程測量精度， 我們可采用無儀器高作業(yè) 法。其基本原理是：假設(shè)測站點(diǎn)高程為H。，儀器高為i，從測站監(jiān)測第一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)設(shè)為已知高程點(diǎn)，高程為 Hi,目標(biāo)高為H

14、o,則觀測第一點(diǎn)的高程傳遞表達(dá)式為：Hi= H+ i + Si.COsVi= H+ i + hi(5-5-8)或 Ho= H1 - i - h1(5-5-9)若儀器高 i 不變,則觀測第 j 點(diǎn)的高程傳遞表達(dá)式為：Hj= HoiSi.COsVj=Hoihj(5-5-io)將式(5-5-9)代入式(5-5-10),有Hj = H i i hi +i +hj = Hi + hj hi = Hi+ hij(5-5-11)式（5-5-ii ）說明：第j點(diǎn)高程=已知高程 Hi +已知高程點(diǎn)至第j點(diǎn)的間接高差 hij。 由于hi或hj均為全站儀望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)中心至目標(biāo)點(diǎn)的高差，并不涉及儀器高，故間接高差hij

15、 也與儀高無關(guān)。根據(jù)這一原理，我們擬定了如下觀測方案：首先觀測測站到基準(zhǔn)點(diǎn)的高差 hi ,然后將全站儀置于三維坐標(biāo)測量狀態(tài),輸入測站點(diǎn) 的坐標(biāo)（Xo ,Yo）,而Zo以虛擬高程Ho（Ho=基準(zhǔn)點(diǎn)高程一 hi）輸入，儀器高、棱鏡高均輸入0。對儀器設(shè)置好已知數(shù)據(jù)后，即可進(jìn)入三維坐標(biāo)測量狀態(tài)，測量各觀測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，通 過比較本次與前次的坐標(biāo)值，就可得到各觀測點(diǎn)的三維位移量。5 5 傾斜觀測傾斜觀測是用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀或其它專用儀器測量建筑物傾斜度隨時(shí)間而變化的工作。一般在建筑物立面上設(shè)置上下兩個(gè)監(jiān)測標(biāo)志，它們的高差為h，用經(jīng)緯儀把上標(biāo)志中心位置投影到下標(biāo)志附近，量取它與下標(biāo)志中心之間的水平距離 x,

16、則x/h= i就是兩標(biāo)志中心聯(lián)線 的傾斜度。定期地重復(fù)監(jiān)測,就可得知在某時(shí)間內(nèi)建筑物傾斜度的變化情況。測定建筑物傾斜的方法有兩類： 一類是直接測定建筑物的傾斜； 另一類是通過測量建筑 物基礎(chǔ)沉降的方法來確定建筑物傾斜。對于煙囪等獨(dú)立構(gòu)筑物,可從附近一條固定基線出發(fā),用前方交會(huì)法測量上、下兩處水 平截面中心的坐標(biāo), 從而推算獨(dú)立構(gòu)筑物在兩個(gè)坐標(biāo)軸方向的傾斜度。 也可以在建筑物的基 礎(chǔ)上設(shè)置一些沉降點(diǎn)，進(jìn)行沉降監(jiān)測。設(shè) h/S= i就是該時(shí)間段內(nèi)建筑物在該方向上傾斜度的變化。一、直接測定建筑物傾斜的方法 直接測定建筑物傾斜的最簡單方法是懸吊垂球,根據(jù)其偏差值可直接確定建筑物的傾 斜,但是由于有時(shí)在

