建筑物變形觀測(cè)和竣工總平面圖編繪優(yōu)秀課件

1、測(cè) 量 學(xué)第14章 建筑物變形觀測(cè)和竣工總平面圖編繪9/13/20221 141 建筑物變形觀測(cè)概述 隨著建筑物修建，建筑物的基礎(chǔ)和地基所承受的荷載不斷增加，從而引起基礎(chǔ)及其四周地層變形，而建筑物本身固基礎(chǔ)變形及外部荷載與內(nèi)部應(yīng)力的作用，也要發(fā)生變形。這種變形在一定范圍內(nèi)，可視為正?，F(xiàn)象，但超過(guò)某一限度就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重的還會(huì)危及建筑物的安全。為了建筑物的安全使用，研究變形的原因和規(guī)律，為建筑物的設(shè)計(jì)、施工、管理和科學(xué)研究提供可靠的資料，在建筑物的施工和運(yùn)行管理期間需要進(jìn)行建筑物的變形觀測(cè)。9/13/20222 1. 建筑物變形的方式包括建筑物的沉降、傾斜、裂縫和平移。 2. 建筑

2、物變形觀測(cè)的任務(wù):周期性地對(duì)設(shè)置在建筑物上的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，求得觀測(cè)點(diǎn)位置的變化量。 3.影響建筑物變形觀測(cè)的主要因素:觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、觀測(cè)的精度與頻率。 9/13/20223 1)變形觀測(cè)的精度要求，取決于該建筑物預(yù)計(jì)的允許變形值的大小和進(jìn)行觀測(cè)的目的。 如觀測(cè)的目的是為了確保建筑物的安全，使變形值不超過(guò)某一允許的數(shù)值，則觀測(cè)的中誤差應(yīng)小于允許變形值的110l20。例如，設(shè)計(jì)部門允許某大樓頂點(diǎn)的允許偏移值為120mm，以其120作為觀測(cè)中誤差，則觀測(cè)精度為m =6mm。 如果觀測(cè)目的是為了研究其變形過(guò)程，則中誤差應(yīng)比這個(gè)數(shù)小得多。通常，從實(shí)用目的出發(fā)，對(duì)建筑物的觀測(cè)應(yīng)能反映12mm的沉降量

3、。 9/13/20224 2)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)目的。 通常要求觀測(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。一般在施工過(guò)程中觀測(cè)頻率應(yīng)大些，周期可以是三天、七天、半月等，到了竣工投產(chǎn)以后，頻率可小一些，一般有一個(gè)月、兩個(gè)月、三個(gè)月、半年及一年等周期。除了按周期觀測(cè)以外，在遇到特殊情況時(shí)，有時(shí)還要進(jìn)行臨時(shí)觀測(cè)。9/13/20225 142 建筑物沉降觀測(cè) 建筑物沉降觀測(cè)是用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，周期性地觀測(cè)建筑物上的沉降觀測(cè)點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn)之間的高差變化值。 1421 水準(zhǔn)基點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)（1）水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè) 水準(zhǔn)基點(diǎn)是沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)，因此它的構(gòu)造與埋設(shè)必須保證

4、穩(wěn)定不變和長(zhǎng)久保存。水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在建筑物沉降影響范圍之外，距沉降觀測(cè)點(diǎn)20100m，觀測(cè)方便，且不受施工影響的地方。為了互相檢核，水準(zhǔn)基點(diǎn)最少應(yīng)布設(shè)三個(gè)。對(duì)于擬測(cè)工程規(guī)模較大者，基點(diǎn)要統(tǒng)一布設(shè)在建筑物周圍，便于縮短水準(zhǔn)路線，提高觀測(cè)精度。圖14.1是水準(zhǔn)基點(diǎn)的一種形式，在有條件的情況下，基點(diǎn)可筑在基巖或永久穩(wěn)固建筑物的墻角上。 城市地區(qū)的沉降觀測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)可用二等水準(zhǔn)與城市水準(zhǔn)點(diǎn)連測(cè)。也可以采用假定高程。 9/13/20226 （2）沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在最有代表性的地點(diǎn)，埋設(shè)時(shí)要與建筑物聯(lián)結(jié)牢靠，使觀測(cè)點(diǎn)的變化能真正反映建筑物的沉降情況。對(duì)于民用建筑，通常在它的四角點(diǎn)、中點(diǎn)、轉(zhuǎn)

