建筑工程測量第十三章-建筑物的變形觀測

為保證建筑物在施工、使用和運行中的安全，以及為建筑物的設(shè)計、施工、管理及科學研究提供可靠的資料，在建筑物施工和運行期間，需要對建筑物的穩(wěn)定性進行觀測，這種觀測稱為建筑物的變形觀測。建筑物的變形觀測建筑物變形觀測的主要內(nèi)容有：建筑物沉降觀測建筑物傾斜觀測建筑物裂縫觀測建筑物位移觀測一、建筑物的沉降觀測建筑物沉降觀測是用水準測量的方法，周期性地觀測建筑物上的沉降觀測點和水準基點之間的高差變化值。主要工作有：1．水準基點的布設(shè)2．沉降觀測點的布設(shè)3．沉降觀測4．沉降觀測的成果整理1．水準基點的布設(shè)水準基點是沉降觀測的基準，因此水準基點的布設(shè)應滿足以下要求：（1）要有足夠的穩(wěn)定性水準基點必須設(shè)置在沉降影響范圍以外，冰凍地區(qū)水準基點應埋設(shè)在冰凍線以下0.5m。（2）要具備檢核條件為了保證水準基點高程的正確性，水準基點最少應布設(shè)三個，以便相互檢核。（3）要滿足一定的觀測精度水準基點和觀測點之間的距離應適中，相距太遠會影響觀測精度，一般應在100m范圍內(nèi)。2．沉降觀測點的布設(shè)進行沉降觀測的建筑物，應埋設(shè)沉降觀測點，沉降觀測點的布設(shè)應滿足以下要求：（1）沉降觀測點的位置沉降觀測點應布設(shè)在能全面反映建筑物沉降情況的部位，如建筑物四角，沉降縫兩側(cè)，荷載有變化的部位，大型設(shè)備基礎(chǔ)，柱子基礎(chǔ)和地質(zhì)條件變化處。（2）沉降觀測點的數(shù)量一般沉降觀測點是均勻布置的，它們之間的距離一般為10～20m。3．沉降觀測（1）觀測周期（2）觀測方法（3）精度要求（4）工作要求（1）觀測周期

1）當埋設(shè)的沉降觀測點穩(wěn)固后，在建筑物主體開工前，進行第一次觀測。

2）在建（構(gòu)）筑物主體施工過程中，一般每蓋1～2層觀測一次。如中途停工時間較長，應在停工時和復工時進行觀測。

3）當發(fā)生大量沉降或嚴重裂縫時，應立即或幾天一次連續(xù)觀測。

4）建筑物封頂或竣工后，一般每月觀測一次，如果沉降速度減緩，可改為2～3個月觀測一次，直至沉降穩(wěn)定為止。（2）觀測方法觀測時先后視水準基點，接著依次前視各沉降觀測點，最后再次后視該水準基點，兩次后視讀數(shù)之差不應超過±1mm。沉降觀測的水準路線（從一個水準基點到另一個水準基點）應為閉合水準路線。

2）高層建筑物的沉降觀測，則應采用DS1精密水準儀，用二等水準測量的方法進行，其水準路線的閉合差不應超過:

