建筑物監(jiān)測課程

第15章建(構(gòu))筑物變形觀測與動態(tài)(dòngtài)位移監(jiān)測建筑物隨時間的推移發(fā)生沉降、位移、撓曲、傾斜及裂縫等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為變形。

變形的原因:建筑物在工程建設(shè)和使用過程中，由于基礎(chǔ)的地質(zhì)構(gòu)造不均勻，土壤的物理性質(zhì)不同，土基的塑性變形，地下水位的變化，大氣溫度的變化，建筑物荷身的荷重及動荷載(如風(fēng)力、震動(zhèndòng)等)的作用等．變形按時間長短分為：長周期變形(建筑物自重引起的沉降和變形)、短周期變形(溫度變化所引起的變形)和瞬時變形(風(fēng)振引屈的變形)。變形按其類型可分為：靜態(tài)變形和動態(tài)變形。精品資料15.1變形(biànxíng)觀測概述建筑物變形監(jiān)測的主要目的包括以下幾個方面：

①、分析估計建筑物的安全程度(chéngdù)，以便及時采取措施，設(shè)法保證建筑物的安全運(yùn)行.②、利用長期的觀測資料驗證設(shè)計參數(shù).③、反饋工程的施工質(zhì)量.④、研究建筑物變形的基本規(guī)律精品資料變形觀測方法第一類：常規(guī)大地測量方法，包括幾何水準(zhǔn)測量測量、三角(sānjiǎo)高程測量、三角(sānjiǎo)(邊)測量、導(dǎo)線測量、交會法等。第二類：攝影測量方法，包括近景攝影測量。

精品資料第三類：專門測量方法．或稱物理儀器法．包括各種準(zhǔn)直測量(激光準(zhǔn)直系統(tǒng)具有代表性)、傾斜儀觀測、流體靜力水淮測量系紋及應(yīng)變計測量等第四類：空間測量技術(shù)．包括甚長基線干涉測量、衛(wèi)星激光測距、全球定位系統(tǒng)(GPS)等。空間測量技術(shù)先進(jìn)，可以提供大量(dàliàng)的變形信息，是研究地殼形變及地友下沉等全球性變形的主要手段。第五類：自動化觀測的方法。坐標(biāo)儀、液態(tài)儀等。精品資料建筑物變形觀測的實質(zhì)是：定期地對建筑物的有關(guān)幾何量進(jìn)行測量，并從中整理、分析出變形規(guī)律。其基本原理是：在建筑物上選擇一定數(shù)量的有代表性的點，通過對這些(zhèxiē)點的重復(fù)觀測來求出幾何量的變化。變形觀測的測量點可分為：基難點、工作點和觀測點三類。精品資料變形(biànxíng)監(jiān)測點的分類:(1)基準(zhǔn)點基準(zhǔn)點為變形觀測系統(tǒng)的基本(jīběn)控制點，是測定工作點和變形點的依據(jù)。基準(zhǔn)點通常埋設(shè)在穩(wěn)固的基巖上或變形區(qū)域以外，盡可能長期保存，穩(wěn)定不動。每個工程一般應(yīng)建立3個基準(zhǔn)點.(水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)點標(biāo)志)精品資料垂直(chuízhí)位移監(jiān)測基準(zhǔn)點標(biāo)志精品資料2、工作點工作點又稱工作基點，它是基準(zhǔn)點與變形觀測點之間起聯(lián)系作用的點。工作埋設(shè)在被研究對象(duìxiàng)附近，要求在觀測期間保持點位穩(wěn)定。3、觀測點變形觀測點是直接埋設(shè)在變形體上的能反映建筑物變形特征的測量點，又稱觀測點，一般地設(shè)在建筑物內(nèi)部。并根據(jù)測定它們的變化來判斷這些建筑物的沉陷與位移。精品資料觀測點的埋設(shè)(máishè)：精品資料觀測點的安放(ānfàng)位置精品資料建筑物監(jiān)測內(nèi)容：1、工業(yè)及民用建筑物對于工業(yè)與民用建筑物。主要進(jìn)行沉陷、傾斜和裂縫的觀測，即靜態(tài)變形觀測；對于高層建筑物。還耍進(jìn)行震動觀測，即動態(tài)變形觀測；對于大量抽取地下水及進(jìn)行地下采礦的地區(qū)。則應(yīng)進(jìn)行地表沉降觀測。

