第十五章

建筑物的變形觀測

土木工程專業(yè)岑敏儀 電話:87600676

電郵:swcmy@第十五章建筑物的變形觀測概述；變形觀測的精度和頻率；基準(zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)；垂直位移觀測；水平位移觀測；傾斜觀測；撓度觀測；變形觀測的成果處理。概述目的隨時監(jiān)視變形的發(fā)展變化；及時采取補(bǔ)救措施；檢驗設(shè)計的合理性，提高設(shè)計質(zhì)量。原因1.外部因素地質(zhì)條件；地震；荷載；外力作用的變化。2.建（構(gòu)）筑物設(shè)計不合理；材料選擇不當(dāng)；施工方法不當(dāng)或施工質(zhì)量低劣。補(bǔ)充手段應(yīng)力測定；建筑物變形，引起內(nèi)部應(yīng)力變化，當(dāng)應(yīng)力變化到極限值時，建筑物即遭到破壞；測定形變時，輔以應(yīng)力測定。變形兩類按變形性質(zhì)，分為靜態(tài)變形和動態(tài)變形。靜態(tài)變形時間函數(shù)，觀測結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形；動態(tài)變形在外力作用下產(chǎn)生的變形，以外力為函數(shù)表示，對于時間的變化，其觀測結(jié)果表示在某一時刻的瞬時變形。概述觀測1.靜態(tài)變形 變形隨時間變化，要周期性重復(fù)觀測，求兩周期變化量。2.動態(tài)觀測 自動記錄儀器記錄其瞬時位置。建（構(gòu)）筑物變形表現(xiàn)形式 水平位移； 垂直位移； 傾斜； 撓曲； 扭轉(zhuǎn)； 裂縫。概述變形相對于穩(wěn)定點的空間位置的變化。穩(wěn)定點基準(zhǔn)點或控制點。原則從控制到碎部。結(jié)果分析1.變形繼續(xù)擴(kuò)大，且變形速率加快，說明破壞危險，發(fā)出警報；2.建筑物沒有破壞，但變形超出允許值，妨礙建筑物正常使用；3.變形逐漸縮小，建筑物趨于穩(wěn)定，達(dá)一定程度，可終止觀測。概述變形觀測的精度和頻率精度1.視目的及變形值大小而異，很難有一個明確的規(guī)定；2.監(jiān)視建筑物安全，精度要求稍低，滿足預(yù)警需要即可；3.71年國際測量工作者聯(lián)合會(FIG)建議 小于允許變形值的1/10～1/20；4.研究變形規(guī)律，精度盡可能高，精度會影響觀測成果的可靠性；5.考慮設(shè)備條件、工作量情況。頻率載荷變化；變形速率。變形觀測的精度和頻率注意觀測精度和頻率相關(guān)，在一個周期內(nèi)變形值遠(yuǎn)大于觀測誤差，結(jié)果才是可靠的。基準(zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)基準(zhǔn)點穩(wěn)固的控制點；選在變形區(qū)域以外；地質(zhì)條件穩(wěn)定；附近沒有震動源。工作基點在變形點附近；相對穩(wěn)定；直接對變形點進(jìn)行觀測，稱過渡點?；鶞?zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)強(qiáng)制對中器減少儀器對中誤差；埋設(shè)高度1.3m左右；墩頂安設(shè)儀器連接器；構(gòu)造中間有一螺孔，用連接螺栓來固定儀器；也可將儀器的三個腳螺栓放置在互成120°的槽內(nèi)，以使儀器中心與三條槽的交會點對準(zhǔn)。基準(zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)變形點在變形觀測時，對建筑物選擇的代表性點，也稱為觀測點。要求

