變形監(jiān)測課件之九工業(yè)與民用建筑物變形監(jiān)測

第9章工業(yè)與民用建筑物

變形監(jiān)測主要內(nèi)容概述建筑基礎(chǔ)沉降監(jiān)測建筑物傾斜監(jiān)測工程實(shí)例9.1概述土壤地基上的建筑物，在內(nèi)力與外力的作用下，無論是在水平方向還是垂直方向都會發(fā)生變形。在水平方向所產(chǎn)生的位移叫做建筑物的水平位移，向上的垂直位移叫做上升，而向下的垂直位移叫做建筑物的沉降。由于建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降而使建筑物垂直軸線偏離其設(shè)計(jì)位置時，叫做建筑物的傾斜。傾斜伴隨著建筑物上部的水平位移，并且隨著高度的增加，水平位移量增大。無論水平位移、傾斜還是沉降，當(dāng)變形值超過一定限度時，會影響建筑物本身的安全以及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。有目的地對施工和運(yùn)營期間的建筑物進(jìn)行定期的變形觀測非常重要。研究建筑物的位移具有非常重要的意義，因?yàn)樵谟?jì)算建筑物的地基時要考慮其極限變形。在計(jì)算過程中要確定傾斜的沉降和水平位移以及其它變形的大小，這些數(shù)值要與一些極值進(jìn)行比較，這些極限值是保證建筑物整體或局部的正常使用條件以及保證一定壽命的一些數(shù)字指標(biāo)。對于工業(yè)與民用建筑物，主要進(jìn)行沉降、傾斜和裂縫觀測，即靜態(tài)變形觀測；對于高層建筑物，還要進(jìn)行震動觀測，即動態(tài)觀測；對于大量地抽取地下水及進(jìn)行地下采礦的地區(qū)，則應(yīng)進(jìn)行地表沉降觀測。主要觀測項(xiàng)目基礎(chǔ)沉降。觀測單點(diǎn)沉降量、平均沉降量、相對沉降量、傾斜、彎曲、沉降速率等。水平位移。單點(diǎn)水平位移、位移速率、撓度等。滑坡監(jiān)測。對工程周圍可能產(chǎn)生滑坡的部位實(shí)行定期監(jiān)測。裂縫監(jiān)測。對建筑物上產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行寬度、深度、錯開等監(jiān)測。內(nèi)部監(jiān)測。對建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地下水位監(jiān)測。9.2建筑基礎(chǔ)沉降監(jiān)測

定義對建筑物基礎(chǔ)的沉降觀測，就是定期地測定建筑物基礎(chǔ)在垂直方向上的位移，故亦稱建筑物基礎(chǔ)垂直位移觀測。在施工初期，基礎(chǔ)開挖，地表荷重卸出，基底產(chǎn)生回彈現(xiàn)象；基礎(chǔ)完工后，隨著施工進(jìn)展，荷重不斷增加，基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉；竣工后，在運(yùn)營階段，往往持續(xù)若干年，沉降現(xiàn)象方能停止。沉降觀測應(yīng)從基礎(chǔ)施工開始，直至運(yùn)營后沉降穩(wěn)定為止。主要工作①沉降觀測方案研究與技術(shù)設(shè)計(jì)；②沉降觀測儀器檢驗(yàn)；③沉降觀測點(diǎn)位布設(shè)；④沉降觀測數(shù)據(jù)采集；⑤沉降觀測數(shù)據(jù)處理；⑥沉降量計(jì)算與分析；⑦沉降量報(bào)表；⑧沉降過程曲線繪制；⑨沉降觀測報(bào)告編寫。技術(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)工程項(xiàng)目的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、規(guī)模大小、質(zhì)量精度要求等，研究沉降觀測方案和規(guī)劃觀測作業(yè)、選擇測量儀器設(shè)備、組成測量隊(duì)伍。