第4章+傾斜觀測、撓度觀測與裂縫觀測1

第四章傾斜觀測、撓度觀測、裂縫觀測第1節(jié)傾斜觀測一、經(jīng)緯儀投影法原理直接法：經(jīng)緯儀投影法、測水平角、前方交會法、垂準(zhǔn)線法該方法多用于基礎(chǔ)面積過小的超高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。間接法：測定基礎(chǔ)的相對沉陷量（水準(zhǔn)測量）、傾斜儀該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于水準(zhǔn)觀測BB′Aeh經(jīng)緯儀投影法在圓形建筑物的兩個相互垂直的方向上安置經(jīng)緯儀或全站儀；測站距離圓形建筑物的距離應(yīng)大于其高度的1.5倍；在圓形建筑物的底部橫放兩把尺子，使兩尺相互垂直，且分別垂直于圓形建筑物中心與兩測站的連線。經(jīng)緯儀分別照準(zhǔn)建筑物的頂部、底部的邊緣，向下投影。第1節(jié)傾斜觀測經(jīng)緯儀投影法傾斜觀測第1節(jié)傾斜觀測經(jīng)緯儀投影法傾斜計算第1節(jié)傾斜觀測二、前方交會法當(dāng)測定偏距e的精度要求較高時，可以采用角度前方交會法。首先在圓形建筑物周圍標(biāo)定A、B、C三點，觀測其轉(zhuǎn)角和邊長，則可求得其在資用坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；然后分別設(shè)站于A、B、C三點，觀測圓形建筑物頂部兩側(cè)切線與基線的夾角，并取其平均值；以同樣的方法觀測圓形建筑物底部；按角度前方交會定點的原理，即可求得圓形建筑物頂部圓心O′和底部圓心O的坐標(biāo)。第1節(jié)傾斜觀測前方交會法傾斜觀測計算第1節(jié)傾斜觀測任意點置鏡方向交會法對非圓形建筑物，如高層建筑物的樓體進行傾斜觀測，過去一般用基礎(chǔ)不均勻沉降來推算。當(dāng)建筑物屬于非鋼體變形時，這一方法就失去了作用。由于建筑物在施工階段其樓體上變形點無法置鏡，因此，只能用方向交會的方法來交會該點的位置，以此來分析該點的傾斜值（變形值）。施工期間建筑場地有各種施工機械、設(shè)備、堆放的各種建筑材料，以及作業(yè)人員流動頻繁等因素，使變形監(jiān)測基準(zhǔn)點位或被破壞，致使觀測時不能用正常的前方交會方法交會變形點的位置。本方法后視任意兩點交會變形點，并將這種交會法轉(zhuǎn)化為兩方向前方交會算法。第1節(jié)傾斜觀測任意點置鏡方向交會法傾斜觀測第1節(jié)傾斜觀測任意點置鏡角度轉(zhuǎn)換關(guān)系第1節(jié)傾斜觀測三、激光垂準(zhǔn)法利用激光垂準(zhǔn)儀，測定建筑物底部和頂部距離垂準(zhǔn)激光束的距離差，從而計算建筑物某軸線（某一面）的傾斜度。這種方法受施工干擾較大，在施工現(xiàn)場較難使用。第1節(jié)傾斜觀測激光垂準(zhǔn)傾斜觀測第1節(jié)傾斜觀測第四章傾斜觀測、撓度觀測、裂縫觀測第1節(jié)傾斜觀測四、水準(zhǔn)測量用水準(zhǔn)儀測出兩個觀測點之間的相對沉陷，由相對沉陷與兩點之間距離之比，可換算成傾斜角。

五、流體靜力水準(zhǔn)測量

是測定觀測點高程及基礎(chǔ)傾斜的方法之一，儀器不受距離限制，并且距離愈長，測定傾斜度的精度愈高。六、傾斜儀的應(yīng)用第四章傾斜觀測、撓度觀測、裂縫觀測第1節(jié)傾斜觀測氣泡式傾斜儀由一個高靈敏度的氣泡水準(zhǔn)管和一套精密的測微器組成。使用時將傾斜儀安置在需要的位置上以后，轉(zhuǎn)動帶有讀數(shù)盤的測微輪，通過測微桿向上或向下移動，直至水準(zhǔn)氣泡居中為止。此時在讀數(shù)盤上讀出該處的傾斜度我國制造的氣泡式傾斜儀，靈敏度為2"，總的觀測范圍為1°。氣泡式傾斜儀適用于觀測較大的傾斜角或量測局部位置的變形，例如測定設(shè)備基礎(chǔ)和平臺的傾斜。傾斜儀和電子水準(zhǔn)器雖有明顯的優(yōu)點，但當(dāng)建筑物變形范圍很大，工作測點很多時，這類儀器就不如水準(zhǔn)儀靈活。因此，變形觀測的常用方法仍是水準(zhǔn)測量。