主要監(jiān)測項目如下：（1）基礎(chǔ)(jīchǔ)沉降：單點沉降量、平均沉降量、相對沉降量、傾斜、彎曲、沉降速率。（2）水平位移：單點水平位移、位移速率、撓度。（2）滑坡監(jiān)測。（3）裂縫監(jiān)測。（4）內(nèi)部監(jiān)測：應(yīng)力／應(yīng)變監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地下水位監(jiān)測。精品資料2、水工建筑物對于大型(dàxíng)水工建筑物，例如混凝土壩，由于水的側(cè)壓力、外界溫度變化、壩體自重等因素的影響，壩體將產(chǎn)生沉降、水平位移、傾斜、撓曲等變化，因而需要進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的變形觀測。對于某些重要建筑物，除了進(jìn)行必要的變形監(jiān)測外，還需要對其內(nèi)部的應(yīng)變、應(yīng)力、溫度、摻壓等項目進(jìn)行觀測，以便綜合了解建筑物的工作性態(tài)。

精品資料主要監(jiān)測項目如下：（1）現(xiàn)場巡視（2）外部監(jiān)測：沉降、水平位移、傾斜、撓度、裂縫、滑坡等。（3）內(nèi)部監(jiān)測：溫度、應(yīng)力／應(yīng)變、滲壓、滲流(shènliú)量、水力學(xué)觀測、水文觀測、泥沙。（4）環(huán)境監(jiān)測：水位、氣溫、降雨量、風(fēng)、地震、地下滲流(shènliú)場。精品資料3、大型橋梁工程（1）橋梁墩臺變形觀測(guāncè)橋梁墩臺的變形觀測(guāncè)主要包括兩方面：各墩臺的垂直位移觀測(guāncè)：主要包括墩臺特征位置的垂直位移和沿橋軸線方向(或垂直于橋軸線方向)的傾斜觀測(guāncè)；各墩臺的水平位移觀測(guāncè)：其中各墩臺在上、下游的水平位移觀測(guāncè)稱為橫向位移觀測(guāncè)，各墩臺沿橋軸線方向的水平位移觀測(guāncè)稱為縱向位移觀測(guāncè)。兩者中，以橫向位移觀測(guāncè)更為重要。

精品資料（2）塔柱變形觀測塔柱變形觀測主要包括：塔柱頂部水平位移監(jiān)測、塔柱整體傾斜觀測、塔柱周日變形觀測、塔柱體撓度觀測、塔柱體伸縮量觀測。（3）橋面撓度觀測橋面撓度是指橋面沿軸線的垂直位移情況。橋面在外界荷載的作用下將發(fā)生變形，使橋梁的實際線形(xiànxínɡ)與設(shè)計線形(xiànxínɡ)產(chǎn)生差異，從而影響橋梁的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)。精品資料（4）橋面水平位移觀測橋面水平位移主要是指垂直于橋軸線方向的水平位移。橋梁水平位移主要由基礎(chǔ)的位移、傾斜以及外界荷載(風(fēng)．日照、車輛等)等引起，對于大路徑的斜拉橋和懸索橋，風(fēng)荷載可使橋面產(chǎn)生大幅度的擺動，這對橋梁的安全(ānquán)運(yùn)營十分不利。精品資料橋梁工程的主要監(jiān)測項目(xiàngmù)如下：（1）塔柱變形：基礎(chǔ)沉降、傾斜、周日變形、壓縮、膨脹。（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)力／應(yīng)變監(jiān)測。（3）結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測。（4）橋面線形監(jiān)測。（5）結(jié)構(gòu)震動監(jiān)測。（6）索力監(jiān)測。（7）環(huán)境監(jiān)測(風(fēng)、氣溫、地震、車流量、流速等）。（8）河床變化監(jiān)測。精品資料變形監(jiān)測的精度,不同(bùtónɡ)目的的變形監(jiān)測精度要求不同(bùtónɡ)精品資料5、變形觀測的周期變形觀測的時間間隔稱為(chēnɡwéi)觀測周期，即在一定的時間內(nèi)完成一個周期的測量工作。觀測周期與工程的大小、測點所在位置的重要性、觀測目的以及觀測一次所需時間的長短有關(guān)。確定變形觀測的周期原則:應(yīng)以能系統(tǒng)反映所測變形的變化過程且不遺漏其變化時刻為原則。