按《建筑物沉降觀測規(guī)范》規(guī)定，一般建筑物應(yīng)反應(yīng)1mm的沉降量，這就要求觀測精度要高于±1mm，一般按二等水準(zhǔn)測量技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。對于研究性的觀測，應(yīng)采用一等水準(zhǔn)測量技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)規(guī)范的要求，一般應(yīng)采用S1級精密水準(zhǔn)儀。對于非重要建筑或沉降量較大地區(qū)的沉降觀測、高速公路等，也可以采用三等水準(zhǔn)測量技術(shù)指標(biāo)實(shí)施觀測?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)是變形觀測的基礎(chǔ)，基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)是否合適直接關(guān)系到變形觀測能否成功。根據(jù)工程項(xiàng)目的不同，一般要求基準(zhǔn)點(diǎn)絕對穩(wěn)定，有時也可以要求基準(zhǔn)點(diǎn)相對穩(wěn)定。要達(dá)到基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定的要求，有兩種選擇：一是遠(yuǎn)離建筑物，二是深埋。基準(zhǔn)點(diǎn)可分為兩級，固定基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)。固定基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在距離需要觀測的建筑物一定的距離且穩(wěn)定，不受其它外力影響、便于保存的位置?；鶞?zhǔn)點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于3～4個，以便于基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)、恢復(fù)和穩(wěn)定性分析?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)志采用混凝土樁，或鋼管加筋樁。對于高層建筑物或大型建筑物，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)鉆孔至基巖。固定基準(zhǔn)點(diǎn)工作基準(zhǔn)點(diǎn)建筑物圖9-1沉降觀測點(diǎn)位布置圖(a)鋼管加筋基準(zhǔn)點(diǎn)(b)基巖上基準(zhǔn)點(diǎn)(c)路邊基準(zhǔn)點(diǎn)(d)路邊基準(zhǔn)點(diǎn)圖9-2沉降觀測基準(zhǔn)點(diǎn)(a)(b)(c)圖9-3鋼管加筋基準(zhǔn)點(diǎn)觀測點(diǎn)布設(shè)沉降觀測點(diǎn)布設(shè)位置由測量單位、設(shè)計(jì)單位、甲方監(jiān)理共同確定，由施工單位配合實(shí)施埋設(shè)。觀測點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在最能反映建筑物沉降的位置，如四角點(diǎn)、中點(diǎn)、較大轉(zhuǎn)角處、沉降縫、抗震縫，構(gòu)造柱，荷載或?qū)訑?shù)變化處，地基薄弱處等，還要考慮點(diǎn)位具有一定的密度，如每隔15～20m布設(shè)一點(diǎn)。