基坑与桥梁监测

1、工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室建筑基坑：为进行建筑物建筑基坑：为进行建筑物( (包括构筑物包括构筑物) )基础与地下室基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。的施工所开挖的地面以下空间。1.1.建筑基坑建筑基坑工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室近年来，为提高城市土地空间的利用率，以及满足高层建筑抗近年来，为提高城市土地空间的利用率，以及满足高层建筑抗震抗风的结构要求，我国的基坑工程在总体数量、平面尺寸、震抗风的结构要求，我国的基坑工程在总体数量、平面尺寸、开挖深度等方便都得到了快

2、速发展。开挖深度等方便都得到了快速发展。在许多较大型的建筑中，地下室由一层发展到多层，基坑开挖在许多较大型的建筑中，地下室由一层发展到多层，基坑开挖深度从地表下深度从地表下5m-6m5m-6m发展到发展到20m20m以上，此外，在城市地铁、河流以上，此外，在城市地铁、河流污水处理等工程中，基坑工程也占了相当的比例。污水处理等工程中，基坑工程也占了相当的比例。例如：上海静安区最大的标志例如：上海静安区最大的标志性工程性工程嘉里中心南塔楼，嘉里中心南塔楼，地下室共为地下室共为4 4层结构，开挖深层结构，开挖深度达度达31.531.5米。米。1.1.建筑基坑建筑基坑工程变形测量工程变形测量测绘学院工

3、测教研室测绘学院工测教研室1.1.建筑基坑建筑基坑按照按照建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002GB50202-2002，将基坑分为，将基坑分为3 3个级别：个级别：1.1.符合下列情况之一，为一级基坑：符合下列情况之一，为一级基坑：l重要工程或支护结构做主体结构的一部分；重要工程或支护结构做主体结构的一部分；l开挖深度大于开挖深度大于10m; 10m; l与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；基坑；l基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线

4、等需严加保护的基坑。等需严加保护的基坑。2.2.三级基坑为开挖深度小于三级基坑为开挖深度小于7m7m，且周围环境无特别要求，且周围环境无特别要求时的基坑。时的基坑。3.3.除一级和三级外的基坑属二级基坑。除一级和三级外的基坑属二级基坑。 工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室1.1.建筑基坑建筑基坑 基坑在开挖过程中，开挖区的自然状态发生了变化，基基坑在开挖过程中，开挖区的自然状态发生了变化，基坑内外的土体也由原来静止的土压力状态向被动和主动坑内外的土体也由原来静止的土压力状态向被动和主动的土压力状态转变。的土压力状态转变。 应力状态的改变首先引起基坑支护结构承受荷载而内

5、力应力状态的改变首先引起基坑支护结构承受荷载而内力发生改变，其次引起坑内土体隆起、基坑支护结构及其发生改变，其次引起坑内土体隆起、基坑支护结构及其周围土体的侧向位移和沉降，如果内力和变形的量值超周围土体的侧向位移和沉降，如果内力和变形的量值超过允许的范围，将导致基坑的失稳甚至破坏。过允许的范围，将导致基坑的失稳甚至破坏。 目前的基坑工程主要集中在城市，基坑周围有较多的地目前的基坑工程主要集中在城市，基坑周围有较多的地上和地下建构筑物，地上的建构筑物相当于庞大的集中上和地下建构筑物，地上的建构筑物相当于庞大的集中荷载，加剧基坑内外土体的变形，土体的过大变形又促荷载，加剧基坑内外土体的变形，土体的

6、过大变形又促使地上和地下建构筑物产生较大的变形甚至破坏，如地使地上和地下建构筑物产生较大的变形甚至破坏，如地上建构筑物的倾斜、裂缝和地下管线的破裂等。上建构筑物的倾斜、裂缝和地下管线的破裂等。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室2.2.建筑基坑监测的意义建筑基坑监测的意义20082008年年1111月月1515日下午，杭日下午，杭州地铁施工工地发生大面州地铁施工工地发生大面积地面塌陷事故，造成积地面塌陷事故，造成2121人死亡的惨剧。人死亡的惨剧。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室2005年，广州市海珠城广场施工工地发生一起基坑坍塌事故，造成3

