第4章 垂直位移觀測

第四章垂直位移觀測

西南石油大學(xué)建筑工程學(xué)院測繪教研室戴小軍

1多媒體課件

1.

垂直位移：工程建筑物、水壩等變形體及其基礎(chǔ)在垂直方向的變形，又稱為沉陷或沉降。

2.為什么垂直位移觀測是變形觀測中一個重點(diǎn)內(nèi)容？建筑物或基礎(chǔ)各部位垂直位移不均勻時，則會發(fā)生傾斜或扭曲，垂直位移會造成地面塌陷，給建筑物的使用安全帶來不利影響，特別是嚴(yán)重的不均勻垂直位移則會給建筑物帶來毀滅性的結(jié)果。3.垂直位移觀測的觀測周期？從項(xiàng)目施工、驗(yàn)收、運(yùn)營都必須進(jìn)行垂直位移觀測。

2多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.1.1基點(diǎn)布設(shè)與檢測1.基點(diǎn)埋設(shè)（1）工業(yè)場地一般采用深埋法進(jìn)行基點(diǎn)布設(shè)（2）水利工程可采用遠(yuǎn)設(shè)與工作基點(diǎn)相結(jié)合的方法2.基點(diǎn)檢測

為了檢測基點(diǎn)的穩(wěn)定性，可將其成組埋設(shè)，通常每三個點(diǎn)一組，形成一個每邊長約100m的等邊三角形。3多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.1.2基點(diǎn)標(biāo)志和埋設(shè)地表巖石表基點(diǎn)盡可能埋在基巖上，但不能把孤石當(dāng)成基巖，否則孤石有所松動，水準(zhǔn)頭的標(biāo)高也會變化。

2.工業(yè)場地沉陷基點(diǎn)標(biāo)：用129mm的鉆頭鉆孔后注入混凝土筑成。4多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.1.2基點(diǎn)標(biāo)志和埋設(shè)

沉降觀測埋設(shè)的淺式基點(diǎn)3.土地基上的基點(diǎn)：由柱石和底盤連成，頂面安裝水準(zhǔn)標(biāo)志，在次標(biāo)志北面安裝一副標(biāo)。5多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.基巖水準(zhǔn)標(biāo)：首先清理風(fēng)化層，然后開一適當(dāng)深度巖坑，在內(nèi)開鑿高差為0.1米的巖孔，灌注混凝土，埋入標(biāo)志。（1）具有完整基巖露頭（2）巖石露頭在地面下1.5米內(nèi)6多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志5.深埋鋼管標(biāo)：當(dāng)?shù)孛娓采w層較厚，基巖埋藏更深，采用上述基點(diǎn)形式不穩(wěn)定的時候，可采用鉆孔埋管建立深埋鋼管標(biāo)。類型一：底部有基巖7多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志類型二：底部無基巖且只能到達(dá)軟泥層8多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志5.雙金屬標(biāo)：

在全年溫度變化幅度交大的地方，當(dāng)巖石上部土層較深時，為避免溫度變化對標(biāo)志高程的影響，采用雙坐標(biāo)法。9多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志平峒標(biāo)：為避免標(biāo)志受溫度變化的影響，可采用平峒石標(biāo)。10多媒體課件4.1.3測點(diǎn)標(biāo)志與埋設(shè)測點(diǎn)埋設(shè)的原則：布設(shè)在最有代表性的地點(diǎn)，即要埋設(shè)在真正能反映變形體發(fā)生垂直變形的位置。一、工業(yè)與民用建筑物觀測標(biāo)志1.設(shè)備基礎(chǔ)上的標(biāo)志：各種基礎(chǔ)觀測點(diǎn)標(biāo)志多用鉚釘或鋼筋制作§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志11多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志2.柱基礎(chǔ)上的標(biāo)志：一般是將為彎鉤形的觀測標(biāo)志平向插入，或用角鋼等成60度插入柱基內(nèi)，再用1：2水泥砂漿填充即可。鋼柱上的觀測標(biāo)志，大多用鉚釘或鋼筋焊接在鋼柱上。12多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志3.掩蔽式標(biāo)志：（1）檢查井式（2）設(shè)備基礎(chǔ)上的掩蔽式標(biāo)志（3）螺旋式13多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志二.大壩觀測點(diǎn)標(biāo)志

按位置可以分為：壩面測點(diǎn)、廊道測點(diǎn)、基礎(chǔ)測點(diǎn)及其他工程測點(diǎn)。形式如下：綜合標(biāo)：2.混凝土嵌心標(biāo)14多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志3.墻上標(biāo)4.鋼管標(biāo)15多媒體課件礦區(qū)內(nèi)地表沉陷觀測點(diǎn)§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志三.礦區(qū)觀測點(diǎn)標(biāo)志16多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志四.垂直位移觀測點(diǎn)位置的選擇注意事項(xiàng)1.基點(diǎn)（1）當(dāng)新建建筑物附近有修建年代比較長，基礎(chǔ)穩(wěn)定的建筑物時，則可在該建筑物上設(shè)置基點(diǎn)（2）基點(diǎn)一般設(shè)置在建筑物范圍外約20－25米處，并避開日后可能要修建管線的地區(qū)，對于產(chǎn)生振動的建筑物，基點(diǎn)埋設(shè)距建筑要遠(yuǎn)點(diǎn)，大型建筑物中，基點(diǎn)要統(tǒng)一布設(shè)在建筑周圍，以便水準(zhǔn)聯(lián)測。（3）大壩基點(diǎn)一般設(shè)置在壩體的下游，避開巖石斷裂帶和地下水的影響，最好選擇在基巖上，或埋于深層原狀土內(nèi)。17多媒體課件§4.1觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志2.觀測點(diǎn)（1）室內(nèi)觀測點(diǎn)一般選擇在地坪＋0.5米處較為適宜,測點(diǎn)以上的凈高不低于3.2米，同時避開柱間橫隔墻，和墻外排水管。（2）若灌注基礎(chǔ)時，根據(jù)本身荷載情況，應(yīng)選擇埋設(shè)臨時的墊層觀測點(diǎn)，待永久觀測點(diǎn)埋設(shè)完畢及沉降穩(wěn)定時，立即把高程引到永久觀測點(diǎn)上。（3）若觀測點(diǎn)遭到破壞，必須立即補(bǔ)埋。