17、建筑物上面無法固定懸掛垂球的鋼絲,因此對于高層建筑、水塔、煙囪等建筑物，通常采用經(jīng)緯儀投影或測水平角的方法來測量它們的傾斜。如圖5-5-4( a)，根據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)，A點(diǎn)與B點(diǎn)位于同一豎直線上， 建筑物的高度為h, 當(dāng)建筑物發(fā)生傾斜時(shí)，則A點(diǎn)相對于B點(diǎn)沿水平方向移動(dòng)了某一距離a，則該建筑的傾斜為：(5-5-12). ai =tg： h因此，為了確定建筑物的傾斜，必須量出a和h的數(shù)值，其中h的數(shù)值一般為已知；當(dāng)h未知時(shí)，則可對著建筑物設(shè)置一條基線，用三角測量的方法測定。這時(shí)經(jīng)緯儀應(yīng)設(shè)置在離 建筑物較遠(yuǎn)的地方(距離最好在1.5h以上)，以減少儀器縱軸不垂直的影響。對于a值而言,如果Ax是屋角上的標(biāo)

18、志，可用經(jīng)緯儀將其投影到B點(diǎn)的水平面上而量得。投影時(shí)經(jīng)緯儀要在固定測站上很好地對中，并嚴(yán)格整平，用盤左、盤右兩個(gè)度盤位置往下投影，取其中點(diǎn)， 以視線瞄準(zhǔn)中點(diǎn)，并量取 B點(diǎn)對視線方向的垂直偏離值a 1；再將經(jīng)緯儀移到與原觀測方向約成90的方向上，用同樣的方法可以求得與視線垂直方向的2值。然后用矢量相加的辦法，即可求得該建筑物的偏移值 a，如圖5-5-4 ( b)所示。(*)Mi圖 5-5-4另外還可用測量水平角的方法來測定傾斜，子。離煙囪50 100m處，在互相垂直方向上標(biāo)定兩個(gè)固定標(biāo)志作為測站。在煙囪上標(biāo)出作 為觀測點(diǎn)的標(biāo)志點(diǎn)1、2、3、4、5、6、7、8,同時(shí)選擇通視良好的遠(yuǎn)方不動(dòng)點(diǎn)視點(diǎn)。然

19、后從測站A用經(jīng)緯儀測量水平角(1)、(2)./a =兇廻及b= (1 + ( 4)，它們分別表示煙囪上部中心2 2向，根據(jù)a和b的方向差，可計(jì)算偏斜分量(8)，重復(fù)前述計(jì)算，得到另一偏斜分量建筑物傾斜示意圖圖5-5-5煙囪傾斜測量圖5-5-5即為用這種方法測量煙囪傾斜的例ai。同樣在測站M和M為后、(3)和(4),并計(jì)算半和角a和煙囪勒腳部分中心 b的方B上觀測水平角(5)、(7)、a2。用矢量相加的辦法求得煙囪上部相對于勒腳部(a)299分的偏歪值a。利用式(5-5-12)即可算出煙囪的傾斜度。對于高聳圓形構(gòu)筑物(如煙囪、水塔等），當(dāng)頂部或中部設(shè)置標(biāo)志不便時(shí)可用照準(zhǔn)視線直接切其邊緣認(rèn)定的位置

20、或高度角控制 的位置作為觀測點(diǎn)位。二、測定建筑物基礎(chǔ)相對沉降的方法 建筑物沉降量一般不大， 在短期內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生顯著變化， 因而要進(jìn)行長期而細(xì)致的沉降觀 測。沉降觀測工作一般在基礎(chǔ)施工完畢后或基礎(chǔ)墊層澆灌后開始，一直到沉降穩(wěn)定為止。為盡量使系統(tǒng)誤差保持不變， 以便使其在沉降值中得以消除， 沉降觀測時(shí)宜采取以下措 施：1沉降監(jiān)測的路線、測站點(diǎn)、立尺點(diǎn)盡量固定，使往返測或復(fù)測能在同一路線上進(jìn)行； 2盡量縮短二等水準(zhǔn)環(huán)線和路線的長度，以縮短監(jiān)測時(shí)間； 3不同周期監(jiān)測應(yīng)固定所使用的儀器、標(biāo)尺，并盡可能由同一監(jiān)測員進(jìn)行相應(yīng)測段的 監(jiān)測；4在沉降量較大的地區(qū)，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)閉合環(huán)的監(jiān)測，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的