1）多層建筑物的沉降觀測，可采用DS3水準儀，用普通水準測量的方法進行，其水準路線的閉合差不應超過（n測站數(shù)）。（3）精度要求沉降觀測的精度應根據(jù)建筑物的性質(zhì)而定。mm0.2n±m(xù)m0.1n±（4）工作要求沉降觀測是一項長期、連續(xù)的工作，為了保證觀測成果的正確性，應盡可能做到四定：1）固定觀測人員2）使用固定的水準儀和水準尺3）使用固定的水準基點4）按固定的實測路線和測站進行4．沉降觀測測的成果整整理（1）整理原始始記錄（2）計算沉降降量（3）繪繪制制沉沉降降曲曲線線（1）整整理理原原始始記記錄錄每次次觀觀測測結(jié)結(jié)束束后后，，應應檢檢查查記記錄錄的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)和和計計算算是是否否正正確確，，精精度度是是否否合合格格，，然然后后，，調(diào)調(diào)整整高高差差閉閉合合差差，，推推算算出出各各沉沉降降觀觀測測點點的的高高程程，，并并填填入入““沉沉降降觀觀測測表表””中中。。（2）計計算算沉沉降降量量1）計計算算各各沉沉降降觀觀測測點點的的本本次次沉沉降降量量：：本次次沉沉降降量量=本次次觀觀測測所所得得的的高高程程－－上上次次觀觀測測所所得得的的高高程程2）計計算算累累積積沉沉降降量量：：累積積沉沉降降量量=本次次沉沉降降量量+上次次累累積積沉沉降降量量將計計算算出出的的沉沉降降觀觀測測點點本本次次沉沉降降量量、、累累積積沉沉降降量量和和觀觀測測日日期期、、荷荷載載情情況況等等記記入入““沉沉降降觀觀測測表表””中中。。（3）繪繪制制沉沉降降曲曲線線沉降降曲曲線線分分為為兩兩部部分分，，即即時時間間與與沉沉降降量量關(guān)關(guān)系系曲曲線線和和時時間間與與荷荷載載關(guān)關(guān)系系曲曲線線。。2001200220033579113579110408010012010203040F/(t/m2)s/mmt時間（年、月）圖11-36沉降曲線圖121）繪繪制制時時間間與與沉沉降降量量關(guān)關(guān)系系曲曲線線首先先，，以以沉沉降降量量s為縱縱軸軸，，以以時時間間t為橫橫軸軸，，組組成成直直角角坐坐標標系系。。然后后，，以以每每次次累累積積沉沉降降量量為為縱縱坐坐標標，，以以每每次次觀觀測測日日期期為為橫橫坐坐標標，，標標出出沉沉降降觀觀測測點點的的位位置置。。最后后，，用用曲曲線線將將標標出出的的各各點點連連接接起起來來，，并并在在曲曲線線的的一一端端注注明明沉沉降降觀觀測測點點號號碼碼，，這這樣樣就就繪繪制制出出了了時時間間與與沉沉降降量量關(guān)關(guān)系系曲曲線線。。2）繪繪制制時時間間與與荷荷載載關(guān)關(guān)系系曲曲線線首先先，，以以荷荷載載為為縱縱軸軸，，以以時時間間為為橫橫軸軸，，組組成成直直角角坐坐標標系系。。再根根據(jù)據(jù)每每次次觀觀測測時時間間和和相相應應的的荷荷載載標標出出各各點點，，將將各各點點連連接接起起來來，，即即可可繪繪制制出出時時間間與與荷荷載載關(guān)關(guān)系系曲曲線線。。二、、建建筑筑物物的的傾傾斜斜觀觀測測用測測量量儀儀器器來來測測定定建建筑筑物物的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)和和主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)傾傾斜斜變變化化的的工工作作，，稱稱為為傾傾斜斜觀觀測測。。1．一一般般建建筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜觀觀測測2．圓圓形形建建（（構(gòu)構(gòu)））筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜觀觀測測3．建建筑筑物物基基礎(chǔ)礎(chǔ)傾傾斜斜觀觀測測1．一一般般建建筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜觀觀測測建筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜觀觀測測，，應應測測定定建建筑筑物物頂頂部部觀觀測測點點相相對對于于底底部部觀觀測測點點的的偏偏移移值值，，再再根根據(jù)據(jù)建建筑筑物物的的高高度度，，計計算算建建筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜度度，，即即式中中i———建筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜度度；；?D———建筑筑物物頂頂部部觀觀測測點點相相對對于于底底部部觀觀測測點點的的偏偏移移值值（（m）；；H———建筑筑物物的的高高度度（（m）；；α———傾斜斜角角（（°）。。