建筑物變形監(jiān)測

1、1 水平位移及傾斜觀測水平位移及傾斜觀測 2 提綱提綱一、一、測量坐標系統(tǒng)測量坐標系統(tǒng)二、二、水平位移觀測水平位移觀測三、三、傾斜觀測傾斜觀測3一、測量坐標系統(tǒng)一、測量坐標系統(tǒng)4常用的測量坐標系統(tǒng)常用的測量坐標系統(tǒng)5大地大地坐標系坐標系6大地坐標系大地坐標系7大地坐標系大地坐標系8大地坐標系大地坐標系9大地坐標系大地坐標系10空間直角坐標系空間直角坐標系11高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系12獨立平面直角坐標系獨立平面直角坐標系13獨立平面直角坐標系獨立平面直角坐標系14獨立平面直角坐標系獨立平面直角坐標系15獨立平面直角坐標系獨立平面直角坐標系16目前常用的測量坐標系目前常用的測量坐標系

2、目前常用的測量坐標系主要有：目前常用的測量坐標系主要有：大地坐標系大地坐標系 、直角坐標系直角坐標系 等。 17第二章第二章 水準測量水準測量 二、二、水平位移觀測水平位移觀測基本概念基本概念 目的和意義目的和意義（為何要做？）（為何要做？）常用方法簡介常用方法簡介（怎么做？方法和步驟）（怎么做？方法和步驟）實施觀測的準備實施觀測的準備（何時做？）（何時做？）提交資料提交資料（如何體現(xiàn)？）（如何體現(xiàn)？）18變形監(jiān)測的內(nèi)容變形監(jiān)測的內(nèi)容變形監(jiān)測主要包括水平位移、變形監(jiān)測主要包括水平位移、（垂直位移）（垂直位移），偏距、偏距、（撓度）（撓度）、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動、裂縫等、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動、裂縫等的測

3、量的測量。19水平位移的基本概念建筑變形測量規(guī)范建筑變形測量規(guī)范JGJ 8-2007JGJ 8-2007中中特指建筑產(chǎn)生的非特指建筑產(chǎn)生的非豎向位移豎向位移建筑位移觀測可根據(jù)需要，分別或組合測定建筑主體傾建筑位移觀測可根據(jù)需要，分別或組合測定建筑主體傾斜、水平位移、撓度和基坑壁側(cè)向位移，并對建筑場地斜、水平位移、撓度和基坑壁側(cè)向位移，并對建筑場地滑坡進行監(jiān)測?；逻M行監(jiān)測。水平位移方向的測定可分為：水平位移方向的測定可分為：1、特定方向上的水平位移（理解）、特定方向上的水平位移（理解）2、任意方向的水平位移（理解）任意方向的水平位移（理解） 20點位概念1、基準點：進行變形測量而布設的、基準點

4、：進行變形測量而布設的穩(wěn)定的、需長期保穩(wěn)定的、需長期保存存的測量控制點；的測量控制點； 2、工作基點：為、工作基點：為直接觀測直接觀測變形點而在現(xiàn)場布設的變形點而在現(xiàn)場布設的相對相對穩(wěn)定穩(wěn)定的測量控制點；的測量控制點；3、觀測點：布設在建筑地基、基礎、場地及上部結(jié)構(gòu)、觀測點：布設在建筑地基、基礎、場地及上部結(jié)構(gòu)的敏感位置上能反映其變形特征的測量點，亦稱變的敏感位置上能反映其變形特征的測量點，亦稱變形點。形點。21目的和意義1、定位（有擠土效應的工程樁施工時的位置確定）；、定位（有擠土效應的工程樁施工時的位置確定）；2、施工區(qū)打樁施工對周圍有擾動時；、施工區(qū)打樁施工對周圍有擾動時；3、施工區(qū)支護

5、對周圍有擾動時；、施工區(qū)支護對周圍有擾動時；4、施工區(qū)取土卸載對周圍有潛在擾動時；、施工區(qū)取土卸載對周圍有潛在擾動時；5、有潛在的滑移趨勢，為安全使用需監(jiān)控時；、有潛在的滑移趨勢，為安全使用需監(jiān)控時；6、根據(jù)需要實施地震等模擬試驗時（如隔震墊等）；、根據(jù)需要實施地震等模擬試驗時（如隔震墊等）；7、其他。總之是為了施工、安全、試驗等實際需要。、其他?？傊菫榱耸┕ぁ踩?、試驗等實際需要。22實施觀測的準備1、接受委托；接受委托； 2、收集資料，根據(jù)建筑或觀測體的特點和施測要求結(jié)、收集資料，根據(jù)建筑或觀測體的特點和施測要求結(jié)合規(guī)范做好觀測合規(guī)范做好觀測方案的設計方案的設計和技術準備工作，并取和技術

