工程测量37045.doc

1 什么叫物体的变形？如何分类？各有哪些内容？物体的形状变化统称为变形。变形通常分为两类：自身的变形和相对于参照物的运动。自身的变形主要包括伸缩、错动（或者叫剪切）、弯曲和扭转四种变形。相对于参照物的运动又包含了物体整体的平移、转动、升降和倾斜.2 引起工程变形的原因有哪些？（一）客观原因(1)建筑物的自重、使用中的动荷载；(2)振动或风力等因素引起的附加荷载；(3)建筑物结构的型式；(4)地下水位的升降及其对基础的侵蚀作用；(5)地基土在荷载与地下水位变化影响下产生的各种工程地质现象；(6)温度的变化；(7)建筑物附近新工程施工对地基的扰动，等等。（二）主观原因 (1)地质勘探不充分，例如：没发现地基下的旧河道； (2)设计错误，例如对土的承载力，各种荷载估计错误，对当地的地基土特性了解不够，套用其他地方的做法造成的错误，结构计算中的失误，等等； (3)施工质量差，例如地基基础处理不当，使用了较差的材料，由于砂石没有洗净或者水分过多或者保养不当致使混凝土强度减弱，等等； (4)施工方法不当，例如软土上施工时由于没有处理好地下水或基坑壁的保护引起显著的地面沉降和位移，打桩使附近地面隆起引起上面的建筑物变形，高耸建筑物施工时没顾及大风的影响，钢结构施工时没顾及日照及气温变化的影响，巨大钢构件焊接时没注意保温，让灼热的焊缝过快冷却产生巨大 - 337 -的热应力等不良后果，等等。3 什么叫变形监测？什么叫变形体？变形监测作用是什么？变形监测有哪些内容？变形监测有何特点?变形监测，又称变形测量或变形观测，是对变形体（也即被监测的对象或物体）进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征。变形体一般包括工程建（构）筑物（以下简称工程建筑物）、机器设备以及其他与工程建设有关的自然或人工对象（一）实用上的作用 保障工程安全，监测各种工程建筑物、机器设备以及与工程建设有关的地质构造的变形，及时发现异常变化，对其稳定性、安全性做出判断，以便采取措施处理，防止事故发生。（二）科学上的作用 积累监测分析资料，能更好地解释变形的机理，验证变形的假说，为研究灾害预报的理论和方法服务，检验工程设计的理论是否正确，设计是否合理，为以后修改设计、制定设计规范提供依据，如改善建筑的物理参数、地基强度参数，以防止工程破坏事故，提高抗灾能力等。变形监测主要包括水平位移监测，垂直位移监测，偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等的测量。变形监测的最大特点就是对变形体监测点进行周期观测，以求得变形体在两个周期间的变形值和瞬时变形值。所谓周期观测就是多次的重复观测，第一次称初始周期或零周期。每一周期的观测方案如监测网的图形、使用仪器、作业方法乃至观测人员都要一致。4 变形监测的精度如何确定？ 变形监测的精度要求，主要取决于该项工程预计进行变形监测的目的和允许变形值的大小。 （一）根据变形监测目的来确定监测精度 （二）根据工程允许变形值的大小来确定监测精度5在建筑物变形测量规程中，对于最终沉降量和最终位移量的观测中误差有何规定？如何应用？ 1最终沉降量的观测中误差应按下列规定确定： (1)绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）的观测中误差，对于特高精度要求的工程可按地基条件，结合经验与分析具体确定；对于其他精度要求的工程，可按低、中、高压缩性地基土的类别，分别选 - 3390.5 mm,1.0 mm,2.5 mm。 (2)相对沉降（如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）、局部地基沉降（如基坑回弹、地基土分层沉降等）以及膨胀土地基变形等的观测中误差，均不应超过其变形允许值的嘉。 (3)建筑物整体性变形（如工程设施的整体垂直挠曲等）的观测中误差，不应超过允许垂直偏差的击。 (4)结构段变形（如平置构件挠度等）的观测中误差，不应超过变形允许值的吉。 (5)对于科研项目变形量的观测中误差，可视所需提高观测精度的程度，将上列各项观测中误差乘以一号系数后采用。 2最终位移量的观测中误差应按下列规定确定： (1)位移量分绝对位移量s和相对位移量A。绝对位移（如建筑物基础水平位移、滑*坡位移等）通常难以给定位移的允许值，一般是根据设计、施工要求，并参照同类或类似项目的经验确定观测精度。 (2)相对位移（如基础的位移差、转动挠曲等）、局部地基位移（如受基础施工影响的位移、挡土设施位移等）的观测中误差，均不应超过其变形允许值分量的嘉（分量值按变形允许值的去采用，下同）。 (3)建筑物整体性变形（如建筑物的顶部水平位移、全高垂直度偏差、工程设施水平轴线偏差等）的观测中误差，不应超过其变形允许值分量的南。 (4)结构段变形（如高层建筑层间相对位移、竖直构件的挠度、垂直偏差等）的观测中误差，不应超过其变形允许值分量的吉。 (5)对于科研项目的变形量观测中误差，可视所需提高观测精度的程度，将上列各项观测中误差乘以一号系数后采用。 需要注意的是，当给定多个同类型变形允许值时，应分别估算观测中误差，并取其中的最小值作为最终的观测中误差。6变形监测的测量等级和精度是如何规定的？ 表14 -1 变形监测的测量等级及精度变形测量 沉降观测 位移观测 等级 观测点测站高差中误差 /mm 观测点坐标中误差 mm 适 用 范 围 特级 0. 05 0.3 特高精度要求的特种精密工程和各重要科研项 目变形观测 一级 0. 15 1.0 高精度要求的大型建筑物和科研项目变形观测 二级 0. 50 3O 中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测 重要建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测 三级 1. 50 10.0 低精度要求的建筑物变形观测；一般建筑物主 体倾斜观测、场地滑坡观测注：(l)观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量相邻观测点相对高差中误差。 (2)观测点坐标LtirX差，系指观测点相对于测站点（如工作基点等）的坐标中误差、坐标差中误差以及等价的观测点相对于基准线的7如何确定变形监测方案？ 根据模拟监测网的网型、观测方案、模拟观测值及观测精度等信息，用控制网优化设计方法，即可求得网中最弱点相应观测值的中误差8如何确定变形监测的周期？ 变形监测精度、观测周期与变形速度之间有何关系？ 变形监测重复观测的时间间隔称为观测周期。变形观测周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则。观测周期取决于变形的大小、速度及观测的目的。 tk2m/v 观测周期t 观测精度m 变性发展的速度v9什么叫监测点、工作基点、基准点？三者之间有何关系？ 在建筑物上选择一些具有代表性的、能反映建筑物变形的特征点进行观测，用点的变形来反映工程建筑物整体的变形，这些点称为变形监测点 为了测定监测点的变形，则必须设置一些稳定不变的参考点（叫做基准点） 通常要在靠近观浸0点、便于观测的地方设置一些相对稳定的工作点，称为工作基点。工作基点是基准点和变形监测点之间的联系点。10.什么叫垂直位移观测？垂直位移观测基准点布置有何要求？常见的垂直位移基准点有哪些？ 所谓垂直位移观测，又叫沉降观测，即测定变形体的高程随时间而产生的位移大小、位移方向，并提供变形趋势及稳定预报而进行的测量工作。 垂直位移观测基准点一般称为水准基点，是测定各变形观测点垂直位移（沉降）的起算点，水准基点的稳定程度直接影响着观测成果的可靠性。水准基点一般应不少于3个。 深埋双金属水准基点标石Il.简要说明深埋双金属水准基点标石的工作原理。 设以钢、铝制成的两根金属管，原长均为L。，温度变化At引起的伸长量分别为ALtw和ALiii，则： ALiw=Lo。a钢A ALai 2 Loa智】。