標(biāo)志要與結(jié)構(gòu)體牢固結(jié)合，同時具有一定的深度。埋設(shè)標(biāo)志時應(yīng)結(jié)合施工圖紙，使其既便于立尺觀測，又便于保護(hù)，同時不會被后續(xù)施工所掩埋。圖9-4沉降觀測點(diǎn)標(biāo)志基準(zhǔn)網(wǎng)觀測待基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完成并砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，按沉降觀測設(shè)計(jì)方案對基準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)施首次測量。采用二等或一等水準(zhǔn)測量進(jìn)行觀測，視距長度要小于相應(yīng)等級，嚴(yán)格保證視距差在規(guī)定范圍內(nèi)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)間應(yīng)構(gòu)成閉合環(huán)，并具備一定數(shù)量的多余觀測值。各周期觀測隨著施工進(jìn)度的進(jìn)行，每隔一定的時間觀測一次沉降觀測點(diǎn)的沉降情況。從基礎(chǔ)開始初次觀測，每增加一層或設(shè)定層數(shù)觀測一次，直至竣工?？⒐ず筮\(yùn)營期間也要每隔三個月、半年、一年進(jìn)行觀測，直至穩(wěn)定。當(dāng)遇有暴雨、地震等特殊情況后，應(yīng)對建筑物增加觀測次數(shù)。各周期觀測綱要應(yīng)盡量保持一致，固定人員、固定儀器、固定時間、固定路線。觀測點(diǎn)要與基準(zhǔn)點(diǎn)之間構(gòu)成閉合、附合路線，盡量避免支線觀測。觀測中會有各種情況發(fā)生，應(yīng)在觀測的同時記錄，比如施工進(jìn)度、天氣情況、氣象條件等，以便后續(xù)分析使用。圖9-喝6沉降循觀測跡網(wǎng)基準(zhǔn)血網(wǎng)數(shù)災(zāi)據(jù)處茅理當(dāng)基準(zhǔn)辱網(wǎng)獨(dú)立汗觀測時巖，基準(zhǔn)學(xué)網(wǎng)可以握獨(dú)立平憶差計(jì)算燙。因首次摘觀測無勒基準(zhǔn)點(diǎn)致穩(wěn)定性夜的先驗(yàn)肥信息，葵所以，灘可以采您用普通望秩虧自粥由網(wǎng)平蠟差，即莖應(yīng)采用雙全網(wǎng)的男重心作框?yàn)榛鶞?zhǔn)頁，使各毫基準(zhǔn)點(diǎn)烘精度均飛勻，取詢得基準(zhǔn)假點(diǎn)在重點(diǎn)心高程撥基準(zhǔn)下塊的高程琴值，作摩為沉降宋觀測的問依據(jù)。當(dāng)首拖次基塊準(zhǔn)網(wǎng)賽與觀仍測點(diǎn)坐網(wǎng)同論時觀偶測并呢整體孤平差貍時，古可以尼以基蟲準(zhǔn)點(diǎn)蜓為擬忽穩(wěn)點(diǎn)突，觀刺測點(diǎn)齡為非糖擬穩(wěn)播點(diǎn)進(jìn)滅行擬它穩(wěn)自遲由網(wǎng)板平差水，即稿采用斑擬穩(wěn)敵重心賄為基早準(zhǔn)，攜建立身平差絹基準(zhǔn)徑和取籌得觀貨測點(diǎn)館初始過測量旬成果再。各周仙期數(shù)唉據(jù)處弟理各周期世觀測后醋即時進(jìn)阻行數(shù)據(jù)嘗平差計(jì)枝算。數(shù)據(jù)處全理一般撥多采用適固定點(diǎn)尾平差或加擬穩(wěn)平滅差。當(dāng)尺確知基殖準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)爬定時采徒用固定冊基準(zhǔn)平許差，若言不知基紡準(zhǔn)點(diǎn)先竟驗(yàn)條件宿，可采紐奉用擬穩(wěn)觸平差。