6、準備工作，并取得委托方及相關人員的配合；得委托方及相關人員的配合；3、確定、確定觀測方法和坐標系觀測方法和坐標系；23實施觀測的準備4、選設觀測基準點、工作基點、觀測點或觀測標志。、選設觀測基準點、工作基點、觀測點或觀測標志。標志應牢固、適用、美觀。若受條件限制或?qū)τ诟邩酥緫喂?、適用、美觀。若受條件限制或?qū)τ诟呗柦ㄖ部蛇x定變形體上特征明顯的塔尖、避雷聳建筑，也可選定變形體上特征明顯的塔尖、避雷針、圓柱針、圓柱(球球)體邊緣等作為觀測點。對于基坑等臨時體邊緣等作為觀測點。對于基坑等臨時性結(jié)構(gòu)或巖土體，標志應堅固、耐用、便于保護；性結(jié)構(gòu)或巖土體，標志應堅固、耐用、便于保護；5、配備滿足精度的

7、儀器設備，經(jīng)送檢和自檢合格；、配備滿足精度的儀器設備，經(jīng)送檢和自檢合格；6、配備有相應資格證并熟悉業(yè)務的項目組。、配備有相應資格證并熟悉業(yè)務的項目組。上述各項準備好，且現(xiàn)場具備埋點和觀測條件后即可埋上述各項準備好，且現(xiàn)場具備埋點和觀測條件后即可埋點后觀測（根據(jù)目的不同，實施的時間也不同）。點后觀測（根據(jù)目的不同，實施的時間也不同）。24水平位移的觀測方法水平位移的觀測方法1 1、測定測定特定方向特定方向上的水平位移時可采用上的水平位移時可采用視準線視準線法、小角度法、投點法法、小角度法、投點法等；等；2 2、測定監(jiān)測點測定監(jiān)測點任意方向任意方向的水平位移時可視監(jiān)測的水平位移時可視監(jiān)測點的分布情

8、況，采用點的分布情況，采用極坐標法、前方交會法、極坐標法、前方交會法、后方交會法后方交會法等；等；3 3、當測點與基準點無法通視或距離當測點與基準點無法通視或距離較遠時較遠時，可，可采用采用GPS測量法或三角、三邊、邊角測量與基測量法或三角、三邊、邊角測量與基準線法相結(jié)合準線法相結(jié)合的綜合測量方法。的綜合測量方法。25水平位移分析主要用兩點間的平距實施水平位移分析主要用兩點間的平距實施水平位移分析主要用兩點間的水平位移分析主要用兩點間的平距平距實施，所實施，所以在觀測中若獲取的是斜距，則需改算為平以在觀測中若獲取的是斜距，則需改算為平距，其原因是斜距會隨著測站高、鏡站高的不距，其原因是斜距會隨

9、著測站高、鏡站高的不同而改變。同而改變。 26高差改正的實質(zhì)高差改正的實質(zhì) 對測距結(jié)果進行高差改正是將觀測距離化對測距結(jié)果進行高差改正是將觀測距離化 算至標志間的某個平面上，高差改正的實質(zhì)是：算至標志間的某個平面上，高差改正的實質(zhì)是： 改正后標志間的平距不變 。 27獲取某點水平位移量的方法獲取某點水平位移量的方法確定某點水平位移量的方法有確定某點水平位移量的方法有測尺量距、物理測尺量距、物理測距、測角網(wǎng)解算、測距、測角網(wǎng)解算、GPS定位定位等等。 28視準線法 原理：視準線法是由經(jīng)緯儀的視準面形成固原理：視準線法是由經(jīng)緯儀的視準面形成固定的基準線，以測定各觀測點相對基準線的垂定的基準線，以測

10、定各觀測點相對基準線的垂直距離變化，從而求得其位移量。當采用視準直距離變化，從而求得其位移量。當采用視準線法測定位移時，應符合下列規(guī)定：線法測定位移時，應符合下列規(guī)定：1、在視準線兩端各自向外的延長線上，宜埋設、在視準線兩端各自向外的延長線上，宜埋設檢核點。在觀測成果的處理中，應顧及視準線檢核點。在觀測成果的處理中，應顧及視準線端點的偏差改正（理解）；端點的偏差改正（理解）；29視準線法視準線法2、采用活動覘牌法進行視準線測量時，觀測點偏離視、采用活動覘牌法進行視準線測量時，觀測點偏離視準線的距離不應超過活動覘牌讀數(shù)尺的讀數(shù)范圍。具體準線的距離不應超過活動覘牌讀數(shù)尺的讀數(shù)范圍。具體操作是在觀測

