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建 构 筑物变形监测 变形监测概述 变形监测目的 变形监测内容 建筑物沉降观测 变形监测概述 意大利比莎斜塔 资料介绍 八层 高55m 1 6层为大理石砌 7 8为青砖石砌 内7 65m 呈圆环形 1173年 1371年竣工 经过198年建到四层倾斜 停工94年 复建到第七层又停工83年 再建时第八层明显有转折 经测量 塔北侧沉降为量为90cm 塔南侧沉降为量为270cm 向南倾5 5 塔顶离开竖向中心线为5m 倾斜值为0 093原因 1 地基粉砂土 施工不慎 粉砂外挤 偏心荷载南侧压力大 造成倾斜 2 塔基地压力大 超过地基承受力 下沉 3 比萨平原深层抽水 使水位下降相当于大面积加载 天津市人民会堂办公楼与新建天津市科学会堂学术楼相邻 30m开裂宽度100mm原因 两楼太近 学术楼产生地基附加应用 扩散到办公楼地基中 造成下沉 学术楼 高22m长27m宽18m 高5 6m 办公楼 长27m宽5m 天津市人民会堂办公楼墙体开裂情况 1986年7月摄 香港 重庆人口稠密建筑密集 所以房子建在山坡上 一次滑坡造成数万立方米土下滑 土下滑造成建筑物倒塌 北京昆仑饭店29层 高102m 深基槽长190m 宽79m 深12 5m 滑坡长10m 宽3m 高7m 原因 边坡太陡 二 变形监测目的 通过对变形体动态监测 获得精确观测数据 对监测数据综合分析 达到以下目的 对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形作出预报 提供施工和管理方法 以便及时采取措施 保证工程质量和建筑物安全 了解变形机理 验证工程设计理论和地壳运动假说 对采用新结构 新材料 新工艺性能做出客观评价 建立正确的监测预报理论和方法 三 变形监测内容 一 内部监测内部应力 应变监测动力特性监测加速度监测二 外部监测 沉降监测位移监测倾斜监测裂缝监测挠度监测 静态监测 动态监测 四 变形监测特点 测量精度高 一般位置精度为1mm 相对精度1ppm 重复观测 测量时间跨度大 观测时间和重复周期取决于观测目的 变形量量大小和速度 严密数据处理方法 数据量大 变形量小 变形原因复 变形资料提供快和准确 五 外部变形监测基本方法 1 常规大地测量方法 几何水准测量三角高程测量三角 边 测量 交会测量导线测量全站仪自动跟踪测量 北京西客站沉降观测 沉降观测基准点 沉降观测基准点 沉降观测基准点 在施工现场进行沉降观测 沉降观测现场 桥沉降观测 电视塔沉降观测 北京凯康大厦沉降观测 中央彩电中心沉降观测 中央彩电发射塔倾斜与日照变形观测 雄伟的二滩水电站大坝 使用TCA 2003A全站仪对大坝变形自动观测 2 摄影测量方法 空中摄影测量 近景摄影测量 地面摄影测量 框幅式立体摄影测量CCD立体摄影测量PSD立体摄影测量三维激光扫描测量 多光谱遥感合成孔径雷达和干涉测量 2 物理仪器法 激光准直仪测量倾斜仪测量静力水准测量应变仪测量 3 空间测量技术 甚长基线干涉测量 VLBI 卫星激光测距全球卫星定位系统 GPS LONASS双星 利用GPS进行变形监测 在Palabora地区进行的GPS结果 在Helmert转后 GPS测站观测时间 对于5颗以上卫星 10分钟观测时间 一个监测周期坐标比较常规值减快速静态结果 基坑工程施工现场 11 2建筑物沉降观测 一 概述建筑物沉降 是指建筑物及其基础在垂直方向上的变形即垂直位移 通过测定观测点与基准点之间高差随时间变化量 被测建筑物 深基坑高层建筑物重要厂房柱基及主要设备基础高大构筑物 水塔 烟囱 高炉等人工加固地基等采用方法 精密水准测量静力水准测量 二 沉降观测监测网的布设 沉降观测监测网点包括基准点和观测点1 基准点 是沉降观测的基准 应埋设在建筑物变形影响范围之外 距开挖边线50m之外 按二 三等水准点规格埋石 个数不少于3个 2 观测点 观测点设立在变形体上 能反应变形的特征点深基坑支护结构观测点埋设在锁口架上 一般20m埋设一个 在支护的阳角处和距基坑很近的原建筑物应加密观测点 建筑物 在建筑物四角沿外墙间隔10 15米处布设 在柱上每隔2 3根柱设一个点 圆形构筑物 在基础轴线对称部位设点 不少于四个点 不同建筑物分界处 人工地基和天然地基接壤处 烈缝 伸缩缝处 不同高度建筑交接处 新旧建筑物交接处 3 观测点埋设 3 观测点埋设 3 观测点埋设 三 精密水准测量方法 观测周期1 基准点应在建筑物基坑开挖前布设 并与已知水准点联测 2 观测点埋设稳定后 应与基准点联测两次 作为沉降观测数据处理基础 3 施工过程中深基坑开挖时 1 2天 出现暴雨 管涌应加密浇筑地下室底扳后 3 4天建筑物主体施工 1 2层结构封顶后 3个月竣工投入使用 3个月 直至沿体稳定 2 观测方法 仪器技术标准观测方法限差 mm 精密水准仪二等水准测量闭合水准闭合差容许值 0 6附合水准n的开方精度要求 一般建筑物能反映2mm重要建筑物能反映1mm精密工程0 2mm 采用专用记录手簿 逐步检查3 成果整理每次观测当日计算成果 分析成果 及时上报沉降结果绘制沉降曲线图沉降观测总结报告 计算各观测点高程 计算相邻两次观测沉降量 计算累积沉降量 四 静力水准测量方法 静力水准测量 根据静止液体在重力作用下 保护同一水准面的原理 测定观测点的高程变化 从而得到沉降 可达到二等水准精度 2 静力水准仪 由测高仪 观测器 控制系统 溢水器 连通道等构成 五 建筑物水平位移测量1 水平位移 指建筑水平内的变形 表现为不同时期的平面坐标或距离的变化 2 常用方法 基准线法导线法前方交会法 基准线法小三角活动觇标法激光准直法引张线法 六 基准线法测水平位移 1 基准线法 AB观测墩工作基点 2 小三角法 2 引张线法 是利用一根在两端拉紧的钢丝 或高强尼龙丝 建立基准面来测定偏移值的方法 六 导线法和前方交会法 此方法常用于非直线建筑物 如曲线型建筑物的位移测量 采用无定向导线 利用A B连线为x轴假定坐标系 七 建筑物倾斜测量 倾斜原因 建筑物不均匀的水平位移 高程建筑物建筑物不均匀的沉降 基础倾斜多层和高层建筑物基础倾斜容许值 高耸结构基础的倾斜容许值 测量方法 一 深基坑的倾斜测量 采用钻孔测斜仪测斜仪探头 竖直角传感器 圆气泡测倾斜方位传感器 指南针测方位CCD摄象系统微机 将图象处理成坐标 二 房物建筑的倾斜观测 直接利用经纬仪投点法测量 三 塔式建筑物的倾斜测量测定顶部中心相对于底部中心的偏心位移量 八 挠度和裂缝测量 挠度测量 一 挠度测量 是通过测量建筑物沉降量计算得到 二 裂缝