21、可 靠。在建筑物施工或安裝重型設(shè)備期間， 以及倉庫進(jìn)貨的階段進(jìn)行沉降監(jiān)測時(shí)， 必須將監(jiān)測 時(shí)的情況（如施工進(jìn)度、進(jìn)貨數(shù)量、分布情況等）詳細(xì)記錄在附注欄內(nèi)，以便計(jì)算各相應(yīng)階 段作用在地基上的壓力。利用（5-5-1）式即可計(jì)算基礎(chǔ)傾斜a。由基礎(chǔ)傾斜可以得到建筑物的傾斜度。56 建筑物裂縫與撓度觀測一、裂縫觀測 工程建筑物發(fā)生裂縫時(shí)，為了解其現(xiàn)狀和掌握其發(fā)展情況，應(yīng)對其進(jìn)行觀測，以便根據(jù) 裂縫觀測的資料分析其產(chǎn)生裂縫的原因和它對建筑物安全的影響， 及時(shí)采取有效措施加以處 理。當(dāng)建筑物多處發(fā)生裂縫時(shí)，應(yīng)先對裂縫進(jìn)行編號(hào)，然后分別觀測裂縫的位置、走向、長 度、寬度等項(xiàng)目。對混凝土建筑物上裂縫的位置、 走

22、向以及長度的觀測方法， 是在裂縫的兩端用油漆畫線 作標(biāo)志，或在混凝土表面繪制方格坐標(biāo)，用鋼尺丈量。根據(jù)裂縫分布情況，可以對重要的裂縫，選擇有代表性的位置上埋設(shè)標(biāo)點(diǎn)，如圖5-5-6所示。標(biāo)點(diǎn)系直徑為 20mm，長約60mm的金屬棒，埋入混凝土內(nèi)40mm，外露部分為標(biāo)點(diǎn)， 在其上面各有一個(gè)保護(hù)蓋，兩標(biāo)點(diǎn)的距離不得少于150mm。裂縫觀測標(biāo)點(diǎn)在裂縫兩側(cè)的混凝土表面上各埋一個(gè)， 用游標(biāo)卡尺定期地測定兩個(gè)標(biāo)點(diǎn)之 間距離的變化值，以此來掌握縫寬的發(fā)展情況。土壩裂縫觀測，可根據(jù)情況，對全部裂縫或選擇有代表性的重要裂縫進(jìn)行觀測。對于縫 寬大于5mm，或縫寬雖小于5mm但長度較長或穿過壩軸線的裂縫，弧形裂縫，明

23、顯的垂直 錯(cuò)縫以及與混凝土建筑物連接處的裂縫，必須進(jìn)行觀測。觀測的次數(shù)，應(yīng)視裂縫的發(fā)展情況 而定， 一般在發(fā)生裂縫的初期應(yīng)每天一次， 在裂縫有顯著發(fā)展和庫水位變動(dòng)較大時(shí)應(yīng)增加觀 測次數(shù)，暴雨過后必須加測一次；只有當(dāng)裂縫發(fā)展緩慢后，才可適當(dāng)減少觀測次數(shù)。對于需 長期觀測的裂縫，應(yīng)考慮與土壩位移觀測的次數(shù)相一致。圖5-5-6埋設(shè)標(biāo)點(diǎn)觀測裂縫fSft圖5-5-7設(shè)置兩金屬片測裂縫對于混凝土大壩進(jìn)行裂縫觀測時(shí)，一般應(yīng)同時(shí)觀測混凝土的溫度、氣溫、水溫、上游水 位等因素。觀測次數(shù)與土壩基本上一樣。但在出現(xiàn)最高、最低氣溫和上游最高水位時(shí)，或氣 溫及上游水位變化較大時(shí)，或裂縫有顯著發(fā)展時(shí)，均應(yīng)增加觀測次數(shù)。經(jīng)