精品資料一般可按荷載的變化或變形的速度(sùdù)來確定。在工程建筑物建成初期，變形速度(sùdù)較快，觀測周期應(yīng)多一些，隨著建筑物趨向穩(wěn)定，可以減少觀測次數(shù)，但仍應(yīng)堅持長期觀測，以便能發(fā)現(xiàn)異常變化。對于周期件的變形，在一個變形周期內(nèi)至少應(yīng)觀測兩次。（以大壩為例的觀測周期如下，其它工程以規(guī)范為準(zhǔn)）精品資料15.2變形監(jiān)測系統(tǒng)(xìtǒng)設(shè)計一、變形監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的原則與內(nèi)容(nèiróng)1設(shè)計原則1）針對性；2）完整性；3）先進(jìn)性；4）可靠性；5）經(jīng)濟(jì)性2、設(shè)計的主要內(nèi)容(nèiróng)精品資料15.3水平位移(wèiyí)監(jiān)測1.建筑物的水平位移是指:建筑物的整體平面(píngmiàn)移動，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的影響。測定平面(píngmiàn)位置隨時間變化的移動量，以監(jiān)視建筑物的安全或采取加固措施。***其表現(xiàn)形式為在不同時期平面(píngmiàn)坐標(biāo)或距離的變化。建筑物水平位移觀測是測定建筑物在平面(píngmiàn)位置上隨時間變化的移動量***

精品資料水平位移觀測的方法常規(guī)的有:地面控制測量方法，如導(dǎo)線測量、前方交會法等；也有各專用方法，如基準(zhǔn)線法，正、倒垂線法等。對于各種不同的方法，其測點與工作基點及其標(biāo)志布設(shè)都有專門的要求。通常(tōngcháng)以測量規(guī)范為準(zhǔn).精品資料精品資料測角前方(qiánfāng)交會在變形點上不便于架設(shè)儀器時，多采用(cǎiyòng)這種方法。如圖15—4所示，A、B為平面基準(zhǔn)點，p為變形點，由于A、B的坐標(biāo)為已知，在觀測了水平角α、β后，即可依下式求算p點的坐標(biāo)?！獪y角中誤差；D——兩已知點間的距離；——206265″。采用(cǎiyòng)這種方法時，交會角宜在60°至120°之間，以保證交會精度。精品資料后方(hòufāng)交會如果變形點上可以架設(shè)儀器，且與三個平面基準(zhǔn)點通視時，可采用這種方法。如圖15－5所示，A、B、C為平面基準(zhǔn)點，p為變形點，當(dāng)觀測了水平角α、β后，即可依公式15—3計算(jìsuàn)p點坐標(biāo)。采用這種方法時，需注意p點不能與A、B、C在同一圓周上，否則無定解。精品資料極坐標(biāo)法在光電測距儀出現(xiàn)以后，這種方法用得比較廣泛，只要在變形(biànxíng)點上可以安置反光鏡，且與基準(zhǔn)點通視即可。如圖15—6所示，A、B為基準(zhǔn)點，其坐標(biāo)已知，p為變形(biànxíng)點，當(dāng)測出α及d以后，即可據(jù)以求出p點的坐標(biāo)，由于計算方法簡單，不再進(jìn)行說明。點位中誤差(wùchā)的估算公式為：精品資料導(dǎo)線(dǎoxiàn)法當(dāng)相鄰的變形點間可以(kěyǐ)通視，且在變形點上可以(kěyǐ)安置儀器進(jìn)行測角、測距時，可采用這種方法。通過各次觀測所得的坐標(biāo)值進(jìn)行比較，便可得出點位位移的大小和方向。這種方法多用于非直線型建筑物的水平位移觀測，如對弧形拱壩和曲線橋的水平位移觀測。精品資料4．引張線法引張線法是利用一根在兩端(liǎnɡduān)拉緊的鋼絲(或高強(qiáng)度的尼龍絲)所建立的基準(zhǔn)面來測定偏移值的方法。由于鋼絲被固定在兩端(liǎnɡduān)的工作基點上，觀測點在不同時間相對于鋼絲的偏移值之差即是該觀測點在垂直于軸線方向上的水平位移量。精品資料15.4垂直位移(wèiyí)監(jiān)測建筑物的沉降是指:建筑物及其基礎(chǔ)在垂直方向上的變形(也稱垂直位移)。***沉降觀測就是(jiùshì)測定建筑物上所設(shè)觀測點(沉降點)與基準(zhǔn)點(水準(zhǔn)點)之間隨時間變化的高差變化量。***通常采用