撓度是指建(構(gòu))筑物或其構(gòu)件在水平方向或豎直方向上的彎曲值。例如橋的梁部在中間會產(chǎn)生向下彎曲，高聳建筑物會產(chǎn)生側(cè)向彎曲。建筑物的撓度觀測包括建筑物基礎(chǔ)、建筑物主體及獨立構(gòu)筑物（如獨立土墻、柱）的撓度觀測。對于高層建筑物，當(dāng)較小的面積上有很大的集中荷載時，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)和建筑物的沉陷，其中不均勻的沉陷將導(dǎo)致建筑物的傾斜，使局部構(gòu)件產(chǎn)生彎曲并導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。建筑物的撓度可由觀測不同高度處的傾斜換算求得，也可以采用激光準(zhǔn)直儀觀測的方法求得。第2節(jié)撓度觀測第四章傾斜觀測、撓度觀測、裂縫觀測第2節(jié)撓度觀測1.建筑物基礎(chǔ)撓度觀測建筑物基礎(chǔ)撓度觀測可與建筑物沉降觀測同時進行。觀測點應(yīng)沿基礎(chǔ)的軸線或邊線布設(shè)，每一基礎(chǔ)不得少于3點。標(biāo)志設(shè)置、觀測方法與沉降相同。2.彈性撓度觀測橋梁在動荷載(如列車行駛在橋上)作用下會產(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測定其變形值。為能測得其瞬時值，可在地面架設(shè)測距儀，用三角高程法觀測，也可利用近景攝影測量法測定。3.建筑物主體撓度觀測對高聳建(構(gòu))筑物豎直方向的撓度觀測，是測定在不同高度上的幾何中心或棱邊等特殊點相對于底部幾何中心或相應(yīng)點的水平位移，并將這些點在其扭曲方向的鉛垂面上的投影繪成曲線，就是撓度曲線。水平位移的觀測方法，可采用測角前方交會法、極坐標(biāo)法或垂線法。第2節(jié)撓度觀測第四章傾斜觀測、撓度觀測、裂縫觀測平置構(gòu)件撓度示意圖第2節(jié)撓度觀測觀測方法總結(jié)對于直立高大型建筑物，其撓度的觀測方法是測定建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點相對于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會法測定。對內(nèi)部有豎直通道的建筑物，撓度觀測多采用垂線觀測，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上設(shè)置觀測點，以坐標(biāo)儀定期測出各點相對于垂線最低點的位移。比較不同周期的觀測成果，即可求得建筑物的撓度值。如果采用電子傳感設(shè)備，可將觀測點相對于垂線的微小位移變換成電感輸出，經(jīng)放大后由電橋測定并顯示各點的撓度值。第2節(jié)撓度觀測正垂線測量撓度倒垂線測量撓度撓度測量第2節(jié)撓度觀測第3節(jié)裂縫觀測建筑物裂縫比較常見，成因不一，危害程度不同。有些裂縫（如滑坡裂縫等）已是破壞的開始，多數(shù)裂縫都會影響建筑物的整體性，嚴(yán)重的能引起建筑物的破壞。為了保證建筑物的安全，應(yīng)對裂縫的現(xiàn)狀和變化進行觀測。對建筑物產(chǎn)生的裂縫應(yīng)進行位置、長度、寬度、深度和錯距等的定期觀測，對建筑物內(nèi)部及表面可能產(chǎn)生裂縫的部位，應(yīng)預(yù)埋儀器設(shè)備，進行定期觀測或臨時采用適宜方法進行探測。裂縫觀測的主要目的是查明裂縫情況，掌握變化規(guī)律，分析成因和危害，以便采取對策，保證建筑物安全運行。第四章傾斜觀測、撓度觀測、裂縫觀測測微器法測微器法主要包括：單向測縫標(biāo)點和三向測縫標(biāo)點；主要用于測量表面裂縫的寬度和錯距。第3節(jié)裂縫觀測單向測縫標(biāo)點一般用于測量裂縫的寬度。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)裂縫分布情況，對重要的裂縫，選擇有代表性的位置，在裂縫兩側(cè)各埋設(shè)一個標(biāo)點；標(biāo)點采用直徑為20mm，長約80mm的金屬棒，埋入混凝土內(nèi)60mm，外露部分為標(biāo)點，標(biāo)點上各有一個保護蓋。兩標(biāo)點的距離不得少于150mm，用游標(biāo)卡尺定期地測定兩個標(biāo)點之間距離變化值，以此來掌握裂縫的發(fā)展情況，其測量精度一般可達到0.1mm。第3節(jié)裂縫觀測單位：（mm）1——標(biāo)點；2——鉆孔線；3——裂縫單向測縫標(biāo)點安裝第3節(jié)裂縫觀測三向測縫標(biāo)點三向測縫標(biāo)點有板式和桿式兩種，目前大多采用板式三向測縫標(biāo)點。板式三向測縫標(biāo)點是將兩塊寬為30mm，厚5～7mm的金屬板，作成相互垂直的3個方向的拐角，并在型板上焊三對不銹鋼的三棱柱條，用以觀測裂縫3個方向的變化，用螺栓將型板錨固在混凝土上。用外徑游標(biāo)卡尺測量每對三棱柱條之間的距離變化，即可得三維相對位移。