7、人死亡、8人受伤。 2.2.建筑基坑监测的意义建筑基坑监测的意义工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（1 1）保证基坑支护结构和邻近建筑物的安全；）保证基坑支护结构和邻近建筑物的安全；（2 2）验证设计所采取的各种假设和参数，并进行及）验证设计所采取的各种假设和参数，并进行及时的修正和完善时的修正和完善 ；（3 3）不断积累工程经验，提高基坑工程设计和施工）不断积累工程经验，提高基坑工程设计和施工的水平。的水平。 基坑监测的目的基坑监测的目的2.2.建筑基坑监测的意义建筑基坑监测的意义工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（1 1）时效性）时效性:

8、 :测量结果是动态变化的，监测需随时测量结果是动态变化的，监测需随时进行，通常进行，通常1-71-7天天1 1次或更频繁。次或更频繁。（2 2）高精度）高精度: :由变形速度可能在由变形速度可能在0.10.1毫米毫米/ /天以内。天以内。（3 3）等精度）等精度: :基坑监测只需要测得相对变化值。使基坑监测只需要测得相对变化值。使用相同仪器，相同位置由同一观测者按相同测量用相同仪器，相同位置由同一观测者按相同测量方案施测。方案施测。 基坑监测的特点基坑监测的特点3.3.建筑基坑监测的特点建筑基坑监测的特点工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要

9、求基坑监测的内容与基本要求 基坑工程施工监测的对象主要为围护结构和周围基坑工程施工监测的对象主要为围护结构和周围环境两大部分；环境两大部分； 围护结构包括围护桩墙、水平支撑、围檩和圈梁围护结构包括围护桩墙、水平支撑、围檩和圈梁、立柱、坑底土层和坑内地下水等；、立柱、坑底土层和坑内地下水等； 周围环境包括周围土层、地下管线、周围建筑和周围环境包括周围土层、地下管线、周围建筑和坑外地下水等；坑外地下水等； 各个监测对象包含不同的监测内容，需要使用相各个监测对象包含不同的监测内容，需要使用相应的监测仪器和仪表。应的监测仪器和仪表。 监测内容监测内容: : 巡视和仪器监测巡视和仪器监测工程变形测量工程

10、变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室序号序号监测对象监测对象监测内容监测内容监测仪器和仪表监测仪器和仪表（一）（一）围护结构围护结构1 1围护桩墙围护桩墙桩墙顶水平位移与沉降桩墙顶水平位移与沉降全站仪、水准仪等全站仪、水准仪等桩墙深层位移桩墙深层位移测斜仪等测斜仪等桩墙内力桩墙内力钢筋应力传感器、频率仪等钢筋应力传感器、频率仪等桩墙水土压力桩墙水土压力压力盒、孔隙水压力探头、频压力盒、孔隙水压力探头、频率仪等率仪等2 2水平支撑水平支撑轴力轴力钢筋应力传感器、位移计、频钢筋应力传感器、位移计、频率仪等率仪等3 3围檩、圈梁围檩、圈梁内力内力钢筋应力传感器、频率仪等钢筋应力传感器、频率仪

11、等水平位移水平位移全站仪等全站仪等4 4立柱立柱沉降沉降水准仪等水准仪等5 5坑底土层坑底土层隆起隆起水准仪等水准仪等6 6坑内地下水坑内地下水水位水位监测井、孔隙水压力探头、频监测井、孔隙水压力探头、频率仪等率仪等4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（二）（二）周围环境周围环境7 7周围土层周围土层分层沉降分层沉降分层沉降仪、频率仪等分层沉降仪、频率仪等水平位移水平位移全站仪等全站仪等8 8地下管线地下管线沉降沉降水准仪等水准仪等水平位移水平位移全站仪等全站仪等9 9周围建筑周围建筑沉降沉降水准仪等水准仪等倾斜倾

12、斜全站仪等全站仪等裂缝裂缝裂缝监测仪等裂缝监测仪等1010坑外地下水坑外地下水水位水位监测井、孔隙水压力探头、监测井、孔隙水压力探头、频率仪等频率仪等分层水压分层水压孔隙水压力探头、频率仪等孔隙水压力探头、频率仪等4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（1 1）围护桩墙顶水平位移监测）围护桩墙顶水平位移监测水平位移监测方法有极坐标水平位移监测方法有极坐标法、前方交会法、视准线法法、前方交会法、视准线法等多种，由于全站仪的普及等多种，由于全站仪的普及及应用，目前也可以采用全及应用，目前也可以采用全站仪坐标测量功能直接测