1.變形點要與建筑物固連，保證與建筑物一起變化；

2.每次觀測點位相同，設(shè)置觀測標(biāo)志；

3.變形點的數(shù)量和位置，要能夠全面反映建筑物變形的情況，顧及觀測方便。例如

1.工業(yè)與民用建筑，在建筑物四角及荷載變化、樓層數(shù)變化以及地質(zhì)條件變化處；2.大型建筑物，沿周邊每隔10～20m處布設(shè)一點；3.水準(zhǔn)測量垂直位移，在墻體底部離地面0.8m左右處，埋設(shè)凸出墻面的金屬觀測標(biāo)志。標(biāo)志要與墻體內(nèi)的鋼筋焊在一起，以保證它們的整體性；4.橋墩垂直位移觀測，變形點宜布設(shè)在墩頂?shù)乃慕?，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?；鶞?zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)基準(zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)水平位移變形點布設(shè)

1.視建筑物的結(jié)構(gòu)、觀測方法及變形方向而異；

2.位移原因 地震； 巖體滑動； 側(cè)向的土壓力和水壓力； 水流的沖擊。

3.有些位移方向已知 水壩； 橋墩。

4.有些不知道 地震?；鶞?zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)對策

1.不同情況，采用不同觀測方法；

2.變形點布設(shè)要求也不一樣；

3.變形點位置必須具有變形代表性；

4.必須與建筑物固連；

5.要與基準(zhǔn)點或工作基點通視；

6.如可安置覘標(biāo)或儀器，應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制對中器；

7.如不能安置覘標(biāo)，應(yīng)設(shè)置清晰、易于照準(zhǔn)的目標(biāo)，其顏色和圖案的選擇，應(yīng)有利于提高照準(zhǔn)的精度。

基準(zhǔn)點與變形點的構(gòu)造與布設(shè)垂直位移觀測原因地下水位升降；荷載的作用；地震。特點

1。沒其它外力作用時，多數(shù)呈下沉現(xiàn)象；（沉降觀測）

2。建筑物施工開挖基槽后，深部地層由于荷載減輕而升高，這種現(xiàn)象稱為回彈。（回彈觀測）垂直位移

1。高程依據(jù)--水準(zhǔn)基點；

2。定期測出變形點相對于水準(zhǔn)基點的高差；

3。求出變形點高程；

4。比較各周期的高程，得出變形點高程變化的大小及規(guī)律。水準(zhǔn)基點組成垂直位移監(jiān)測網(wǎng)，可布設(shè)成閉合環(huán)、結(jié)點或附合水準(zhǔn)路線。等級相鄰基準(zhǔn)點高差中誤差(mm)每站高差中誤差(mm)往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm)檢測已測高差較差(mm)使用儀器、觀測方法及要求一等±0.3±0.070.15

n0.2

n宜按國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測二等±0.5±0.130.30

n0.5

n宜按國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測三等±1.0±0.300.60

n0.8

n宜按國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測四等±2.0±0.701.40

n2.0

n宜按國家三等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測注：n為測段的測站數(shù)垂直位移觀測工作基點觀測1.每年1~2次與水準(zhǔn)基點的聯(lián)測，以檢查工作基點是否發(fā)生變動；2.聯(lián)測盡可選擇固定的月份，即保證外界條件基本相同，以減少外界條件變化對成果的影響。垂直位移觀測等級高程中誤差(mm)相鄰點高差中誤差(mm)觀測方法往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm)一±0.3±0.15除按國家一等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測外，尚需設(shè)雙轉(zhuǎn)點，視線≤15m，前后視距差≤0.3m，視距累計差≤1.5m0.15n二±0.5±030按國家一等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測0.30n三±1.0±0.50按國家二等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測0.60n四±2.0±1.00按國家三等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測1.40n注：n為測段的測站數(shù)

垂直位移觀測方法有多種，最常用是水準(zhǔn)測量，其精度等級和技術(shù)要求：垂直位移觀測多周期重復(fù)觀測，精度高，為了避免誤差的影響，尚需注意以下各點：1．設(shè)置固定的測站與轉(zhuǎn)點，使每次觀測在固定的位置上進(jìn)行；2．人員固定，以減少人差的影響；3