5、角處布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)；沿建筑物的周邊每隔1020m布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；設(shè)有沉降縫的建筑物，在其兩側(cè)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)；對(duì)于寬度大于15m的建筑物，在其內(nèi)部有承重墻和支柱時(shí)，應(yīng)盡可能布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)于一般的工業(yè)建筑，除了在轉(zhuǎn)角、承重墻及柱子上布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)外，在主要設(shè)備基礎(chǔ)、基礎(chǔ)形式改變處、地質(zhì)條件改變處也應(yīng)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。9/13/20227 沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)形式如圖14.2和圖14.3所示。圖14.2（a）、(b）分別為承重墻和柱上的觀測(cè)點(diǎn)，圖14.3為基礎(chǔ)上的觀測(cè)點(diǎn)。 9/13/20228 1422 沉降觀測(cè) 對(duì)中、小型廠房和建筑物，可采用普通水準(zhǔn)測(cè)量；對(duì)大型廠房和高層建筑，應(yīng)采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。沉降觀測(cè)的水準(zhǔn)路線

6、應(yīng)形成閉合線路。 與一般水準(zhǔn)測(cè)量的區(qū)別: 不同的是視線長(zhǎng)度較短，一般不大于25m，一次安置儀器可以有幾個(gè)前視點(diǎn)。為了提高觀測(cè)精度，可采用“三固定”的方法(即固定人員，固定儀器和固定施測(cè)路線、鏡位與轉(zhuǎn)點(diǎn))。由于觀測(cè)水準(zhǔn)路線較短，其閉合差一般不會(huì)超過(guò)12mm，閉合差可按測(cè)站平均分配。9/13/20229 當(dāng)埋設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固后，即可進(jìn)行第一次觀測(cè)。施工期間，一般建筑物每升高12層或每增加一次荷載，就要觀測(cè)一次。如果中途停工時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工前各觀測(cè)一次。發(fā)生大量沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測(cè)?？⒐ず髴?yīng)根據(jù)沉降量的大小來(lái)確定觀測(cè)周期。開(kāi)始時(shí)可隔12月觀測(cè)一次，以每次沉降量在5

7、10mm為限，否則要增加觀測(cè)次數(shù)。以后隨著沉降量的減少，再逐漸延長(zhǎng)觀測(cè)周期，直至沉降穩(wěn)定為止。 9/13/202210 423 沉降觀測(cè)的成果整理 （1）整理原始記錄 檢查記錄的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否正確，精度是否合格，然后調(diào)整閉合差，推算各沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程。 （2）計(jì)算沉降量 計(jì)算各觀測(cè)點(diǎn)本次沉降量（用各觀測(cè)點(diǎn)本次觀測(cè)所得的高程減去上次觀測(cè)點(diǎn)高程）和累計(jì)沉降量（每次沉降量相加），并將觀測(cè)日期和荷載情況一并記人沉降量統(tǒng)計(jì)表內(nèi)（表14.l）。9/13/202211（3）繪制沉降曲線 為了預(yù)估下一次觀測(cè)點(diǎn)沉降的大約數(shù)值和沉降過(guò)程是否漸趨穩(wěn)定或已經(jīng)穩(wěn)定，可分別繪制時(shí)間-沉降量關(guān)系曲線，以及時(shí)間-荷載關(guān)系曲線

8、，如圖14.4所示。時(shí)間-沉降量關(guān)系曲線是以沉降量s為縱軸，時(shí)間t為橫軸，根據(jù)每次觀測(cè)日期和相應(yīng)的沉降量按比例畫出各點(diǎn)位置，然后將各點(diǎn)連接起來(lái)，并在曲線一端注明觀測(cè)點(diǎn)號(hào)碼，構(gòu)成s-t曲線圖（圖14.4）。 同理，時(shí)間-荷載關(guān)系曲線是以荷載p為縱軸，時(shí)間t為橫軸，構(gòu)成p-t曲線圖（圖14.4）。 9/13/202212 143 建筑物的傾斜觀測(cè) 測(cè)定方法有兩類：一類是直接測(cè)定法；另一類是通過(guò)測(cè)定建筑物基礎(chǔ)的相對(duì)沉降確定其傾斜度。 如圖所示，將經(jīng)緯儀安置在離建筑物的距離大于其高度的1.5倍的固定測(cè)站上，瞄準(zhǔn)上部的觀測(cè)點(diǎn)M，用盤左和盤右分中投點(diǎn)法定出下面的觀測(cè)點(diǎn)N。 143l 一般建筑物的傾斜觀測(cè)9

