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1、2024年5月9日星期四 建筑之家测 量 学第第1414章章 建筑物变形观测建筑物变形观测和竣工总平面图编绘和竣工总平面图编绘2024年5月9日星期四 建筑之家 141 建筑物变形观测概述建筑物变形观测概述 随着建筑物修建，建筑物的基础和地基所随着建筑物修建，建筑物的基础和地基所承受的荷载不断增加，从而引起基础及其四周承受的荷载不断增加，从而引起基础及其四周地层变形，而建筑物本身固基础变形及外部荷地层变形，而建筑物本身固基础变形及外部荷载与内部应力的作用，也要发生变形。这种变载与内部应力的作用，也要发生变形。这种变形在一定范围内，可视为正常现象，但超过某形在一定范围内，可视为正常现象，但超过某
2、一限度就会影响建筑物的正常使用，严重的还一限度就会影响建筑物的正常使用，严重的还会危及建筑物的安全。为了建筑物的安全使用，会危及建筑物的安全。为了建筑物的安全使用，研究变形的原因和规律，为建筑物的设计、施研究变形的原因和规律，为建筑物的设计、施工、管理和科学研究提供可靠的资料，在建筑工、管理和科学研究提供可靠的资料，在建筑物的施工和运行管理期间需要进行建筑物的变物的施工和运行管理期间需要进行建筑物的变形观测。形观测。2024年5月9日星期四 建筑之家 1.建筑物变形的方式建筑物变形的方式包括建筑物的沉降、倾斜、裂缝和平移。包括建筑物的沉降、倾斜、裂缝和平移。2.建筑物变形观测的任务建筑物变形观
3、测的任务:周期性地对设置在周期性地对设置在建筑物上的观测点进行重复观测，求得观测点建筑物上的观测点进行重复观测，求得观测点位置的变化量。位置的变化量。3.影响建筑物变形观测的主要因素影响建筑物变形观测的主要因素:观测点的观测点的布设、观测的精度与频率。布设、观测的精度与频率。2024年5月9日星期四 建筑之家 1)变形观测的精度要求，取决于该建筑物预变形观测的精度要求，取决于该建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。计的允许变形值的大小和进行观测的目的。如观测的目的是为了确保建筑物的安全，使如观测的目的是为了确保建筑物的安全，使变形值不超过某一允许的数值，则观测的中误变形值不超过某一允许
4、的数值，则观测的中误差应小于允许变形值的差应小于允许变形值的110l20。例如，。例如，设计部门允许某大楼顶点的允许偏移值为设计部门允许某大楼顶点的允许偏移值为120mm，以其，以其120作为观测中误差，则观测作为观测中误差，则观测精度为精度为m=6mm。如果观测目的是为了研究其变形过程，则中如果观测目的是为了研究其变形过程，则中误差应比这个数小得多。通常，从实用目的出误差应比这个数小得多。通常，从实用目的出发，对建筑物的观测应能反映发，对建筑物的观测应能反映12mm的沉降的沉降量。量。2024年5月9日星期四 建筑之家 2)观测的频率决定于变形值的大小和变观测的频率决定于变形值的大小和变形速
5、度，以及观测目的。形速度，以及观测目的。通常要求观测的次数既能反映出变化的通常要求观测的次数既能反映出变化的过程，又不遗漏变化的时刻。一般在施工过程，又不遗漏变化的时刻。一般在施工过程中观测频率应大些，周期可以是三天、过程中观测频率应大些，周期可以是三天、七天、半月等，到了竣工投产以后，频率七天、半月等，到了竣工投产以后，频率可小一些，一般有一个月、两个月、三个可小一些，一般有一个月、两个月、三个月、半年及一年等周期。除了按周期观测月、半年及一年等周期。除了按周期观测以外，在遇到特殊情况时，有时还要进行以外，在遇到特殊情况时，有时还要进行临时观测。临时观测。2024年5月9日星期四 建筑之家
