建筑工程测量第十章课件

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项目10变形测量

10.3位移测量10.1变形测量概述10.2沉降测量项目10变形测量知识目标了解建筑物产生形变的原因以及变形观测的分类。熟悉变形测量实施的程序及要求。熟悉常规变形观测的一般方法及数据处理方法。能力目标了解建筑物的变形观测基本内容。掌握变形测量的实施程序与要求，理解变形测量的等级和精度要求。掌握常规变形观测（沉降观测、位移观测等）的测量方法。

10.1.1建筑物产生变形的原因1.客观原因任务10.1变形观测概述（1）自然条件及其变化，即建筑物地基地质构造的差别。（2）土壤的物理性质的差别。（3）大气温度。（4）地下水位的升降及其对基础的侵蚀。（5）建筑结构与形式，建筑荷载。（6）土基的塑性变形。（7）附近新建工程对地基的扰动。（8）运转过程中的风力、振动等荷载的作用。2.主观原因任务9.2厂房柱列轴线和柱基测设（1）过量地抽取地下水后土壤固结，引起地面沉降。（2）地质钻探不够充分，未能发现废河道、墓穴等。（3）设计有误，对地基土的特性认识不足，对土的承载力与荷载估算不当，结构计算差错等。（4）施工方法有误。（5）施工质量差。（6）软基处理不当引起地面沉降和位移。

10.1.2变形观测的分类和意义任务10.1变形观测概述变形观测沉降类建筑物沉降观测基坑回弹观测地基土层沉降观测建筑场地沉降观测位移类建筑物主体倾斜观测建筑物水平位移观测建筑物裂缝观测挠度观测裂缝观测日照变形观测风振观测建筑场地滑坡观测

10.1.3基本规定任务10.1变形观测概述

为监控建筑及其周围环境在施工和使用期间的安全，了解其变形特征，并为工程设计、管理及科研提供资料，下列几类建筑在施工及使用期间必须进行变形观测。（1）地基基础设计等级为甲级的建筑。（2）复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑。（3）加层、扩建建筑。（4）受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑。（5）需要积累经验或进行设计反分析的建筑。

建筑观测变形规范（JGJ8-2007）任务10.1变形观测概述

10.2.1高程控制点的布设与测量任务10.2沉降观测

高程控制网点分为基准点和工作基点。基准点是为进行变形测量而布设的稳定的、需长期保存的测量控制点。特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。

工作基点是为直接观测变形点而在现场布设的相对稳定的测量控制点。

高程工作基点可根据需要设置，基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。任务10.2沉降观测（1）高程基准点的标石应埋设在基岩层或原状土层中，可根据点位所在处的不同地质条件，选埋基岩水准基点标石、深埋双金属管水准基点标石、深埋钢管水准基点标石、混凝土基本水准标石。在基岩壁或稳固的建筑上也可埋设墙上水准标志。（2）高程工作基点的标石可按点位的不同要求，选用浅埋钢管水准标石、混凝土普通水准标石或墙上水准标志等。

（3）标石、标志的形式和传统的水准测量基准点相同特殊土地区和有特殊要求的标石、标志规格及埋设，应另行设计。点位埋设的基本要求任务10.2沉降观测（1）对特级、一级沉降观测，应使用DSZ0.5或DS0.5型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对二级沉降观测，应使用DS1或DS0.5型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对三级沉降观测，可使用DS3型仪器、区格式木质标尺，按中丝读数法观测，亦可使用DS1、DS0.5型仪器、因瓦合金标尺，按光学测微法观测。（2）各等级观测中，每周期的观测线路数，可根据所选等级精度和使用的仪器类型确定。（3）各等级水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度，应符合表10-2的规定。（4）各等级水准观测的限差应符合表10-3的规定。（5）使用的水准仪、水准标尺，项目开始前应进行检验，项目进行中也应定期检验。观测技术要求任务10.2沉降观测