各周炎期的控平差朗基準(zhǔn)雨要一堤致，旅這樣宅才能擔(dān)反映恩出正哲確的翼變形頃量。當(dāng)單晴位權(quán)晌中誤痛差和膜各點(diǎn)坦位中沸誤差騰在設(shè)公計(jì)規(guī)追定之狠內(nèi)時飽，本幫期觀透測成稠果是框合格渠的。飲否則晃就該塵檢查板、分隱析原侄因，冒及時刮實(shí)施告補(bǔ)測薦或重偏測。沉降量女的計(jì)算沉降搏量報(bào)配表每周破期沉抱降觀條測后陜，應(yīng)冤及時測進(jìn)行池?cái)?shù)據(jù)掉處理毀和分睡析，裝計(jì)算溪沉降株信息盾，及扎時編溫制沉仁降量近報(bào)表諒，提姑供給許設(shè)計(jì)膝、施溫工、謠監(jiān)理壓、業(yè)讀主等白。沉降瞞觀測衛(wèi)報(bào)表湖的格痕式視銅各地炮建筑捉質(zhì)量懼監(jiān)督覺部門褲要求洋而定窯，現(xiàn)靠還沒框有統(tǒng)砍一的奮格式贊。沉降旺過程櫻曲線城圖繪冬制當(dāng)變輕形觀季測進(jìn)廢行到速一定炎周期型，或乓是工汽程進(jìn)柜度到江一定練階段盜，就蹄要依鞏據(jù)前扇面所攪觀測綠和計(jì)穿算的頌結(jié)果皂，繪亦制點(diǎn)桂位沉按降過懇程曲寺線。通過祝變形棚曲線杜可以館直觀扒地了笨解變塔形過卻程和梢變形掃分布航情況透，也溪可以堪對變枝形發(fā)攏展趨采勢有飯個直留觀的場判斷林。沉降過訪程曲線嬌以時間濟(jì)為水平屆軸，以僵沉降量越為縱軸線。為了對份比相關(guān)素點(diǎn)位沉擔(dān)降量及耕其沉降疾速率，菌經(jīng)常將亦多個點(diǎn)掌位的沉腥降過程處曲線繪似制在同惹一圖中藍(lán)。時間（天）沉降量（mm）圖9-7沉降過程曲線報(bào)告的蒜編寫當(dāng)工辮程竣錯工后廟，應(yīng)凳及時柳對施符工期兇間沉攝降觀腎測成化果進(jìn)賄行階逆段總懸結(jié)。總結(jié)報(bào)鍋告應(yīng)包豬括：技決術(shù)措施攀、觀測耳期限、冠觀測依耗據(jù)等，牽并對總霉的觀測臥結(jié)果進(jìn)臣行分析很。沉降途觀測溉階段艇（總絞結(jié)）局報(bào)告繳應(yīng)包榜含的孫分析刊數(shù)據(jù)元有：單建筑葛物最精大沉他降點(diǎn)括名及培其最縮慧大沉或降量勞；建榜筑物越最小兄沉降圍點(diǎn)名參及其陽最小占沉降魄量；嘩建筑室物所刊有觀壯測點(diǎn)炕的平牛均沉勸降量敘；近槐期該苦建筑奪物最螺大沉祖降速估率、嫌最小童沉降待速率攔以及微平均駐沉降秤速率庭。沉降觀筐測階段死（總結(jié)石）報(bào)告貴中還應(yīng)綠包含沉戰(zhàn)降觀測渾點(diǎn)位布貝置圖、夜點(diǎn)位沉閱降過程縱線等，券必要時品還應(yīng)繪冷制等沉箭降曲線攀圖。9.志3建筑物欲傾斜監(jiān)斬測定義測定工詞業(yè)與民擁用建筑榨物傾斜圣度隨時肯間變化濟(jì)的工作林，稱為突傾斜觀者測。高層或杯高聳建買筑物，故如電視性塔、水蘭塔、煙猜囪、高驅(qū)層建筑不物等，兆由于基肯礎(chǔ)不均依勻沉降高或受風(fēng)溜力等影為響，其軌垂直軸前線會發(fā)矛生傾斜惜。當(dāng)傾斜糧達(dá)到一艱定程度射時會影產(chǎn)響建筑秧物的安醬全，因洗此必須評對其進(jìn)隙行傾斜地觀測或綿不均勻憐沉降觀信測。BB′Aeh圖9-8傾斜度示意縱橫因距投畏影法在圓形郊建筑物滴的兩個平相互垂送直的方誕向上安冤置經(jīng)緯階儀或全錄站儀；測站般距離切圓形熔建筑鍵物的憲距離犯應(yīng)大割于其現(xiàn)高度描的1.撤5倍；在圓祥形建刑筑物踏的底南部橫酸放兩就把尺洋子，慮使兩憂尺相撞互垂企直，儀且分聯(lián)別垂泳直于糧圓形莊建筑研物中掀心與悉兩測赤站的屈連線畢。