9、/13/202213 用同樣方法，在與原觀測(cè)方向垂直的另一方向，定出上觀測(cè)點(diǎn)P與下觀測(cè)點(diǎn)Q。相隔一段時(shí)間后，在原固定測(cè)站上安置經(jīng)緯儀，分別瞄準(zhǔn)上觀測(cè)點(diǎn)M與P，仍用盤左和盤右分中投點(diǎn)法得N與Q，若N與N、Q與Q不重合，說(shuō)明建筑物發(fā)生了傾斜。用尺量出傾斜位移分量A、B，然后求得建筑物的總傾斜位移量，即： （14.1）建筑物的傾斜度i用下式表示： 式中：H 建筑物高度； 傾斜角。9/13/2022141432 塔式建筑物的傾斜觀測(cè)當(dāng)測(cè)定圓形構(gòu)筑物如煙囪、水塔等的傾斜度時(shí)，首先須求出頂部中心對(duì)底部中心的偏心距。如圖14.6(a)所示，在煙囪底部橫放一根水準(zhǔn)尺，然后在水準(zhǔn)尺的中垂線方向上安置經(jīng)緯儀。經(jīng)緯

10、儀距煙囪的距離約為煙囪高度的1.5倍。煙囪頂部中心O對(duì)底部中心O在y方向上的偏心距為：9/13/202215同法可測(cè)得在X方向上頂部中心O的偏心距為： 頂部中心對(duì)底部中心的總偏心距西和傾斜度i可分別用式（14.l）和式（14.2）的方法計(jì)算。9/13/2022161433 傾斜儀觀測(cè) 傾斜儀一般能連續(xù)讀數(shù)、自動(dòng)記錄和數(shù)字傳輸，又有較高的精度，故在傾斜觀測(cè)中應(yīng)用較多。常見(jiàn)的傾斜儀有水管式傾斜儀、水平擺傾斜儀、氣泡式傾斜儀和電子傾斜儀四種， 9/13/202217144 建筑物的裂縫與位移觀測(cè) 144l 建筑物的裂縫觀測(cè) 裂縫是在建筑物不均勻沉降情況下產(chǎn)生不容許應(yīng)力及變形的結(jié)果。當(dāng)建筑物中出現(xiàn)裂縫

11、，為了安全應(yīng)立即進(jìn)行裂縫觀測(cè)。 如圖所示，用兩塊大小不同的矩形薄白鐵板，分別釘在裂縫兩側(cè)，作為觀測(cè)標(biāo)志。固定時(shí)，使內(nèi)外兩塊白鐵板的邊緣相互平行。將兩鐵板的端線相互投到另一塊的表面上。用紅油漆畫成兩個(gè)“ ”標(biāo)記。9/13/202218 如裂縫繼續(xù)發(fā)展，則鐵板端線與三角形邊線逐漸離開(kāi)，定期分別量取兩組端線與邊線之間的距離，取其平均值，即為裂縫擴(kuò)大的寬度，連同觀測(cè)時(shí)間一并記人手簿內(nèi)。此外，還應(yīng)觀測(cè)裂縫的走向和長(zhǎng)度等項(xiàng)目。 對(duì)重要的裂縫，以及大面積的多條裂縫，應(yīng)在固定距離及高度設(shè)站，進(jìn)行近景攝影測(cè)量。通過(guò)對(duì)不同時(shí)期攝影照片的量測(cè)，可以確定裂縫變化的方向及尺寸。 9/13/202219 1442 位移觀

12、測(cè) 位移觀測(cè)是根據(jù)平面控制點(diǎn)測(cè)定建（構(gòu)）筑物的平面位置隨時(shí)間而移動(dòng)的大小和方向。 有時(shí)只要求測(cè)定建（構(gòu)）筑物在某特定方向上的位移量，例如大壩在水壓力方向上的位移量。觀測(cè)時(shí)，可在垂直于移動(dòng)方向上建立一條基線，在建（構(gòu)）筑物上埋設(shè)一些觀測(cè)標(biāo)志，定期測(cè)量各標(biāo)志偏離基準(zhǔn)線的距離，就可了解建（構(gòu)）筑物隨時(shí)間位移的情況。 9/13/202220圖14、11是用導(dǎo)線測(cè)量法查明工業(yè)廠房的位移情況。AJ為施工中平面控制點(diǎn)，M為在墻上設(shè)立的觀測(cè)標(biāo)志，用經(jīng)緯儀測(cè)量BAM = ，視線方向大致垂直于廠房位移的方向。若廠房有平面位移MM，則測(cè)得BAM= ，設(shè)= -，則位移量MM按下式計(jì)算： 9/13/202221145