13、定站仪坐标测量功能直接测定测点的坐标，并通过测点的测点的坐标，并通过测点的坐标计算相邻周期的位移量坐标计算相邻周期的位移量和累积位移量。和累积位移量。4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室高精度全站仪自由设站法高精度全站仪自由设站法4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（1 1）围护桩墙顶水平位移监测）围护桩墙顶水平位移监测工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室基坑开挖前，测点坐标应至少连续观测基坑开挖前，测点坐标应至少连续观测2 2次，取无明次，取无明显差异结果的平均值作为坐

14、标初始值。显差异结果的平均值作为坐标初始值。为了充分描述基坑的变形情况，便于施工监理和施为了充分描述基坑的变形情况，便于施工监理和施工单位的理解和把握，位移的方向一般确定为基坑工单位的理解和把握，位移的方向一般确定为基坑的纵横轴线方向。的纵横轴线方向。4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（1 1）围护桩墙顶水平位移监测）围护桩墙顶水平位移监测工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室一般采用精密水准测量方法。一般采用精密水准测量方法。在一个测区内，应设置在一个测区内，应设置3 3个以上基准点，基准点要个以上基准点，基准点要设置在距离基坑开挖深度设置在距离基

15、坑开挖深度5 5倍距离之外稳定的地方。倍距离之外稳定的地方。测量时，一般自工作基点经过各个监测点形成一测量时，一般自工作基点经过各个监测点形成一条或多条闭合路线，如果特殊点位只能采用支水准条或多条闭合路线，如果特殊点位只能采用支水准路线进行监测，应进行往返测量，往返高差之差也路线进行监测，应进行往返测量，往返高差之差也应满足精密水准测量相应的观测要求。应满足精密水准测量相应的观测要求。 （2 2）围护桩墙顶沉降监测）围护桩墙顶沉降监测4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（3 3）深层水平位移监测）深层水平位移监测

16、深层水平位移指基坑围护桩墙和土体在不同深度深层水平位移指基坑围护桩墙和土体在不同深度上的水平位移，通常采用测斜仪测量。上的水平位移，通常采用测斜仪测量。 测斜仪由测斜管、测斜探头、连接电缆和测读仪组成。测斜仪由测斜管、测斜探头、连接电缆和测读仪组成。 测斜管一般在基坑开挖前埋设于围护桩墙和土体内，根据测斜管一般在基坑开挖前埋设于围护桩墙和土体内，根据其制造材料可分为塑料（其制造材料可分为塑料（PVCPVC）和铝合金两种；）和铝合金两种； 规范要求：规范要求：当测斜管埋设在围护墙体内，测斜管长度不宜小于当测斜管埋设在围护墙体内，测斜管长度不宜小于围护墙的深度；围护墙的深度；当测斜管埋设在土体中，

17、测斜管长度不宜小于基坑当测斜管埋设在土体中，测斜管长度不宜小于基坑开挖深度的开挖深度的1.51.5倍，并应大于围护墙的深度。以测斜倍，并应大于围护墙的深度。以测斜管底为固定起算点时，管底应嵌入到稳定的土体中。管底为固定起算点时，管底应嵌入到稳定的土体中。4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室l深层水平位移监测点的点位与数量根据设计深层水平位移监测点的点位与数量根据设计和工程需要确定。和工程需要确定。l一般来说，基坑的短边中间部位应布设一个一般来说，基坑的短边中间部位应布设一个监测点，长边上应每隔监测点，长边上应每隔3

18、0m30m左右布设一个监测左右布设一个监测点。点。l监测深度一般与围护桩墙深度一致，深度方监测深度一般与围护桩墙深度一致，深度方向的测点间距一般取向的测点间距一般取0.5-1.0m0.5-1.0m。4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（3 3）深层水平位移监测）深层水平位移监测工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（4 4）土体分层沉降监测）土体分层沉降监测 土体分层沉降是指地表以下不同深度处土层内点土体分层沉降是指地表以下不同深度处土层内点的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪结合水准的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪结合水准测量方法测量。测量方法测量。