經(jīng)緯茶儀分蛾別照遙準(zhǔn)建棋筑物惑的頂鼻部、張底部溪的邊織緣，逆向下箏投影遷。前方順交會方法當(dāng)測損定偏絡(luò)距e的精爪度要貝求較紹高時錄，可泡以采縣用角烈度前土方交澇會法奸。首先在畝圓形建聲筑物周正圍標(biāo)定A、B、C三點(diǎn)光，觀稍測其戴轉(zhuǎn)角談和邊拋長，壟則可咱求得預(yù)其在板資用障坐標(biāo)跟系中邪的坐億標(biāo)；然后紀(jì)分別冰設(shè)站沃于A、B、C三點(diǎn)，習(xí)觀測圓此形建筑擇物頂部殺兩側(cè)切簡線與基脾線的夾貴角，并鋪取其平朗均值；以同夠樣的酸方法古觀測廚圓形妻建筑恒物底廚部；按角繪度前業(yè)方交矮會定拐點(diǎn)的哀原理氏，即無可求壓得圓醫(yī)形建拖筑物樸頂部準(zhǔn)圓心O′和底分部圓部心O的坐集標(biāo)。任意頓點(diǎn)置冰鏡方索向交厲會法對非降圓形謊建筑丈物，鹽如高授層建懇筑物朝的樓嫂體進(jìn)娃行傾伍斜觀急測，寫過去眨一般睜用基繩礎(chǔ)不疏均勻滾沉降到來推鳥算。適當(dāng)繳建筑乖物屬母于非頁鋼體打變形含時，灶這一研方法繁就失島去了蛙作用秋。由于潑建筑阻物在戲施工安階段光其樓滑體上卻變形田點(diǎn)無寨法置景鏡，珍因此艱，只針能用脹方向懂交會恰的方根法來鏡交會蒼該點(diǎn)絡(luò)的位聞置，夜以此陣來分掘析該隆點(diǎn)的棄傾斜銹值（案變形零值）圾。施工期樣間建筑位場地有劣各種施漸工機(jī)械遵、設(shè)備蓬、堆放齊的各種學(xué)建筑材賓料，以揚(yáng)及作業(yè)藝人員流遠(yuǎn)動頻繁朱等因素森，使變鍛形監(jiān)測挽基準(zhǔn)點(diǎn)嘩位或被馳破壞，杯致使觀協(xié)測時不帽能用正鉛常的前膛方交會覆方法交鳴會變形界點(diǎn)的位向置。本方法唉后視任鴿意兩點(diǎn)猜交會變仰形點(diǎn)，漠并將這逮種交會堆法轉(zhuǎn)化匠為兩方東向前方劫交會算短法。激光翠垂準(zhǔn)霧法利用什激光余垂準(zhǔn)碧儀，相測定宅建筑兩物底側(cè)部和挪頂部長距離嗎垂準(zhǔn)沿激光收束的梅距離岔差，話從而抽計(jì)算建建筑里物某化軸線岡（某囑一面滿）的近傾斜啟度。這種方蘋法受施砍工干擾影較大，辟在施工斜現(xiàn)場較鞏難使用花。圖9-1壟3激光垂最準(zhǔn)傾斜厚觀測9.延4工程碰實(shí)例儀器潮及精老度設(shè)愿計(jì)依據(jù)設(shè)查計(jì)要求悼，為能丟反映出1mm的沉耳降量堵，采扮用S1級精密答水準(zhǔn)儀蟲和銦鋼小尺，按滋二等水祥準(zhǔn)測量聯(lián)的規(guī)程既進(jìn)行沉毫降觀測瓶；視距長雨度小于30m，三絲百最小讀習(xí)數(shù)不限欠，正確攝讀數(shù)至0.而1m嚼m(xù)，估讀梳至0.霧01濫m染m，單足位權(quán)辟（一帽測站宗）中吃誤差瘦不超仗過0.5腎mm，點(diǎn)位洗高程中目誤差不脖超過1.鞠0m棒m。觀測討周期弊設(shè)計(jì)建筑錄物施殲工至±0以上余時進(jìn)基行初顏始觀睡測；勉以后嶄每施遇工完鬼一層修觀測1次；封隊(duì)頂觀測1次；封床頂1個月巷后觀票測1次；建軟筑物竣出工時觀貧測1次；富以后臺第1個月秒后觀嚷測1次、第3個月后欠觀測1次、第6個月后貿(mào)觀測1次、粒第9個月后涼觀測1次、兇第12個月后磚觀測1次。預(yù)計(jì)裹共觀膽測15次，漂若施娃工期圍間沉怒降速課率過謀大或趕竣工襖后沉翅降仍耳未趨牌于穩(wěn)尊定，步則按謊甲方凳要求艷適當(dāng)置增加心觀測蘭次數(shù)撇。提供資培料要求在沉梯降監(jiān)生測過結(jié)程中歐，施搜測方餓在每湖次觀只測時世將上榆次觀撕測的奪成果舍資料羨提交每給業(yè)帶主方螺，若著發(fā)現(xiàn)繞沉降嘉量或場沉降健速度剃過大旗，則到及時帳報(bào)告墳業(yè)主