建筑物的變形觀測(cè)講訴

第十五章建筑物的變形觀測(cè)第十五章建筑物的變形觀測(cè) 1 5 §15－6傾斜觀測(cè) 9 成果處理 11 大型建筑物，如水壩、高層建筑、大型橋梁、隧道及各種大型設(shè)備的出現(xiàn)，因變形而造成損的主要目的。它的另一個(gè)目的是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量提供科學(xué)的依據(jù)。施工方法不當(dāng)或施工質(zhì)量低劣，就會(huì)使變形超出允許值而造成損失。定形變的同時(shí)，應(yīng)輔以應(yīng)力測(cè)定。本章只涉及形變觀測(cè)。果形。測(cè)方法。曲及扭轉(zhuǎn)。當(dāng)建筑物的整體性受到破壞時(shí)，則可產(chǎn)生裂縫。點(diǎn)為依據(jù)。這些穩(wěn)定點(diǎn)稱為基準(zhǔn)點(diǎn)或控制點(diǎn)。因而變形觀測(cè)也要遵循從控制到碎部的原則。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，應(yīng)對(duì)變形進(jìn)行分析，得出變形的規(guī)律及大小，以判定建筑物是逐步趨使用。如果變形逐漸縮小，說明建筑物趨于穩(wěn)定，到達(dá)一定程度，即可終止觀測(cè)。建筑物變形觀測(cè)的精度，視變形觀測(cè)的目的及變形值的大小而異，很難有一個(gè)明確的為了監(jiān)視建筑物的安全，觀測(cè)的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10~1/20；如果目的是為了研究孿形的規(guī)律，則精度應(yīng)備條件的可能，在設(shè)備條件具備，且增加工作量不大的情況下，以盡可能高些為宜。觀測(cè)頻率的確定，隨載荷的變化及變形速率而異。例如，高層建筑在施工過程中的變定觀測(cè)周期。對(duì)于已經(jīng)建成的建筑物，在建成初期，因?yàn)樽冃沃荡螅^測(cè)的頻率宜高。如果所得結(jié)果才是可靠的。穩(wěn)固，所以都要選在變形區(qū)域以外，且地質(zhì)條件穩(wěn)定，附近沒有震動(dòng)源的地方。對(duì)于一些特大工程，如大型水壩等，基準(zhǔn)點(diǎn)距變形點(diǎn)較遠(yuǎn)，無法根據(jù)這些點(diǎn)直接對(duì)變形點(diǎn)進(jìn)而也要周期性地進(jìn)行觀測(cè)。一般邊長也較短。為了減少儀器對(duì)中誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，通常都埋設(shè)高1.3m左右的觀測(cè)墩，在墩頂安設(shè)強(qiáng)制對(duì)中器，以保證每次對(duì)中于同一位置上。強(qiáng)制對(duì)中器的構(gòu)造如圖15120°的槽內(nèi)，以使儀器中心與三條槽的交會(huì)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。觀測(cè)墩的基礎(chǔ)，宜建在基巖或其他穩(wěn)高程基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)目不應(yīng)少于三個(gè)，因?yàn)樯儆谌齻€(gè)時(shí)，如果有一點(diǎn)發(fā)生變化，就難于判定哪一點(diǎn)發(fā)生了變化。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，高程基準(zhǔn)點(diǎn)(包括工作基點(diǎn))可采用深埋式或淺均設(shè)有半球狀的不銹鋼或銅質(zhì)標(biāo)志。這些點(diǎn)稱為變形點(diǎn)或觀測(cè)點(diǎn)。變形點(diǎn)要與建筑物固連在一起，以保證它與建筑物一起變化。進(jìn)行垂直位移觀測(cè)時(shí)，其位置宜布設(shè)在建筑物的四角及荷載變化、樓層數(shù)變化以及地質(zhì)條件變化處。對(duì)于大的建筑物，要求沿周邊每隔10~20m處布設(shè)一點(diǎn)，如圖15—2所示。如果垂直位移是用水準(zhǔn)測(cè)量的方法觀測(cè)，在施工時(shí)，就在墻體底部離地面0.8m左右處，按上述四角，或垂直平分線的兩端，以便于根據(jù)不均勻的垂直位移，推求橋墩的傾斜程度。移與基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)通視。在變形點(diǎn)上，如果可以安置覘標(biāo)或儀器，則應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制對(duì)中器、和圖案的選擇，應(yīng)有利于提高照準(zhǔn)的精度。建筑物受地下水位升降、荷載的作用及地震等的影響，會(huì)使其產(chǎn)生位移。一般說來，后，深部地層由于荷載減輕而升高，這種現(xiàn)象稱為回彈，對(duì)它的觀測(cè)稱為回彈觀測(cè)。點(diǎn)高程變化的大小及規(guī)律。由水準(zhǔn)基點(diǎn)組成的水準(zhǔn)網(wǎng)稱為垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)，它可布設(shè)成閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)或附合水準(zhǔn)表15－1垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)的主要技術(shù)要求如果設(shè)置有工作基點(diǎn)，則每年應(yīng)進(jìn)行一至兩次與水準(zhǔn)基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)，以檢查工作基點(diǎn)是否發(fā)生變動(dòng)。聯(lián)測(cè)工作應(yīng)盡可能選擇固定的月份，即保證外界條件基本相同，以減少外界條變化對(duì)成果的影響。變形點(diǎn)垂直位移觀測(cè)的方法有多種，但暴常用的是水準(zhǔn)測(cè)量。觀測(cè)的精度等級(jí)和主要法按國家一等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)按國家二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)按國家三等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)n≤0.15n≤0.30n≤0.60n≤1.40還應(yīng)在兩端分別建立檢核點(diǎn)。