傾斜斜測測量量主主要要是是測測定定建建筑筑物物主主體體的的偏偏移移值值ΔD。偏偏移移值值ΔD的測測定定一一般般采采用用經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀投投影影法法。。HDiD==atanMNPQXYH?A?BN′Q′?A?B?圖11-37一般建筑物的傾斜觀測經(jīng)緯緯儀儀投投影影法法，，觀觀測測方方法法如如下下：：（1）將將經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀安安置置在在固固定定測測站站上上，，該該測測站站到到建建筑筑物物的的距距離離，，為為建建筑筑物物高高度度的的1.5倍以以上上。。瞄瞄準準建建筑筑物物X墻面面上上部部的的觀觀測測點點M，用用盤盤左左、、盤盤右右分分中中投投點點法法，，定定出出下下部部的的觀觀測測點點N。用用同同樣樣的的方方法法，，在在與與X墻面面垂垂直直的的Y墻面面上上定定出出上上觀觀測測點點P和下下觀觀測測點點Q。M、N和P、Q即為為所所設(shè)設(shè)觀觀測測標標志志。。（2）隔隔一一段段時時間間后后，，在在原原固固定定測測站站上上，，安安置置經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀，，分分別別瞄瞄準準上上觀觀測測點點M和P，用用盤盤左左、、盤盤右右分分中中投投點點法法，，得得到到N′和Q′。如果果，，N與N′、Q與Q′不重重合合，，說說明明建建筑筑物物發(fā)發(fā)生生了了傾傾斜斜。。（3）用用尺尺子子，，量量出出在在X、Y墻面面的的偏偏移移值值ΔA、ΔB，然然后后用用矢矢量量相相加加的的方方法法，，計計算算出出該該建建筑筑物物的的總總偏偏移移值值ΔD，即即：：根據(jù)據(jù)總總偏偏移移值值ΔD和建建筑筑物物的的高高度度H即可可計計算算出出其其傾傾斜斜度度i。22BADD+D=Dyy1y2y1′y2′x1′x2′x1x2xOO′?x?yABA′B′圖11-38圓形建（構(gòu)）筑物的傾斜觀測2．圓圓形形建建（（構(gòu)構(gòu)））筑筑物物主主體體的的傾傾斜斜觀觀測測對圓圓形形建建（（構(gòu)構(gòu)））筑筑物物的的傾傾斜斜觀觀測測，，是是在在互互相相垂垂直直的的兩兩個個方方向向上上，，測測定定其其頂頂部部中中心心對對底底部部中中心心的的偏偏移移值值。。（1）在在煙煙囪囪底底部部橫橫放放一一根根標標尺尺，，在在標標尺尺中中垂垂線線方方向向上上，，安安置置經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀，，經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀到到煙煙囪囪的的距距離離為為煙煙囪囪高高度度的的1.5倍。。（2）用用望望遠遠鏡鏡將將煙煙囪囪頂頂部部邊邊緣緣兩兩點點A、A′及底底部部邊邊緣緣兩兩點點B、B′分別別投投到到標標尺尺上上，，得得讀讀數(shù)數(shù)為為y1、y1′及y2、y2′。煙囪頂部中中心O對底部中心O′在y方向上的偏移移值Δy為：（3）用同樣的方方法，可測得得在x方向上，頂部部中心O的偏移值Δx為：222211yyyyy￠+-￠+=D222211xxxxx￠+-￠+=D（4）用矢量相加加的方法，計計算出頂部中中心O對底部中心O′的總偏移值ΔD，即根據(jù)總偏移值值ΔD和圓形建（構(gòu)構(gòu)）筑物的高高度H即可計算出其其傾斜度i。另外，亦可采采用激光鉛垂垂儀或懸吊錘錘球的方法，，直接測定建建（構(gòu)）筑物物的傾斜量。。22yxDD+D=D3．建筑物基礎(chǔ)礎(chǔ)傾斜觀測建筑物的基礎(chǔ)礎(chǔ)傾斜觀測一一般采用精密密水準測量的的方法，定期期測出基礎(chǔ)兩兩端點的沉降降量差值Δh，在根據(jù)兩點點間的距離L，即可計算出出基礎(chǔ)的傾斜斜度：?hLL?h?DH圖11-39基礎(chǔ)傾斜觀測圖11-40基礎(chǔ)傾斜觀測測定建筑物的偏移值對整體剛度較較好的建筑物物的傾斜觀測測，亦可采用用基礎(chǔ)沉降量量差值，推算算主體偏移值值。用精密水準測測量測定建筑筑物基礎(chǔ)兩端端點的沉降量量差值Δh，在根據(jù)建筑筑物的寬度L和高度H，推算出該建建筑物主體的的偏移值ΔD，即HLhDD=D