19、4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室土体分层沉降监测的初始值应在分层竖向位移标土体分层沉降监测的初始值应在分层竖向位移标埋设稳定后量测，稳定时间不应少于埋设稳定后量测，稳定时间不应少于1 1周并获得稳周并获得稳定的初始值；监测精度不宜低于定的初始值；监测精度不宜低于1.5mm1.5mm。每次测量应重复进行每次测量应重复进行2 2次并取其平均值作为测量次并取其平均值作为测量结果，结果，2 2次读数较差应不大于次读数较差应不大于1.5mm1.5mm。采用分层沉降仪法监测时，每次监测均应测定管采用分层沉降仪法监测时，每次

20、监测均应测定管口高程的变化，并换算出测管内各监测点的高程口高程的变化，并换算出测管内各监测点的高程 4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（4 4）土体分层沉降监测）土体分层沉降监测工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（5 5）基坑回弹监测）基坑回弹监测基坑开挖后，由于卸除地基土自重，引起基坑底面基坑开挖后，由于卸除地基土自重，引起基坑底面及坑外一定范围内土体相对于开挖前的回弹变形，及坑外一定范围内土体相对于开挖前的回弹变形，称基坑回弹。称基坑回弹。当建筑物荷载加上去以后，回弹量会逐渐消失。如当建筑物荷载加上去以后，回弹量会逐渐消失。如果我们不知道回弹

21、量有多大，则可能把坑底果我们不知道回弹量有多大，则可能把坑底“超超挖挖”，其后果要消耗大量的建筑材料来抵偿这部分，其后果要消耗大量的建筑材料来抵偿这部分超挖量，或者建筑物将低于原设计标高。超挖量，或者建筑物将低于原设计标高。基坑回弹测量的要点在于在基坑开挖之前先测得坑基坑回弹测量的要点在于在基坑开挖之前先测得坑底土层的高程。待基坑挖到设计深度以后复测该土底土层的高程。待基坑挖到设计深度以后复测该土层的高程。两高程之差即基坑回弹量层的高程。两高程之差即基坑回弹量。 4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室（5 5）基坑回

22、弹监测）基坑回弹监测基坑回弹可采用基坑回弹可采用回弹监测标回弹监测标和和深层沉降标深层沉降标进行监测进行监测，如果进行分层沉降监测，当分层沉降环埋设于基，如果进行分层沉降监测，当分层沉降环埋设于基坑开挖面以下时，监测到的土层隆起也相当于基坑坑开挖面以下时，监测到的土层隆起也相当于基坑回弹量。回弹量。4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（5 5）基坑回弹监测）基坑回弹监测基坑回弹监测点根据基坑形状及地质条件布设，基坑回弹监测点根据基坑形状及地质条件布设，以最少的

23、点数测出所需各纵横面回弹量为原则，以最少的点数测出所需各纵横面回弹量为原则，可利用回弹变形的近似对称特性布点。可利用回弹变形的近似对称特性布点。基坑中央和距离坑底边缘约基坑中央和距离坑底边缘约1/41/4坑底宽度处应坑底宽度处应布点，方形、圆形基坑可按单向对称布点，矩形布点，方形、圆形基坑可按单向对称布点，矩形基坑可按纵横向对称布点，复合矩形基坑可多向基坑可按纵横向对称布点，复合矩形基坑可多向布点。布点。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（6 6）支挡结构内力监测）支挡结构内力监测支护结构可根据条件，选用排桩、地

24、下连续墙、水泥土墙、支护结构可根据条件，选用排桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡或采用上述型式的组合。逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡或采用上述型式的组合。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（6 6）支挡结构内力监测）支挡结构内力监测采用钢筋混凝土材料制作的基坑支挡构件，其内采用钢筋混凝土材料制作的基坑支挡构件，其内力或轴力通常是在钢筋混凝土中埋设钢筋计，通力或轴力通常是在钢筋混凝土中埋设钢筋计，通过测定构件受力钢筋的应力或应变，根据钢筋与过测定构件受力钢筋的应力或应变，根据钢筋与混凝土的变形协调