為了方便，水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)通常都采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。例如大壩、橋梁等往往以它的監(jiān)測(cè)網(wǎng)的精度，應(yīng)能滿足變形點(diǎn)觀測(cè)精度的要求。在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)時(shí)，要根據(jù)變形點(diǎn)的表15—3水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)的主要技術(shù)要求相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)按國家一等三角要求施測(cè)一等二等三角要求施測(cè)按國家二等三角要求施測(cè)二等測(cè)按國家三等三角要求施測(cè)三等按國家四等三角要求施測(cè)測(cè)變形點(diǎn)的水平位移觀測(cè)有多種方法，最常用的有測(cè)角前方交會(huì)、后方交會(huì)、極坐標(biāo)法、導(dǎo)線法、視準(zhǔn)線法、引張線法等，宜根據(jù)條件，選用適當(dāng)?shù)姆椒?。xcotb+xcota-y+y)xp=Acot+cotbAB|點(diǎn)位中誤差p的估算公式為：如果變形點(diǎn)上可以架設(shè)儀器，且與三個(gè)平面基準(zhǔn)點(diǎn)通視時(shí)，可采用這種方法。如圖15kABABABABCBCBCBCB點(diǎn)位中誤差的估算公式為mpmm,D2D2+D2D2cab式中b——測(cè)角中誤差m2+(maD)2多用于非直線型建筑物的水平位移觀測(cè)，如對(duì)弧形拱壩和曲線橋的水平位移觀測(cè)。其偏差不宜超過2cm。變形點(diǎn)相對(duì)于視準(zhǔn)線偏移量的變化，即是建(構(gòu))筑物在垂直于視準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)在視準(zhǔn)線的一端架設(shè)經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)另一端的觀測(cè)標(biāo)志，這時(shí)的視線稱為視準(zhǔn)線。似的還有激光準(zhǔn)直法，就是用激光光束代替經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)線。至lmm的鋼絲，以代替視準(zhǔn)線。采用這種方法的兩個(gè)端點(diǎn)應(yīng)基本等高，上面要安置控制引張線位置的V形槽及施加拉力的設(shè)備。中間各變形點(diǎn)與端點(diǎn)基本等高，在上面與引張線垂變化，即為變形點(diǎn)與引張線垂直方向上的位移值。K同部位的高程變化來間接求算。頂部點(diǎn)的水平位移值，可用前方交會(huì)及建立垂準(zhǔn)線的方法測(cè)出。采用前方交會(huì)法時(shí)，例如對(duì)高層樓房的墻角觀測(cè)，則高處觀測(cè)點(diǎn)與其理論位置的坐標(biāo)差△x、△y，即為在x,y方向上的位移值，其最大位移方向上的位移值為K=x2+y2 形中空構(gòu)筑物，應(yīng)測(cè)定其幾何中心的水平位移，這種情況可采用圖15—9AB高度的兩倍，并使Ap、則表示煙囪的上下中心不在同一鉛垂線上，即煙囪有傾斜。計(jì)算出△a=a′-a，△b=b′-b，BAp、Bp方向的偏移量eA、eB：式中R為煙囪底部的半徑，可量出底部的周長后求得。煙囪總的偏移量e為：AB根據(jù)△a、△b的正負(fù)號(hào)，還可以按下式計(jì)算出偏移的方向：eeB(15－9) 垂準(zhǔn)線的建立，可以利用懸吊垂球，也可以利用鉛垂儀(或稱垂準(zhǔn)儀)。應(yīng)使垂球尖端剛剛不與底部接觸，用尺子量出垂球尖至高處該點(diǎn)在底部的理論投影位置的距離，即為高處該點(diǎn)的水平位移值。而在頂部量取相應(yīng)點(diǎn)的偏移距離。在中間會(huì)產(chǎn)生向下彎曲，高聳建筑物會(huì)產(chǎn)生側(cè)向彎曲。及C，定期對(duì)這三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測(cè)，即可依下式計(jì)算各期相對(duì)于首期的撓度值：F=(ss)LA(ss)ABeBAL+LCAAB式中LA、LB——觀測(cè)點(diǎn)間的距離；s、s、sABs、s、s程的方法。橋梁在動(dòng)荷載(如列車行駛在橋上)作用下會(huì)產(chǎn)生彈性撓度，即列車通過后，立即恢復(fù)原狀，這就要求在撓度最大時(shí)測(cè)定其變形值。為能測(cè)得其瞬時(shí)值，可在地面架設(shè)測(cè)距儀，用三角高程法觀測(cè)，也可利用近景攝影測(cè)量法測(cè)定。點(diǎn)相對(duì)于底部幾何中心或相應(yīng)點(diǎn)的水平位移，并將這些點(diǎn)在其扭曲方向的鉛垂面上的投影繪變形觀測(cè)的外業(yè)工作結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對(duì)觀測(cè)手簿進(jìn)行整理和檢查。如有錯(cuò)誤或誤差超須找出原因，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。由于觀測(cè)變形點(diǎn)的依據(jù)是監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)，首要的是監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)必須穩(wěn)定可靠。為能判定其是果應(yīng)考慮該點(diǎn)變形的影響。所以要特別注意首期觀測(cè)的質(zhì)量。變形觀測(cè)的目的是從多次觀測(cè)的成果中，發(fā)現(xiàn)變形的規(guī)律和大小，進(jìn)而分析變形的性質(zhì)和原因，以便采取措施。所以成果的表現(xiàn)形式應(yīng)直觀、清晰，通常采用以下形式：將各次觀測(cè)成果依時(shí)間先后列表，表15—4是一個(gè)沉降觀測(cè)的例子。表中列出了每次對(duì)這些信息可以一目了然。工程名稱XX樓儀器N3No128544觀測(cè)XXX首首期成第二期成果果∑H0(m