10.2.2沉降观测点的布设任务10.2沉降观测12453

建筑的四角、核心筒四角、大转角处及沿外墙每10～20m处或每隔2～3根柱基上。

高低层建筑、新旧建筑、纵横墙等交接处的两侧。

建筑裂缝、后浇带和沉降缝两侧、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。

对于宽度大于等于15m或小于15m，而地质复杂以及膨胀土地区的建筑，应在承重内隔墙中部设内墙点，并在室内地面中心及四周设地面点。

邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟)处。任务10.2沉降观测6978

框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上。

筏形基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分的四角处及其中部位置。

重型设备基础和动力设备基础的四角、基础形式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。

对于电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑，应设在沿周边与基础轴线相交的对称位置上，点数不少于4个。任务10.2沉降观测沉降观测点埋设（单位：mm）任务10.2沉降观测（2）建筑使用阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速率大小而定。除有特殊要求外，可在第一年观测3～4次，第二年观测2～3次，第三年后每年观测1次，直至稳定为止。（3）在观测过程中，若有基础附近地面荷载突然增减、基础口周围大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。当建筑突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或2～3d一次的连续观测。（4）建筑沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。当最后100d的沉降速率小于0.01～0.04mm／d时可认为已进入稳定阶段。具体取值宜根据各地区地基土的压缩性能确定。任务10.2沉降观测

为了提高观测精度，应采用“四固定”的方法，即固定的人员，固定的仪器和尺子，使用固定的水准点，固定的施测路线与方法。沉降观测点的观测方法和技术要求与基准点施测要求相同。为保证观测精度，观测时前、后视宜使用同一根水准尺，前、后视距尽量相等。观测时仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机等振动影响的范围内，塔式起重机等施工机械附近也不宜设站。

沉降观测的水准路线应形成闭合线路。进行沉降观测，除建筑转角点、交接点、分界点等主要变形特征点外，允许使用间视法进行观测，但视线长度一般不大于25m，每次安置仪器可以有几个前视点。观测时，仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机、起重机等振动影响的范围内；每次观测应记载施工进度、荷载量变动、建筑倾斜裂缝等各种影响沉降变化和异常的情况。沉降观测方法

10.2.4沉降观测的成果整理任务10.2沉降观测

每次外业观测结束后，应检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入沉降观测表。观测资料整理01任务10.2沉降观测任务10.2沉降观测03（1）绘制时间与沉降量关系曲线。首先，以沉降量s为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。然后，以每次累积沉降量为纵坐标，以每次观测日期为横坐标，标出沉降观测点的位置。最后，用曲线将标出的各点连接起来，并在曲线的一端注明沉降观测点号码，这样就绘制出了时间与沉降量关系曲线，如图10-2所示。（2）绘制时间与荷载关系曲线。首先，以荷载F为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。再根据每次观测时间和相应的荷载标出各点，将各点连接起来，即可绘制出时间与荷载关系曲线，如图10-2所示。沉降曲线绘制

10.2.5应上交成果及预报任务10.2沉降观测1.应上交成果（1）工程平面位置图及基准点分布图。（2）沉降观测点位分布图。（3）沉降观测成果表。（4）时间荷载沉降量曲线图。（5）等沉降曲线图。2.报告业主并采取措施（1）变形量或变形速率出现异常变化。（2）变形量达到或超出预警值。（3）周边或开挖面出现塌陷、滑坡。（4）建筑本身、周边建筑及地表出现异常。（5）由于地震、暴雨、冻融等自然灾害引起的其他变形异常情况。

10.3.1平面控制点的布设与测量任务10.3位移观测平面控制点，包括平面基准点和工作基点。平面基准点和工作基点在布设时应满足如下要求：（1）各级别位移观测的基准点（含方位定向点)不应少于3个，工作基点可根据需要设置。（2）基准点、工作基点应便于检核校验。（3）当使用GPS测量方法进行平面或三维控制测量时，基准点位置还应满足下列要求。①应便于安置接收设备和操作。②视场内障碍物的高度角不宜超过15°。③离电视台、电台、微波站等大功率无线电发射源的距离不应小于200m；离高压输电线和微波无线电信号传输通道的距离不应小于50m；附近不应有强烈反射卫星信号的大面积水域、大型建筑以及热源等。④通视条件好，应方便后续采用常规测量手段进行联测。任务10.3位移观测（3）对用作平面基准点的深埋式标志、兼作高程基准的标石和标志以及特殊土地区或有特殊要求的标石、标志及其埋设应另行设计。（2）照准标志应具有明显的几何中心或轴线，并应符合图像反差大、图案对称、相位差小和本身不变形等要求。根据点位不同情况，可选用重力平衡球式标、旋入式杆状标、直插式觇牌、屋顶标和墙上标等形式的标志。