At已知： atg=0.000 012qC，仅销=0.000 024C则：些盟一AL,aiLo . a俐 . AtLc, aw . At- 0.000012 L (14 -3 -1)- 0.000 024 - 2所以： AL,ai=2AL,cw = AL,ew - ALa.i=- AL钢也即： ALiw =-A,ALtii=- 2A (14 -3 -2) 深埋双金属管水准标志中的金属管也可以用金属丝代替，称为深埋双金属丝水准标志，其原理与上相同。12.垂直位移监测点埋设原则有哪些？ 点位埋设时有何要求？ 监测点埋设时主要有以下原则： (1)应有足够的数量，以便测出整个基础的沉降、倾斜与弯曲，并且能够绘出等沉降值曲线。(2)应考虑建筑物的规模、型式和结构特征，埋没在能够准确反映建筑物沉降的特征点位置。 (3)监测点应与建筑物紧密地结合在一起，确保监测点的沉降能准确反映建筑物沉降。 (4)应便于观测、能长久保存，应尽量保证在整个变形监测期间不受损坏。 点位应选择在下列位置： (1)建筑物的四角点、中点、转角处及沿外墙每隔10一20 m处或每隔23根柱基上。 (2)高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。 (3)建筑物裂缝或沉降缝两侧，基础埋深相差悬殊处，人工地基与天然地基接壤处，不同结构的分界处及填挖方分界处。 (4)宽度大于等于15 m、宽度小于15 m，但地质复杂或膨胀土地区的建筑物，在承重墙内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。 (5)邻近堆置重物处，受振动有显著影响的部位及基础下的暗沟处。 (6)框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。 (7)片筏基础、箱型基础底板或接近基础的结构部分的四角处及其中部位置。 (8)重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。(9)电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点。13.什么叫水平位移观测？常见的水平位移基准点有哪些？ 所谓水平位移观测，即测定变形体的平面位置随时问而产生的位移大小、位移方向，并提供变形趋势及稳定预报而进行的测量工作。 1混凝土观测墩 2. 埋设专门观测标石14.简述倒锤装置的工作原理。 14 - 19(a)是倒锤装置原理图，当钻孔内充满液体时，对中中心与标志中心的相对位置不变，也就是说，如果标志中心是稳定的，则对中中心也是稳定的，其平面位置不会受侧向干扰力影响。图14 -19(b)、(c)是倒锤装置的两种实用结构。对中中心浮体(a)机械式倒锤原理图 (b)机械式倒锤结构之_十 (c)机械式倒锤结构之二 图14 - 19 机械式倒锤装置围15.常见的水平位移照准点标志有哪些？ 根据点位不同情况，通常选用重力平衡球式标、直插式觇牌、旋人式杆状标、屋顶标和墙上标等形式的标志16.什么叫沉降观测？沉降观测的原理是什么？沉降观测的方法有哪些？ 沉降观测，即测定变形体的高程随时间而产生的位移大小、位移方向，并提供变形趋势及稳定预报而进行的测量工作。 即定期测定垂直监测点相对于水准基点的高差，来求得监测点各周期的高程；不同周期相同监测点的高程之差，即为该点的垂直位移值，也即沉降量。通过沉降量我们还可以求出沉降差、沉降速度、基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜等相关资料。 沉降观测的方法主要有水准测量、短视线精密三角高程测量等，其中最常用的是水准测量的方法。17.用水准测量方法进行沉降观测时主要的技术要求有哪些？ 表14 -2 水准观测的视线长度、前后视距差和视线高度(m) 等级 视线长度 前后视距差 前后累积视距差 视线高度 观测仪器 特级 10 0.3 0.5 0.5 DSZos或DSos 一级 30 0.7 1O 0.3 一缀 50 3O 3.0 0.2 DS,或DSos 三级 75 5.0