第3節(jié)裂縫觀測1——觀測x方向的標(biāo)點；2——觀測y方向的標(biāo)點；3——觀測z方向的標(biāo)點；4——伸縮縫板式三向測縫標(biāo)點結(jié)構(gòu)第3節(jié)裂縫觀測測縫計測縫計可分為電阻式、電感式、電位式、鋼弦式等多種，是由波紋管、上接座、接線座及接座套筒組成儀器外殼。差動電阻式的內(nèi)部構(gòu)造是由兩根方鐵桿、導(dǎo)向板、彈簧及兩根電阻鋼絲組成，兩根方鐵桿分別固定在上接座和接線座上，形成一個整體。第3節(jié)裂縫觀測1——接座套管；2——接線座；3——波紋管；4——塑料套；5——鋼管；6——中性油；7——方鐵桿；8——電阻鋼絲；9——上接座；10——彈簧測縫計結(jié)構(gòu)示意圖第3節(jié)裂縫觀測超聲波檢測超聲波用于非破損檢測，就是以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息的一種方法。掌握混凝土表面裂縫的深度，對混凝土的耐久性診斷和研究修補、加固對策有重要意義。當(dāng)聲波通過混凝土的裂縫時，繞過裂縫的頂端而改變方向，使傳播路程增加，即通過的時間加長，由此可通過對裂縫繞射聲波在最短路程上通過的時間與良好混凝土在水平距離上聲波通過的時間進行比較來確定裂縫的深度。第3節(jié)裂縫觀測E——發(fā)射探頭；R——接收探頭；B——裂縫；A——裂縫終點；H——裂縫深度超聲波觀測裂縫深度第3節(jié)裂縫觀測土工建筑物表面裂縫觀測對全部裂縫或若干主要裂縫區(qū)的裂縫進行觀測。主要裂縫包括：縫寬顯著或長度較長的裂縫、垂直于軸線的裂縫、明顯的垂直錯縫、弧形縫、地形陡變部位的裂縫等。在觀測范圍內(nèi)，以土壩、土堤等建筑物的軸線為基準(zhǔn)線，可按堤壩樁號和距軸線的距離，畫出坐標(biāo)方格，逐格量測縫的分布位置和沿走向的長度。裂縫寬度可在兩側(cè)設(shè)帶釘頭的小木樁作標(biāo)點進行量測。裂縫錯距可作刻度尺直接量測。裂縫深度，可選定若干適當(dāng)位置，進行坑探、槽探或井探。探測前，最好從縫口灌入石灰水，以便觀察縫跡。第3節(jié)裂縫觀測對于土工建筑物內(nèi)部或表面可能發(fā)生裂縫的部位，可在施工時埋設(shè)土應(yīng)變計或改裝的測縫計進行定期觀測。在已成土工建筑物上，除可利用上述探測縫深的各種方法外，也可使用對堤壩隱患進行探測的有關(guān)方法進行探測，還可利用變形觀測資料進行初步分析判斷，從而有目的地進行探測。第3節(jié)裂縫觀測土工建筑物表面裂縫觀測混凝土建筑物表面裂縫觀測對于混凝土建筑物，首先應(yīng)根據(jù)情況，確定觀測范圍。裂縫分布位置和長度可仿照土工建筑物的量測辦法進行量測。裂縫深度，除可用細(xì)鐵絲等簡易辦法探測外，常采用超聲波探傷儀進行探測，也可采取逐步鉆孔進行壓氣或壓水試驗辦法探測。裂縫寬度，除可用讀數(shù)放大鏡直接觀測外，常在縫兩側(cè)設(shè)金屬標(biāo)點，用游標(biāo)卡尺量測，或?qū)⒉顒邮诫娮铚y縫計的兩端分別固定在縫的兩側(cè)，用電阻比電橋或其他檢測儀器觀測或自動遙測。對于貫穿性裂縫的錯距，可在縫的兩側(cè)設(shè)三向測縫標(biāo)點進行三個方向的量測。第3節(jié)裂縫觀測對于大體積混凝土內(nèi)部或表面預(yù)計可能發(fā)生裂縫的部位，可在施工時埋設(shè)裂縫計（差動式電阻測縫計連接加長桿而成）定期進行觀測。在已竣工工程上，可采用上述探測縫深的辦法進行探測。

第3節(jié)裂縫觀測混凝土建筑物表面裂縫觀測建筑物的日照變形因建筑的類型、結(jié)構(gòu)、材料以及陽光照射方位、高度不同而不同。如湖北一座183m高的電視塔，24h的偏移達1