11、點中線兩端各自向外的延長線上，埋設測操作是在觀測點中線兩端各自向外的延長線上，埋設測站點和定向點（并設立檢核點），在其中一端安置儀器，站點和定向點（并設立檢核點），在其中一端安置儀器，瞄準安置在另一端的固定覘牌進行定向，待活動覘牌的瞄準安置在另一端的固定覘牌進行定向，待活動覘牌的照準標志正好移至方向線上時讀數(shù)，每個觀測點應按確照準標志正好移至方向線上時讀數(shù)，每個觀測點應按確定的測回數(shù)進行往測與返測；定的測回數(shù)進行往測與返測；位移觀測點位移量檢核點2檢核點1毫米353025201510530視準線法視準線法3、采用小角法進行視準線測量時，視準線應按平行于、采用小角法進行視準線測量時，視準線應按平

12、行于待測建筑邊線布置，觀測點偏離視準線的偏角不應超過待測建筑邊線布置，觀測點偏離視準線的偏角不應超過30。偏離值。偏離值d可按公式可按公式d=/ D。式中，式中， 偏角偏角（） ； D 從觀測端點到觀測點的距離（從觀測端點到觀測點的距離（m）；）； 常數(shù)，其值為常數(shù)，其值為206265。31測邊角法測定位移測邊角法測定位移32確定地面點位置的方法確定地面點位置的方法 為了確定地面為了確定地面（ 的位置的位置 ），必須測量，必須測量水平角和水平距離。水平角和水平距離。 33用經(jīng)緯儀進行水平角測量時產(chǎn)生的誤差用經(jīng)緯儀進行水平角測量時產(chǎn)生的誤差在在用經(jīng)緯儀進行水平角測量用經(jīng)緯儀進行水平角測量時，有多

13、種觀時，有多種觀測誤差都會影響到測量的結(jié)果，主要有：測誤差都會影響到測量的結(jié)果，主要有：照準誤差、讀數(shù)誤差、整平誤差、對中誤照準誤差、讀數(shù)誤差、整平誤差、對中誤差差 。 34用交會法和極坐標法測坐標算位移用交會法和極坐標法測坐標算位移35極坐標法極坐標法利用全站儀按極坐標法進行位移測量是，利用全站儀按極坐標法進行位移測量是，其誤差的主要來源有其誤差的主要來源有 測角誤差、測距誤測角誤差、測距誤差差、對中誤差、對中誤差 、讀數(shù)誤差、讀數(shù)誤差 等，要注意選擇等，要注意選擇合適的位置和時間段，認真操作，盡可能合適的位置和時間段，認真操作，盡可能減小誤差減小誤差。36提交資料提交資料水平位移觀測應提交

14、的資料如下：水平位移觀測應提交的資料如下：1、水平位移觀測點布置圖；、水平位移觀測點布置圖；2、水平位移觀測成果表；、水平位移觀測成果表；3、水平位移曲線。、水平位移曲線。37提交資料提交資料（水平位移觀測點布置圖）（水平位移觀測點布置圖）38提交資料（水平位移觀測成果表）39提交資料（水平位移曲線圖）40第二章第二章 水準測量水準測量 三、三、傾斜觀測傾斜觀測基本概念 目的和意義（為何要做？）常用方法簡介（怎么做？方法和步驟）實施觀測的準備（何時做？）提交資料（如何體現(xiàn)？）41基本概念基本概念傾斜傾斜建筑變形測量規(guī)范建筑變形測量規(guī)范JGJ 8-2007JGJ 8-2007中指建筑中中指建筑中