25、原理进行计算。混凝土的变形协调原理进行计算。 工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求（7 7）周围环境监测）周围环境监测周围环境主要指基坑开挖周围环境主要指基坑开挖3 3倍深度范围内的建倍深度范围内的建构筑物和管线，主要为沉降监测。构筑物和管线，主要为沉降监测。建构筑物测点主要布设在墙角、柱身等特征部建构筑物测点主要布设在墙角、柱身等特征部位，能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降。位，能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降。管线上测点的布设要考虑其重要性和变形的敏管线上测点的布设要考虑其重要性和变形的敏感性，如上水管承接式

26、接头应按感性，如上水管承接式接头应按2-32-3节度布设节度布设1 1个个监测点，有弯头和丁字形接头处应布设监测点。监测点，有弯头和丁字形接头处应布设监测点。 工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求监测内容的确定监测内容的确定对一个具体的基坑工程，监测内容应根据具体对一个具体的基坑工程，监测内容应根据具体情况而定，主要取决于工程的设计要求、地质情况而定，主要取决于工程的设计要求、地质条件、规模大小、周围环境以及建设单位的要条件、规模大小、周围环境以及建设单位的要求等。求等。国家行业标准国家行业标准建筑基坑支护技术规程

27、建筑基坑支护技术规程JGJ120-99规定的基坑侧壁安全等级，以及规定的基坑侧壁安全等级，以及据此等级确定的监测内容：据此等级确定的监测内容：工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室基坑工程安全等级及监测内容基坑工程安全等级及监测内容监测内容监测内容安全等级安全等级一级一级二级二级三级三级支护结构水平位移支护结构水平位移周围建筑物及地下管周围建筑物及地下管线变形线变形地下水位地下水位桩墙内力桩墙内力 锚杆拉力锚杆拉力 支撑轴力支撑轴力 立柱变形立柱变形 土体分层沉降土体分层沉降 支护结构侧向压力支护结构侧向压力 应测；宜测；可测。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测

28、绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求基坑监测的频率基坑监测的频率基坑工程监测频率的确定应以能系统反映监测对象基坑工程监测频率的确定应以能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻为原所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则。则。基坑工程监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施基坑工程监测工作应贯穿于基坑工程和地下工程施工全过程。监测工作应从基坑工程施工前开始，直至工全过程。监测工作应从基坑工程施工前开始，直至地下工程完成为止。对有特殊要求的基坑周边环境的地下工程完成为止。对有特殊要求的基坑周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结

29、束。监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束。监测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及监测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而确定。当监测值相对稳定时，可适变化和当地经验而确定。当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。当降低监测频率。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.基坑监测的内容与基本要求基坑监测的内容与基本要求基坑监测的频率基坑监测的频率基坑基坑类别类别施工进程施工进程基坑设计深度基坑设计深度5m5m5 510m10m101015m15m1

30、5m15m一级一级开挖深度开挖深度（m m）5 51 1次次/1d/1d1 1次次/2d/2d1 1次次/2d/2d1 1次次/2d/2d5 510101 1次次/1d/1d1 1次次/1d/1d1 1次次/1d/1d10102 2次次/1d/1d2 2次次/1d/1d底板浇筑底板浇筑后时间后时间（d d）7 71 1次次/1d/1d1 1次次/1d/1d2 2次次/1d/1d2 2次次/1d/1d7 714141 1次次/3d/3d1 1次次/2d/2d1 1次次/1d/1d1 1次次/1d/1d141428281 1次次/5d/5d1 1次次/3d/3d1 1次次/2d/2d1 1次次/1

31、d/1d28281 1次次/7d/7d1 1次次/5d/5d1 1次次/3d/3d1 1次次/3d/3d二级二级开挖深度开挖深度（m m）5 51 1次次/2d/2d1 1次次/2d/2d5 510101 1次次/1d/1d底板浇筑底板浇筑后时间后时间（d d）7 71 1次次/2d/2d1 1次次/2d/2d7 714141 1次次/3d/3d1 1次次/3d/3d141428281 1次次/7d/7d1 1次次/5d/5d28281 1次次/10d/10d1 1次次/10d/10d工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室安全等级安全等级一级一级二级二级三级三级破坏程度破