6、142 建筑物沉降观测建筑物沉降观测 建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。1421 水准基点和沉降观测点的布设水准基点和沉降观测点的布设（1）水准基点的布设）水准基点的布设 水准基点是沉降观测的基准，因此它的构造与埋设必须水准基点是沉降观测的基准，因此它的构造与埋设必须保证稳定不变和长久保存。水准基点应埋设在建筑物沉保证稳定不变和长久保存。水准基点应埋设在建筑物沉降影响范围之外，距沉降观测点降影响范围之外，距沉降观测点20100m，观测方便，观
7、测方便，且不受施工影响的地方。为了互相检核，水准基点最少且不受施工影响的地方。为了互相检核，水准基点最少应布设三个。对于拟测工程规模较大者，基点要统一布应布设三个。对于拟测工程规模较大者，基点要统一布设在建筑物周围，便于缩短水准路线，提高观测精度。设在建筑物周围，便于缩短水准路线，提高观测精度。图图14.1是水准基点的一种形式，在有条件的情况下，基是水准基点的一种形式，在有条件的情况下，基点可筑在基岩或永久稳固建筑物的墙角上。点可筑在基岩或永久稳固建筑物的墙角上。城市地区的沉降观测水准基点可用二等水准与城市水城市地区的沉降观测水准基点可用二等水准与城市水准点连测。也可以采用假定高程。准点连测。
8、也可以采用假定高程。2024年5月9日星期四 建筑之家 （2）沉降观测点的布设）沉降观测点的布设 沉降观测点应布设在最有代表性的地点，埋沉降观测点应布设在最有代表性的地点，埋设时要与建筑物联结牢靠，使观测点的变化能设时要与建筑物联结牢靠，使观测点的变化能真正反映建筑物的沉降情况。对于民用建筑，真正反映建筑物的沉降情况。对于民用建筑，通常在它的四角点、中点、转角处布设观测点；通常在它的四角点、中点、转角处布设观测点；沿建筑物的周边每隔沿建筑物的周边每隔1020m布置一个观测点；布置一个观测点；设有沉降缝的建筑物，在其两侧布设观测点；设有沉降缝的建筑物，在其两侧布设观测点；对于宽度大于对于宽度大于
9、15m的建筑物，在其内部有承重的建筑物，在其内部有承重墙和支柱时，应尽可能布设观测点。对于一般墙和支柱时，应尽可能布设观测点。对于一般的工业建筑，除了在转角、承重墙及柱子上布的工业建筑，除了在转角、承重墙及柱子上布设观测点外，在主要设备基础、基础形式改变设观测点外，在主要设备基础、基础形式改变处、地质条件改变处也应布设观测点。处、地质条件改变处也应布设观测点。2024年5月9日星期四 建筑之家 沉降观测点的埋设形式如图沉降观测点的埋设形式如图14.2和图和图14.3所示。图所示。图14.2（a）、）、(b）分别为承重墙和）分别为承重墙和柱上的观测点，图柱上的观测点，图14.3为基础上的观测点。
10、为基础上的观测点。2024年5月9日星期四 建筑之家 1422 沉降观测沉降观测 对中、小型厂房和建筑物，可采用普通水准对中、小型厂房和建筑物，可采用普通水准测量；对大型厂房和高层建筑，应采用精密水测量；对大型厂房和高层建筑，应采用精密水准测量方法。沉降观测的水准路线应形成闭合准测量方法。沉降观测的水准路线应形成闭合线路。线路。与一般水准测量的区别与一般水准测量的区别:不同的是视线长度较短，一般不大于不同的是视线长度较短，一般不大于25m，一，一次安置仪器可以有几个前视点。为了提高观测次安置仪器可以有几个前视点。为了提高观测精度，可采用精度，可采用“三固定三固定”的方法的方法(即固定人员，即固
11、定人员，固定仪器和固定施测路线、镜位与转点固定仪器和固定施测路线、镜位与转点)。由于。由于观测水准路线较短，其闭合差一般不会超过观测水准路线较短，其闭合差一般不会超过12mm，闭合差可按测站平均分配。，闭合差可按测站平均分配。2024年5月9日星期四 建筑之家 当埋设的观测点稳固后，即可进行第一次观测。当埋设的观测点稳固后，即可进行第一次观测。施工期间，一般建筑物每升高施工期间，一般建筑物每升高12层或每增加一层或每增加一次荷载，就要观测一次。如果中途停工时间较长，次荷载，就要观测一次。如果中途停工时间较长，应在停工时和复工前各观测一次。发生大量沉降应在停工时和复工前各观测一次。发生大量沉降或