15、心線或其墻、柱等，在不同高度的點對其相應底部點的心線或其墻、柱等，在不同高度的點對其相應底部點的偏移現(xiàn)象；偏移現(xiàn)象；變形允許值變形允許值建筑能承受而不至于產(chǎn)生損害或影響正建筑能承受而不至于產(chǎn)生損害或影響正常使用所允許的變形值（主要是以設計、相關規(guī)范中的常使用所允許的變形值（主要是以設計、相關規(guī)范中的值作為參考依據(jù)，并結(jié)合個體差異及其他手段綜合考值作為參考依據(jù)，并結(jié)合個體差異及其他手段綜合考慮）；慮）；建筑驗收時根據(jù)高度不同，傾斜有不同的標準（一般為建筑驗收時根據(jù)高度不同，傾斜有不同的標準（一般為24米以內(nèi)為千分之四、米以內(nèi)為千分之四、60米以內(nèi)千分之三、米以內(nèi)千分之三、100米以內(nèi)米以內(nèi)千分之

16、千分之2.5、100米以上千分之米以上千分之2）。）。建筑傾斜觀測其實是水平位移觀測的一種。建筑傾斜觀測其實是水平位移觀測的一種。 42測算內(nèi)容測算內(nèi)容 建筑主體傾斜觀測應測定建筑頂部觀測點相建筑主體傾斜觀測應測定建筑頂部觀測點相對于底部固定點或上層相對于下層觀測點的對于底部固定點或上層相對于下層觀測點的（傾斜度傾斜度）、傾斜方向及、傾斜方向及（傾斜速率傾斜速率）。43監(jiān)測周期的確定監(jiān)測周期的確定 主體傾斜觀測的周期，可視傾斜速度每主體傾斜觀測的周期，可視傾斜速度每（ 13 ）個月觀測一次。如遇基礎附近因大量個月觀測一次。如遇基礎附近因大量堆載或卸載、場地降雨長期積水等而導致傾斜堆載或卸載、場

17、地降雨長期積水等而導致傾斜速度加快時，應（速度加快時，應（及時增加觀測次數(shù)及時增加觀測次數(shù) ）。44目的和意義目的和意義1、主體施工檢核；、主體施工檢核；混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB 50204-2002中有相應的規(guī)定）中有相應的規(guī)定）；2、施工區(qū)打樁施工對周圍有、施工區(qū)打樁施工對周圍有潛在潛在擾動時（擠土效應）；擾動時（擠土效應）；3、施工區(qū)支護對周圍有、施工區(qū)支護對周圍有潛在潛在擾動時（擾動時（擠土或取土擠土或取土）；）；45目的和意義目的和意義4、施工區(qū)取土卸載對周圍有潛在擾動時；、施工區(qū)取土卸載對周圍有潛在擾動時；5、有潛在的傾斜趨勢，為安全使用需

18、監(jiān)控時；、有潛在的傾斜趨勢，為安全使用需監(jiān)控時；6、根據(jù)需要實施地震等模擬試驗時（如隔震墊等）；、根據(jù)需要實施地震等模擬試驗時（如隔震墊等）；7、其他。總之是為了施工、安全、試驗等實際需要。、其他。總之是為了施工、安全、試驗等實際需要。46實施觀測的準備實施觀測的準備1、接受委托；、接受委托； 2、收集資料，根據(jù)建筑或觀測體的特點和施測、收集資料，根據(jù)建筑或觀測體的特點和施測要求結(jié)合規(guī)范做好觀測要求結(jié)合規(guī)范做好觀測方案的設計方案的設計和技術準和技術準備工作，并取得委托方及相關人員的配合；備工作，并取得委托方及相關人員的配合；3、確定、確定觀測方法和坐標系觀測方法和坐標系；47實施觀測的準備實施

19、觀測的準備4、選設觀測基準點、工作基點、觀測點或觀測標志。、選設觀測基準點、工作基點、觀測點或觀測標志。標志應牢固、適用、美觀。若受條件限制或?qū)τ诟邩酥緫喂獭⑦m用、美觀。若受條件限制或?qū)τ诟呗柦ㄖ?，也可選定變形體上特征明顯的塔尖、避雷聳建筑，也可選定變形體上特征明顯的塔尖、避雷針、圓柱針、圓柱(球球)體邊緣等作為觀測點；體邊緣等作為觀測點；5、配備滿足精度的儀器設備，經(jīng)送檢和自檢合格；、配備滿足精度的儀器設備，經(jīng)送檢和自檢合格；6、配備有相應資格證并熟悉業(yè)務的項目組。、配備有相應資格證并熟悉業(yè)務的項目組。上述各項準備好，且現(xiàn)場具備埋點和觀測條件后即可埋上述各項準備好，且現(xiàn)場具備埋點和觀測條件