32、坏程度很严重很严重严重严重不严重不严重工工程程复复杂杂程程度度基坑深度（基坑深度（m m）149149地下水埋深（地下水埋深（m m）5软土层厚度（软土层厚度（m m）52 252基坑与周围建筑边缘基坑与周围建筑边缘净距（净距（m m）1.0h1.0h监控内容监控内容监控监控值值设计设计值值监控监控值值设计设计值值墙顶位移（墙顶位移（mmmm）3030505060608080宜按二级标准宜按二级标准控制，当环境控制，当环境条件许可时可条件许可时可适当放宽适当放宽墙体最大位移（墙体最大位移（mmmm）606080809090120120地面最大沉降（地面最大沉降（mmmm）30305050606

33、0100100最大差异沉降（最大差异沉降（mmmm）6/10006/100012/100012/1000变形允许值变形允许值工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室桥梁变形监测桥梁变形监测工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部指主要承重结构和桥面系；下部结构包括桥台、上部指主要承重结构和桥面系；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工

34、程等。护岸、导流工程等。按形式和构造主要分为梁式桥、拱式桥、桁架桥、悬索桥、按形式和构造主要分为梁式桥、拱式桥、桁架桥、悬索桥、斜拉桥斜拉桥按建筑材料分类可分为木桥、索桥、钢桥、钢筋混凝土按建筑材料分类可分为木桥、索桥、钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、混合桥等桥、预应力混凝土桥、混合桥等按跨径分类：特大桥按跨径分类：特大桥: :桥梁总长桥梁总长L500mL500m。 大桥大桥:100mL:100mL500m500m。 中桥中桥:30m:30mL L100m100m。 小桥小桥:8mL30m:8mL30m。 涵洞涵洞: L: L8m8m工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教

35、研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容悬索桥亦称吊桥，主要承力部分是桥两端的两根塔悬索桥亦称吊桥，主要承力部分是桥两端的两根塔架，在这两根塔架间的悬索拉住桥的桥面。为了保架，在这两根塔架间的悬索拉住桥的桥面。为了保障悬索桥的稳定性，两根塔架外的另一面也有悬索，障悬索桥的稳定性，两根塔架外的另一面也有悬索，这些悬索保障塔架本身受的力是垂直向下的。这些这些悬索保障塔架本身受的力是垂直向下的。这些悬索连接到桥两端埋在地里的锚锭中。有些悬索桥悬索连接到桥两端埋在地里的锚锭中。有些悬索桥的塔架外还有两个小一些的桥面，它们可以由小一的塔架外还有两个小一些的桥面，它们可以由小一些的悬索拉住，或由主

36、索拉住。些的悬索拉住，或由主索拉住。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容香港的青马大桥是全球最长的公路铁路两用悬索桥，香港的青马大桥是全球最长的公路铁路两用悬索桥，连接青衣北部至马湾和大屿山，全球第连接青衣北部至马湾和大屿山，全球第7 7长的悬索吊长的悬索吊桥桥。桥身总长度桥身总长度2,2002,200米，主跨长度米，主跨长度1,3771,377米，离海面高米，离海面高6262米，桥塔米，桥塔高度则为高度则为206206米。米。大桥采用双层设计，桥的露天上层为快速公路，有盖的下层则大桥采用双层设计，桥的露天上层为快速公路，有盖

37、的下层则为为2 2条港铁东涌线及机场快线的共用路轨，和条港铁东涌线及机场快线的共用路轨，和2 2条供紧急时使用条供紧急时使用的单线行车道路。大桥于的单线行车道路。大桥于19921992年年5 5月月2525日开始动工兴建，耗资日开始动工兴建，耗资71.4471.44亿港元。亿港元。19971997年年5 5月月2222日正式通车。日正式通车。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容斜拉挢或称斜张挢，是指一种由一条或多条主塔与斜拉挢或称斜张挢，是指一种由一条或多条主塔与钢缆组成来支撑桥面的钢缆组成来支撑桥面的桥梁桥梁。苏通大桥工程起

38、于通启高速公路苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。路线全长速公路董浜互通立交。路线全长32.432.4公里，主要由北岸接线工程、公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。部分组成。苏通大桥跨径为苏通大桥跨径为10881088米，是当今米，是当今世界跨径最大世界跨径最大斜拉桥斜拉桥苏通大桥采用高苏通大桥采用高300.4300.4米的混凝土塔，为世界最高桥塔。米的混凝土塔，为世界最高桥塔。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形