24、過長期觀測判明裂 縫已不再發(fā)展，方可停止觀測。墻面上的裂縫，亦可采取在裂縫兩端設(shè)置石膏薄片，使其與裂縫兩側(cè)固連牢靠，當(dāng)裂縫 裂開或加大時(shí)，石膏片亦裂開，觀測時(shí)可測定其裂口的大小和變化。還可以采用兩鐵片平行 固定在裂縫兩側(cè)，使一片搭在另一片上，保持密貼。其密貼部分涂紅色，露出部分涂白色,如圖5-5-7所示。這樣即可定期測定兩鐵片錯(cuò)開的距離，以監(jiān)視裂縫的變化。 對于比較整齊的裂縫（如伸縮縫），則可用千分尺直接量取裂縫的變化。二、撓度觀測撓度觀測包括建筑物基礎(chǔ)和建筑物主體以及獨(dú)立構(gòu)筑 物（如獨(dú)立墻、柱等）的撓度觀測，應(yīng)按一定的周期分別 測定其撓度值及撓曲程度。建筑物基礎(chǔ)撓度觀測，可與建 筑物沉降觀測

25、同時(shí)進(jìn)行。觀測點(diǎn)應(yīng)沿基礎(chǔ)的軸線或邊線布 置，每一基礎(chǔ)不得少于三點(diǎn)。標(biāo)志設(shè)置、觀測方法與沉降 觀測相同。其撓度值可按（5-5-2）式計(jì)算。對于平置的構(gòu)件，在兩端及中間設(shè)置三個(gè)沉降點(diǎn)進(jìn)行 沉降監(jiān)測，可以測得在某時(shí)間段內(nèi)三個(gè)點(diǎn)的沉降量，分別 為ha、hb、he,則該構(gòu)件的撓度值為：1 1ha he -2hb（5-5-13）2Sae式中 ha he構(gòu)件兩端點(diǎn)的沉降量； hb構(gòu)件中間點(diǎn)的沉降量； Sae兩端點(diǎn)間的平距。對于直立的構(gòu)件，要設(shè)置上、中、下三個(gè)位移觀測點(diǎn)進(jìn)行位移觀測，利用三點(diǎn)的位移量求出撓度大小。在這種情況下，我們把在建筑物垂直面內(nèi)各不同高程點(diǎn)相對于底點(diǎn)的水平位移稱為撓度。撓度觀測的方法常采用

26、正垂線法，即從建筑物頂部懸掛一根鉛垂線，直通至底部，在鉛 垂線的不同高程上設(shè)置測點(diǎn)，借助光學(xué)式或機(jī)械式的坐標(biāo)儀表量測出各點(diǎn)與鉛垂線最低點(diǎn)之 間的相對位移。如圖 5-5-8所示，任意點(diǎn)N的撓度Sn按下式計(jì)算：Sn =So-Sn(5-5-13)式中 So鉛垂線最低點(diǎn)與頂點(diǎn)之間的相對位移；SN 任一測點(diǎn)N與頂點(diǎn)之間的相對位移。大壩的撓度觀測也常采用正垂線法，即在壩體豎井中從壩頂附近掛下一根鉛垂線直通至壩底，在鉛垂線的不同高程上設(shè)置測點(diǎn)，以坐標(biāo)儀測出各點(diǎn)與鉛垂線之間的相對位移值，從 而計(jì)算大壩在豎直面內(nèi)的撓度。5-7高塔柱的擺動(dòng)觀測高塔柱的擺動(dòng)主要是由日照和風(fēng)振而引起的變形。日照變形是由于高塔柱向陽面