12、严重裂缝时，应进行逐日或几天一次的连续观或严重裂缝时，应进行逐日或几天一次的连续观测。竣工后应根据沉降量的大小来确定观测周期。测。竣工后应根据沉降量的大小来确定观测周期。开始时可隔开始时可隔12月观测一次，以每次沉降量在月观测一次，以每次沉降量在510mm为限，否则要增加观测次数。以后随为限，否则要增加观测次数。以后随着沉降量的减少，再逐渐延长观测周期，直至沉着沉降量的减少，再逐渐延长观测周期，直至沉降稳定为止。降稳定为止。2024年5月9日星期四 建筑之家 423 沉降观测的成果整理沉降观测的成果整理 （1）整理原始记录）整理原始记录 检查记录的数据和计算是否正确，精度是否检查记录的数据和计
13、算是否正确，精度是否合格，然后调整闭合差，推算各沉降观测点的合格，然后调整闭合差，推算各沉降观测点的高程。高程。（2）计算沉降量）计算沉降量 计算各观测点本次沉降量（用各观测点本次计算各观测点本次沉降量（用各观测点本次观测所得的高程减去上次观测点高程）和累计观测所得的高程减去上次观测点高程）和累计沉降量（每次沉降量相加），并将观测日期和沉降量（每次沉降量相加），并将观测日期和荷载情况一并记人沉降量统计表内（表荷载情况一并记人沉降量统计表内（表14.l）。）。2024年5月9日星期四 建筑之家（3）绘制沉降曲线）绘制沉降曲线 为了预估下一次观测点沉降的大约数值和沉降过程为了预估下一次观测点沉降的
14、大约数值和沉降过程是否渐趋稳定或已经稳定，可分别绘制时间是否渐趋稳定或已经稳定，可分别绘制时间-沉降量关沉降量关系曲线，以及时间系曲线，以及时间-荷载关系曲线，如图荷载关系曲线，如图14.4所示。所示。时间时间-沉降量关系曲线是以沉降量沉降量关系曲线是以沉降量s为纵轴，时间为纵轴，时间t为横为横轴，根据每次观测日期和相应的沉降量按比例画出各轴，根据每次观测日期和相应的沉降量按比例画出各点位置，然后将各点连接起来，并在曲线一端注明观点位置，然后将各点连接起来，并在曲线一端注明观测点号码，构成测点号码，构成s-t曲线图（图曲线图（图14.4）。）。同理，时间同理，时间-荷荷载关系曲线是载关系曲线是
15、以荷载以荷载p为纵轴，为纵轴，时间时间t为横轴，为横轴，构成构成p-t曲线图曲线图（图（图14.4）。）。2024年5月9日星期四 建筑之家 143 建筑物的倾斜观测建筑物的倾斜观测 测定方法有两类：一类是直接测定法；另一测定方法有两类：一类是直接测定法；另一类是通过测定建筑物基础的相对沉降确定其倾类是通过测定建筑物基础的相对沉降确定其倾斜度。斜度。如图所示，将经纬仪安置如图所示，将经纬仪安置在离建筑物的距离大于其在离建筑物的距离大于其高度的高度的1.5倍的固定测站上，倍的固定测站上，瞄准上部的观测点瞄准上部的观测点M，用，用盘左和盘右分中投点法定盘左和盘右分中投点法定出下面的观测点出下面的观
16、测点N。143l 一般建筑物的倾斜观测一般建筑物的倾斜观测2024年5月9日星期四 建筑之家 用同样方法，在与原观测方向垂直的另一方用同样方法，在与原观测方向垂直的另一方向，定出上观测点向，定出上观测点P与下观测点与下观测点Q。相隔一段时。相隔一段时间后，在原固定测站上安置经纬仪，分别瞄准间后，在原固定测站上安置经纬仪，分别瞄准上观测点上观测点M与与P，仍用盘左和盘右分中投点法得，仍用盘左和盘右分中投点法得N与与Q，若，若N与与N、Q与与Q不重合，说明建筑物不重合，说明建筑物发生了倾斜。用尺量出倾斜位移分量发生了倾斜。用尺量出倾斜位移分量A、B，然后求得建筑物的总倾斜位移量然后求得建筑物的总倾斜位移量，即：，即：（14.1）建筑物的倾斜度建筑物的倾斜度i用下式表示：用下式表示：式中：式中：H 建筑物高度；建筑物高度；倾斜角。倾斜角。2024年5月9日星期四 建筑之家1432 塔式建筑物的倾斜观测塔式建筑物的倾斜观测当测定圆形构筑物如烟囱、水塔等的倾斜度时，当测定圆形构筑物如烟囱、水塔等的倾斜度时，首先须求出顶部中心对底部中心的偏心距。如首先须求出顶部中心对底部中心的偏心距。如图图14.