39、监测的内容 桥梁变形按其类型可分为桥梁变形按其类型可分为静态变形静态变形和和动态变形动态变形; ; 静态变形是指变形观测的结果只表示在某一期间静态变形是指变形观测的结果只表示在某一期间内的变形值，它是时间的函数。内的变形值，它是时间的函数。 动态变形是指在外力影响下而产生的变形，它是动态变形是指在外力影响下而产生的变形，它是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形，是以外力为函表示桥梁在某个时刻的瞬时变形，是以外力为函数来表示的对于时间的变化。数来表示的对于时间的变化。 桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而桥梁结桥梁墩台的变形一般来说是静态变形，而桥梁结构的挠度变形则是动态变形。构的挠度变形则是动态变形。

40、工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容桥梁墩台的变形观测：桥梁墩台的变形观测： 墩台的垂直位移观测。墩台的垂直位移观测。主要包括墩台特征位置的垂直位移和沿桥轴线方向主要包括墩台特征位置的垂直位移和沿桥轴线方向（或垂直于桥轴线方向）的倾斜观测。（或垂直于桥轴线方向）的倾斜观测。 墩台的水平位移观测。墩台的水平位移观测。其中各墩台在上、下游的水平位移观测称为横向位其中各墩台在上、下游的水平位移观测称为横向位移观测；各墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称移观测；各墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称为纵向位移观测。两者中，以横向位移观测更为为

41、纵向位移观测。两者中，以横向位移观测更为重要。重要。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容（1 1）塔柱顶部水平位移监测；）塔柱顶部水平位移监测；（2 2）塔柱整体倾斜观测；）塔柱整体倾斜观测；（3 3）塔柱周日变形观测；）塔柱周日变形观测；（4 4）塔柱体挠度观测；）塔柱体挠度观测；（5 5）塔柱体伸缩量观测。）塔柱体伸缩量观测。桥梁塔柱的变形观测：桥梁塔柱的变形观测：在斜拉桥和悬索桥上，在斜拉桥和悬索桥上，“桥墩桥墩”主要通过拉杆或主要通过拉杆或拉索扮演。这时它称为拉索扮演。这时它称为“塔塔”。工程变形测量工程变形测量测绘学

42、院工测教研室测绘学院工测教研室3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容指桥面沿轴线的垂直位移情况。指桥面沿轴线的垂直位移情况。桥面变形监测桥面变形监测桥面挠度桥面挠度桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使桥梁的实桥面在外界荷载的作用下将发生变形，使桥梁的实际线形与设计线形产生差异，从而影响桥梁的内部际线形与设计线形产生差异，从而影响桥梁的内部应力状态。应力状态。过大的桥面线形变化不但影响行车的安全，而且对过大的桥面线形变化不但影响行车的安全，而且对桥梁的使用寿命有直接的影响。桥梁的使用寿命有直接的影响。桥梁水平位移主要由基础的位移、倾斜以及外界荷载桥梁水平位移主要由基础的位移、倾斜以及外界荷

43、载（风、日照、车辆等）等引起，对于大跨径的斜拉桥（风、日照、车辆等）等引起，对于大跨径的斜拉桥和悬索桥，风荷载可使桥面产生大幅度的摆动，这对和悬索桥，风荷载可使桥面产生大幅度的摆动，这对桥梁的安全运营十分不利。桥梁的安全运营十分不利。桥面水平位移桥面水平位移指垂直于桥轴线方向的水平位移指垂直于桥轴线方向的水平位移工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室 精密水准测量精密水准测量 三角高程测量三角高程测量 液体静力水准测量液体静力水准测量 压力测量法压力测量法 GPSGPS测量测量 3.3.桥梁变形监测的内容桥梁变形监测的内容垂直位移监测垂直位移监测 水平位移监测水平位移监测

44、 三角测量法三角测量法 交会法交会法 导线测量法导线测量法 基准线法基准线法 测小角法测小角法 GPSGPS观测观测 工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.桥梁基础垂直位移监测桥梁基础垂直位移监测主桥墩台上的观测点，应在墩台顶面的上下主桥墩台上的观测点，应在墩台顶面的上下游两端的适宜位置处各埋设一点，以便研究墩台游两端的适宜位置处各埋设一点，以便研究墩台的沉降和不均匀沉陷（即倾斜变形）。的沉降和不均匀沉陷（即倾斜变形）。观测点的布设观测点的布设在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重在布设监测点时，应遵循既要均匀又要有重点的原则。点的原则。均匀布设是指在每个墩台上都