18多媒體課件垂直位移包括地面垂直位移和建筑物垂直位移。地面垂直位移:地面沉降或上升，其原因除了地殼本身的運(yùn)動外，主要是人為造成的。建筑物垂直位移：測定建筑物基礎(chǔ)和其本身在垂直方向上的位移。測定地面、建筑物垂直位移時設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)位的要求：1.基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在遠(yuǎn)離（平向或縱向）變形區(qū)的穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置，可在穩(wěn)定基巖或非常穩(wěn)固的建（構(gòu)）筑物上設(shè)立，也可深埋至基巖；其構(gòu)造與埋設(shè)必須保證穩(wěn)定不變和長久保存等。2.觀測點(diǎn)必須設(shè)立在最具有代表性的地點(diǎn)，并要注意點(diǎn)的密度；對于建（構(gòu)）筑物必須設(shè)立在其基礎(chǔ)上，并便于觀測和保存。19多媒體課件§4.2沉陷觀測4.2.1基本方法方法中小型建筑物沉陷觀測：普通水準(zhǔn)測量大型廠房、高大建筑物：精密水準(zhǔn)測量2.注意事項(xiàng)：（1）水準(zhǔn)路線盡量閉合（2）三固定原則（3）在固定線路上的固定測站、轉(zhuǎn)點(diǎn)位置設(shè)置臨時標(biāo)志和尺樁，以加快觀測速度（4）施工階段的沉陷觀測，應(yīng)利用建筑物平面圖分段記錄觀測時的施工進(jìn)度，以便繪制沉陷量和荷載的關(guān)系曲線圖。20多媒體課件3.概念沉陷回彈觀測：定期測量觀測點(diǎn)的相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，并將不同時期測得的高程比較，得出沉陷與回彈情況。沉陷觀測常采用水準(zhǔn)測量的方法。（1）對于工業(yè)與民用建筑物：§4.2沉陷觀測21多媒體課件§4.2沉陷觀測變形觀測多數(shù)是基礎(chǔ)沉陷觀測，對于建造在深度8~10m以上的基坑中的基礎(chǔ)則要觀測基坑回彈。水準(zhǔn)線路（從一水準(zhǔn)點(diǎn)到另一水準(zhǔn)點(diǎn)）應(yīng)形成閉合線路。水準(zhǔn)測量時視線短，不大于25m.22多媒體課件一、基準(zhǔn)點(diǎn)觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)間所布設(shè)的水準(zhǔn)環(huán)線，一般每公里水準(zhǔn)測量中數(shù)的中誤差不大于0.5mm二、觀測點(diǎn)觀測混泥土觀測點(diǎn)的沉陷是根據(jù)兩岸的工作基點(diǎn)測定。其觀測的中誤差不超過±1mm.為了測定觀測點(diǎn)的沉陷量，應(yīng)在沉陷范圍外50~100m處布設(shè)控制點(diǎn)，一般觀測段的每端應(yīng)布設(shè)兩個控制點(diǎn)，間距50m?！?.2沉陷觀測23多媒體課件§4.2沉陷觀測二、大壩沉陷觀測（1）測量標(biāo)準(zhǔn)：基點(diǎn)觀測按照一等水準(zhǔn)的要求實(shí)施，測點(diǎn)觀測一般是二等水準(zhǔn)測量的要求。（2）因?yàn)榇髩嗡疁?zhǔn)測量很多測段都是在廊道內(nèi)進(jìn)行，從而增加了測量的難度，因?yàn)槔鹊栏叨鹊停鹊赖酌娉孰A梯狀，坡度大，彎道多，視線很短，增加了測站數(shù)。補(bǔ)充要求如下：儀器至標(biāo)尺的距離，最長不超過40米，每站的前后視距不大于0.3米，前后視距差累計(jì)不大于1米；24多媒體課件§4.2沉陷觀測每次觀測進(jìn)出廊道前后，儀器、標(biāo)尺均需涼置半小時后才能進(jìn)行觀測；在廊道內(nèi)觀測采用手電照明。（3）注意事項(xiàng)A初期觀測的次數(shù)較多，運(yùn)營后較少，遇到暴雨，洪峰等特殊情況，需增加觀測次數(shù)B觀測的水準(zhǔn)路線鋪設(shè)成兩個工作基點(diǎn)之間的附合導(dǎo)線形式，每次觀測值均需加入標(biāo)尺改正值。C每次觀測不可以以工作基點(diǎn)做為起始高程，必須從基點(diǎn)開始，但將工作基點(diǎn)的年下沉值做為常數(shù)。25多媒體課件測定建筑傾斜觀測的方法：直接測定建筑物的傾斜通過測量建筑物基礎(chǔ)相對沉陷的方法確定建筑物的傾斜。一、直接測定建筑物的傾斜的方法：懸吊錘球，根據(jù)偏差直接確定建筑物的傾斜經(jīng)緯儀投影、測水平角或光學(xué)垂準(zhǔn)等。如圖11-1根據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)，A點(diǎn)于B點(diǎn)位于同一數(shù)值線上,但發(fā)生傾斜時，則A對點(diǎn)B移動某一數(shù)值，則該建筑