20、后即可埋點后觀測，根據(jù)點后觀測，根據(jù)加載檢核或變形監(jiān)控加載檢核或變形監(jiān)控等目的不同，等目的不同，實施的時間也不同）。實施的時間也不同）。48常用方法簡介常用方法簡介根據(jù)現(xiàn)場情況可選用根據(jù)現(xiàn)場情況可選用經(jīng)緯儀器投點法、垂線法、經(jīng)緯儀器投點法、垂線法、測水平角法、前方交會法、激光鉛直儀觀測法、測水平角法、前方交會法、激光鉛直儀觀測法、測定基礎沉降差法測定基礎沉降差法。49差異沉降法算基礎傾斜差異沉降法算基礎傾斜 差異沉降法算基礎傾斜的公式為：差異沉降法算基礎傾斜的公式為： a（SA - SB）/L式中：式中：SA、SB基礎或構(gòu)件傾斜方向基礎或構(gòu)件傾斜方向A、B兩點的兩點的沉降量（沉降量（mm）；）

21、；LA、B兩點間的距離（兩點間的距離（mm）。）。50點位布設點位布設1、點位布設（建筑傾斜監(jiān)測點應符合下列要、點位布設（建筑傾斜監(jiān)測點應符合下列要求）：求）： 1 監(jiān)測點宜布置在建筑角點、變形縫兩側(cè)的承重監(jiān)測點宜布置在建筑角點、變形縫兩側(cè)的承重柱或墻上；柱或墻上；2 監(jiān)測點應沿主體監(jiān)測點應沿主體頂部、底部上下對應頂部、底部上下對應布設，上、布設，上、下監(jiān)測點應布置在同一豎直線上。下監(jiān)測點應布置在同一豎直線上。3 當由基礎的差異沉降推算建筑傾斜時，監(jiān)測點當由基礎的差異沉降推算建筑傾斜時，監(jiān)測點的布置同建筑豎向位移監(jiān)測點的布置。的布置同建筑豎向位移監(jiān)測點的布置。 51經(jīng)緯儀投點法經(jīng)緯儀投點法投點

22、法：用全站儀將建筑物豎向軸線上、下標記點直接投點法：用全站儀將建筑物豎向軸線上、下標記點直接投影到同一個水平面上，投影到同一個水平面上，用鋼尺量出豎向軸線上標記點用鋼尺量出豎向軸線上標記點相對于其下標記點的偏移量相對于其下標記點的偏移量。具體操作如（圖具體操作如（圖1、圖、圖2）所示：）所示：52經(jīng)緯儀投點法經(jīng)緯儀投點法投點法示意圖投點法示意圖1： 53經(jīng)緯儀投點法經(jīng)緯儀投點法投點法示意圖投點法示意圖2： 54經(jīng)緯儀投點法經(jīng)緯儀投點法觀測步驟：觀測步驟： 1 將全站儀設置在距建筑物將全站儀設置在距建筑物1.52.0倍倍目標高度的固定位目標高度的固定位置置M點，嚴格整平、對中，用盤左、盤右兩個度

23、盤點，嚴格整平、對中，用盤左、盤右兩個度盤分別進行投影，取中點，并量取上、下標記投影點分別進行投影，取中點，并量取上、下標記投影點在視線在視線MP方向上的偏移值方向上的偏移值a1；2 將全站儀轉(zhuǎn)移至與原觀測方向成將全站儀轉(zhuǎn)移至與原觀測方向成90角角的方向的方向NP上，上，同法可求得該方向上的偏離值同法可求得該方向上的偏離值a2；3 本例中的本例中的M、N點分別在成點分別在成90的墻體軸線的墻體軸線TP、SP的的方向線上方向線上 ;4 利用矢量合的方法可求出實際偏差方向和偏差量。利用矢量合的方法可求出實際偏差方向和偏差量。55激光鉛直儀觀測法激光鉛直儀觀測法觀測步驟：觀測步驟： 采用激光垂準儀觀測時的具體操作如圖采用激光垂準儀觀測時的具體操作如圖3所示：所示：（1）在頂部適當位置安置激光接收靶，在其垂線下的）在頂部適當位置安置激光接收靶，在其垂線下的地板上選取地板上選取Z點，用鋼尺量出點，用鋼尺量出Z點到柱子的垂直距離點到柱子的垂直距離p，再量出垂點，再量出垂點M到柱子邊緣到柱子邊緣N的距離的距離s；（2）在）在Z點架儀器，嚴格置平、對中后開始測量；點架儀器，嚴格置平、對中后開始測量；（3）測量時直接在上標志處用激光接收靶收集光斑）測量時直接在上標志處用激光接收靶收