精品資料進(jìn)行垂直位移觀測時，首先校測工作基點的高程，然后(ránhòu)再由工作基點測定各位移標(biāo)點的高程。將首次測得的位移標(biāo)點高程與本次測得的高程相比較，其差值即為兩次觀測時間間隔內(nèi)位移標(biāo)點的垂直位移量。按規(guī)定垂直位移向下為正，向上為負(fù)。精品資料觀測(guāncè)計算:精品資料垂直位移常用的觀測方法有：(1)幾何水準(zhǔn)(shuǐzhǔn)測量法。利用水準(zhǔn)(shuǐzhǔn)儀和水準(zhǔn)(shuǐzhǔn)尺從水準(zhǔn)(shuǐzhǔn)基點開始測量各點位高程的方法，通過各點位高程變化求得其垂直位移。(2)三角高程測量法。利用三角高程測量原理測定監(jiān)測點的高程，從而判定該點的變形情況，該法適用于高差較大的場合。(3)液體靜力水準(zhǔn)(shuǐzhǔn)法。利用連通管原理測量各點位容器內(nèi)液面高差以測定各點垂直位移的觀測方法，適用于混凝土大壩基礎(chǔ)廊道和土石壩表面垂直位移觀測。(4)GPS觀測法。利用GPS可以測量出各監(jiān)測點的三維坐標(biāo)，從而也可測量監(jiān)測點的垂直位移。精品資料1、幾何(jǐhé)水準(zhǔn)測量法

精品資料水準(zhǔn)測量作業(yè)應(yīng)按照國家規(guī)范的具體要求嚴(yán)格執(zhí)行。儀器校驗；應(yīng)按照規(guī)范要求的觀測程序和限差要求進(jìn)行觀測和檢驗。

在水難測量作業(yè)過程中，還應(yīng)注意以下幾個問題：（1）三等以上水準(zhǔn)測量應(yīng)往返觀測，其觀測順序為：往測；奇數(shù)站，后一前一前一后；偶數(shù)站，前一后一后—前。返測：奇數(shù)站，前一后一后一前；偶數(shù)站，后一前一前一后。（2）三等水準(zhǔn)若為附合線路可以采用單程測量，支線必須進(jìn)行往返觀測。（3）自動安平水準(zhǔn)儀作業(yè)時，水準(zhǔn)器應(yīng)嚴(yán)格校正，并經(jīng)常檢查其性能。（4）由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準(zhǔn)尺必須位置(wèizhi)互換并重新整平儀器。（5）每測段的往返測的測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)。（6）應(yīng)選氣象條件良好的狀態(tài)下進(jìn)行水準(zhǔn)測量。

精品資料水準(zhǔn)測量精度(jīnɡdù)精品資料2、三角(sānjiǎo)高程測量精品資料15.5撓度與裂縫(lièfèng)觀測1、撓度觀測撓度觀測是：測定建