45、要布设观测点，均匀布设是指在每个墩台上都要布设观测点，以便全面判断桥梁的稳定性；以便全面判断桥梁的稳定性；重点布设是指对那些受力不均匀、地基基础重点布设是指对那些受力不均匀、地基基础不良或结构的重要部分，应加密观测点，主桥不良或结构的重要部分，应加密观测点，主桥桥墩尤应如此。桥墩尤应如此。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室4.4.桥梁基础垂直位移监测桥梁基础垂直位移监测垂直位移观测垂直位移观测引桥观测点是在岸上，采用一般水准测量方引桥观测点是在岸上，采用一般水准测量方法。法。水中桥墩观测点的观测，可以采用跨河水准水中桥墩观测点的观测，可以采用跨河水准测量，也可以采用测

46、量，也可以采用跨墩水准测量跨墩水准测量。跨墩水准测量是把仪器设站于一墩上，而观跨墩水准测量是把仪器设站于一墩上，而观测前后两个相邻的桥墩。测前后两个相邻的桥墩。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室5.5.桥梁挠度观测桥梁挠度观测索塔挠度观测索塔挠度观测 索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的水索塔的挠度是指索塔在高程方向上索塔各点的水平位移分布情况，它包括桥轴线方向的水平位移平位移分布情况，它包括桥轴线方向的水平位移和垂直于桥轴线方向的水平位移。和垂直于桥轴线方向的水平位移。 索塔产生挠度变形的原因主要有三个方面：索塔产生挠度变形的原因主要有三个方面：（1 1） 由于

47、索塔两侧的拉力不等，而使索塔在顺桥由于索塔两侧的拉力不等，而使索塔在顺桥向产生挠度变形；向产生挠度变形；（2 2） 由于索塔受风力、日照等外界环境因素的影由于索塔受风力、日照等外界环境因素的影响，而产生挠度变形；响，而产生挠度变形；（3 3） 由于设计与施工的不合理性，而使索塔产生由于设计与施工的不合理性，而使索塔产生额外的变形。额外的变形。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室5.5.桥梁挠度观测桥梁挠度观测索塔挠度观测索塔挠度观测 观测点的布设观测点的布设在塔柱的不同高度上布设测点，反映索塔在在塔柱的不同高度上布设测点，反映索塔在不同高度的摆动幅度，一般每隔不同高度的

48、摆动幅度，一般每隔30m30m布设一点。布设一点。还应考虑塔柱的变形特征，一般需在塔柱顶还应考虑塔柱的变形特征，一般需在塔柱顶部、各横梁处布设测点。部、各横梁处布设测点。为便于分析索塔的扭转变形，在同一高度断为便于分析索塔的扭转变形，在同一高度断面上一般应布设两个测点。面上一般应布设两个测点。为便于岸上观测照准，测点一般布设在江岸为便于岸上观测照准，测点一般布设在江岸一侧。一侧。工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室5.5.桥梁挠度观测桥梁挠度观测主梁挠度观测主梁挠度观测主梁的挠度变形是主梁结构状态改变最灵敏、最主梁的挠度变形是主梁结构状态改变最灵敏、最精确的反映，因此，

49、对主梁进行挠度监测能够更为精确的反映，因此，对主梁进行挠度监测能够更为准确地把握主梁结构内力状态的改变。准确地把握主梁结构内力状态的改变。部分的结构损伤也将导致主梁挠度情况的异常，部分的结构损伤也将导致主梁挠度情况的异常，通过对主梁挠度的监测也可识别出这些损伤来。通过对主梁挠度的监测也可识别出这些损伤来。主梁挠度观测的主要方法有：水准测量法、全站主梁挠度观测的主要方法有：水准测量法、全站仪测量法、专用挠度仪测量法、动态仪测量法、专用挠度仪测量法、动态GPSGPS测量法、液测量法、液体静力水准测量法、连通管测压法等。体静力水准测量法、连通管测压法等。 工程变形测量工程变形测量测绘学院工测教研室测绘学院工测教研室6.6.