27、與背陽面溫差引起的偏移；風(fēng)振變形是高塔柱受到強(qiáng)風(fēng)作用而使高塔柱的頂部產(chǎn)生水平位移。一、日照變形觀測日照變形觀測應(yīng)在高塔柱受到強(qiáng)光照射或輻射的過程中進(jìn)行，應(yīng)測定高塔柱上部及中部由于向陽面與背陽面溫差引起的偏移及其變化規(guī)律。日照變形觀測點(diǎn)的選設(shè)應(yīng)符合下列要求：1 當(dāng)利用高塔柱內(nèi)部通道觀測時(shí)，應(yīng)以通道底部中心位置作為測站點(diǎn)，以通道頂部正 垂直對應(yīng)的位置作為觀測點(diǎn)。2 從高塔柱外部觀測時(shí)，觀測點(diǎn)應(yīng)選在受熱面的頂部或受熱面上部的不同高度與底部適當(dāng)位置，并設(shè)置照準(zhǔn)標(biāo)志，單柱亦可直接照準(zhǔn)頂部與底部中心線位置，測點(diǎn)應(yīng)選在與觀測 點(diǎn)連線成正交或近似正交的兩方向線上，其中一條宜與受熱面垂直，距觀測點(diǎn)的距離約為照準(zhǔn)

28、目標(biāo)高度的1.5倍的固定位置處，并埋設(shè)標(biāo)石。3 日照變形觀測的時(shí)間，宜選在夏季的高溫天進(jìn)行。一般觀測項(xiàng)目可在白天時(shí)間段觀測，從日出開始，日落后停止，每隔1小時(shí)觀測一次。在每次觀測的同時(shí)，應(yīng)測出高塔柱的向陽面與背陽面的溫差，并測定風(fēng)速與風(fēng)向。日照變形觀測可根據(jù)不同的觀測條件與要求選用下列方法：1 當(dāng)高塔柱內(nèi)部具有豎向通視條件時(shí)，應(yīng)采用激光鉛直儀觀測法。在測站上可安置激 光鉛直儀或全站儀，在觀測點(diǎn)上安置接收靶。每次觀測，可從接收靶上讀取或量出頂部觀測點(diǎn)的水平位移值和位移方向， 亦可借助附于接收靶上的標(biāo)示光點(diǎn)設(shè)施，直接獲得各次觀測的激光中心軌跡圖，然后反轉(zhuǎn)其方向即為實(shí)測日照變形曲線圖。2 從高塔柱外

29、部觀測時(shí)，可采用測角方向交會(huì)法、經(jīng)緯儀投點(diǎn)法、測頂部觀測點(diǎn)與底 部觀測點(diǎn)之間的夾角法或極坐標(biāo)法。日照變形觀測的精度，可根據(jù)觀測對象的不同要求和不同觀測方法，具體分析確定。用經(jīng)緯儀或全站儀觀測時(shí)，觀測點(diǎn)相對于測站點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，對投點(diǎn)法不應(yīng)大于土1.0 mm,對測角法不應(yīng)大于土 2.0 m。二、風(fēng)振觀測風(fēng)振觀測, 應(yīng)在高塔柱受到強(qiáng)風(fēng)作用的時(shí)段內(nèi)同步測定高塔柱的頂部風(fēng)速、 風(fēng)向和頂部 水平位移,以獲取風(fēng)壓分布、體型系數(shù)和風(fēng)振系數(shù)。風(fēng)速、風(fēng)向觀測,宜在高塔柱頂部上面的專設(shè)桅桿上安置兩臺(tái)風(fēng)速儀,分別記錄脈動(dòng)風(fēng)速、平均風(fēng)速及風(fēng)向，并在距高塔柱約100200m距離的一定高度處安置風(fēng)速儀，記錄平均風(fēng)速,以與高塔柱頂部風(fēng)速比較,觀測風(fēng)力沿高度的變化。風(fēng)壓觀測,應(yīng)在高塔柱的迎風(fēng)面與背風(fēng)面外墻上,對應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)娘L(fēng)壓力盒傳感器,或 采用激光光纖壓力計(jì)自動(dòng)記錄系統(tǒng),以測定風(fēng)壓分布和風(fēng)壓系數(shù)。頂部水平位移觀測可根據(jù)要求和現(xiàn)場情況選用下列方法：1 激光位移計(jì)自動(dòng)測記法。2 長周期拾振器測記法。3雙軸自動(dòng)電子測