13、竣工總平面圖的編繪 為了確切地反映工程竣工后的現(xiàn)狀，為工程驗(yàn)收和以后的管理、維修、擴(kuò)建、改建、事故處理提供依據(jù)，需要開(kāi)展竣工測(cè)量和編繪竣工總平面圖。 竣工總平面圖一般應(yīng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)，竣工建（構(gòu)）筑物的位置和周圍地形，主要地物點(diǎn)的解析數(shù)據(jù)，此外還應(yīng)附必要的驗(yàn)收數(shù)據(jù)、說(shuō)明、變更設(shè)計(jì)書及有關(guān)附圖等資料。竣工總平面圖的編繪包括竣工測(cè)量和資料編繪兩方面內(nèi)容。9/13/202222 145l 竣工測(cè)量 在每一個(gè)單項(xiàng)工程完成后，必須由施工單位進(jìn)行竣工測(cè)量，提出工程的竣工測(cè)量成果，作為編繪竣工總平面圖的依據(jù)。竣工測(cè)量的內(nèi)容包括： （1）工業(yè)廠房及一般建筑物：各房角坐標(biāo)、幾何尺寸，地坪及房角標(biāo)高，附注房屋結(jié)構(gòu)層

14、數(shù)、面積和竣工時(shí)間等。 （2）地下管線：測(cè)定檢修井、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、起終點(diǎn)的坐標(biāo)，井蓋、井底、溝槽和管頂?shù)鹊母叱蹋阶⒐艿兰皺z修井的編號(hào)、名稱、管徑、管材、間距、坡度和流向。 （3）架空管線：測(cè)定轉(zhuǎn)折點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、交叉點(diǎn)和支點(diǎn)的坐標(biāo)，支架間距、基礎(chǔ)標(biāo)高等。 9/13/202223（4）特種構(gòu)筑物：測(cè)定沉淀池、煙囪、煤氣罐等及其附屬構(gòu)筑物的外形和四角坐標(biāo)，圓形構(gòu)筑物的中心坐標(biāo)，基礎(chǔ)面標(biāo)高，煙囪高度和沉淀池深度等。 （5）交通線路：測(cè)定線路起終點(diǎn)、交叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)，曲線元素，路面、人行道、綠化帶界線等。 （6）室外場(chǎng)地：測(cè)定圍墻拐角點(diǎn)坐標(biāo)，綠化地邊界等。 竣工測(cè)量與地形圖測(cè)量的方法相似，不同之處主要是竣工測(cè)

15、量要測(cè)定許多細(xì)部點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，因此圖根點(diǎn)的布設(shè)密度要大一些，細(xì)部點(diǎn)的測(cè)量精度要精確至厘米。 9/13/2022241452 竣工總平面圖的編繪 編繪竣工總平面圖時(shí)需掌握的資料有設(shè)計(jì)總平面圖、系統(tǒng)工程平面圖、縱橫斷面圖及變更設(shè)計(jì)的資料，施工放樣資料，施工檢查測(cè)量及竣工測(cè)量資料。編繪時(shí)，先在圖紙上繪制坐標(biāo)格網(wǎng)，再將設(shè)計(jì)總平面圖上的圖面內(nèi)容，按其設(shè)計(jì)坐標(biāo)用鉛筆展繪在圖紙上，以此作為底圖，并用紅色數(shù)字在圖上表示出設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。每項(xiàng)工程竣工后，根據(jù)竣工測(cè)量成果用黑色繪出該工程的實(shí)際形狀，并將其坐標(biāo)和高程注在圖上。黑色與紅色之差，即為施工與設(shè)計(jì)之差。隨著施工的進(jìn)展，逐步在底圖上將鉛筆線都繪成黑色線。經(jīng)過(guò)整飾和清繪，即成為完整的竣工總平面圖。 9/13/202225 廠區(qū)地上和地下所有建筑物、構(gòu)筑物如果都繪在一張竣工總平面圖上，線條過(guò)于密集而不便于使用時(shí)，可以采用分類編圖，如綜合竣工總平面圖、交通運(yùn)輸竣工總平面圖、管線竣工總平面圖等。比例尺一般采用1：1