（1）对特级、一级位移观测的平面基准点、工作基点，应建造具有强制对中装置的观测墩或埋设专门观测标石，强制对中装置的对中误差不应超过±0.1mm。点位埋设的基本要求任务10.3位移观测水平位移观测墩（单位：mm）任务10.3位移观测重力平衡球式照准标志（单位：mm）任务10.3位移观测

10.3.2建筑主体倾斜观测任务10.3位移观测倾斜测量主要是测定建筑物主体的偏移值ΔD。偏移值ΔD的测定一般采用经纬仪投影法。

建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑物主体的倾斜度，即一般建筑物主体的倾斜观测式中i——建筑物主体的倾斜度；∆D——建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值（m）；H——建筑物的高度（m）；α——倾斜角（°）。任务10.3位移观测一般建筑物主体的倾斜观测任务10.3位移观测经纬仪投影法，观测方法如下：

（1）将经纬仪安置在固定测站上，该测站到建筑物的距离，为建筑物高度的1.5倍以上。瞄准建筑物X墙面上部的观测点M，用盘左、盘右分中投点法，定出下部的观测点N。用同样的方法，在与X墙面垂直的Y墙面上定出上观测点P和下观测点Q。M、N和P、Q即为所设观测标志。

（2）隔一段时间后，在原固定测站上，安置经纬仪，分别瞄准上观测点M和P，用盘左、盘右分中投点法，得到N′和Q′。如果，N与N′、Q与Q′不重合，说明建筑物发生了倾斜。（3）用尺子，量出在X、Y墙面的偏移值ΔA、ΔB，然后用矢量相加的方法，计算出该建筑物的总偏移值ΔD，即：

根据总偏移值ΔD和建筑物的高度H即可计算出其倾斜度i。任务10.3位移观测圆形建筑的倾斜观测

对圆形建（构）筑物的倾斜观测，是在互相垂直的两个方向上，测定其顶部中心对底部中心的偏移值。

任务10.3位移观测圆形建筑物的沉降观测

（1）在烟囱底部横放一根标尺，在标尺中垂线方向上，安置经纬仪，经纬仪到烟囱的距离为烟囱高度的1.5倍。

（2）用望远镜将烟囱顶部边缘两点A、A′及底部边缘两点B、B′分别投到标尺上，得读数为y1、y1′及y2、y2′。烟囱顶部中心O对底部中心O′在y方向上的偏移值Δy为：

（3）用同样的方法，可测得在x方向上，顶部中心O的偏移值Δx为：

（4）用矢量相加的方法，计算出顶部中心O对底部中心O′的总偏移值ΔD，即

根据总偏移值ΔD和圆形建构）筑物的高度H即可计算出其倾斜度i。任务10.3位移观测

倾斜仪一般能连续读数、自动记录和数字传输，又有较高的精度，故在倾斜观测中应用较多。常见的倾斜仪有水管式倾斜仪、水平摆倾斜仪、气泡式倾斜仪和电子倾斜仪四种，下面仅以气泡式倾斜仪为例作简单介绍。气泡式倾斜仪由一个高灵敏度的气泡水准管和一套精密的测微器组成，测微器中包括测微杆、读数盘和指标。气泡水准管固定在支架上，将倾斜仪安置在需要的位置上，转动读数盘，使测微杆向上（向下）移动，直至水准管气泡居中为止。此时在读数盘上读数，即可得出该处的倾斜度。倾斜仪观测法任务10.3位移观测

根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间而移动的大小及方向，称为位移观测。位移观测首先要在建筑物附近埋设测量控制点，再在建筑物上设置位移观测点。

某些建筑物只要求测定某特定方向上的位移量，如大坝在水压力方向上的位移量，这种情况可采用基准线法进行水平位移观测。

观测时，先在位移方向的垂直方向上建立一条基准线，A、B为施工中平面控制点，M为在墙上设立的观测标志，用经纬仪测量∠BAM=β，视线方向大致垂直于厂房位移的方向。若厂房有平面位移MM′，则测得∠BAM′

=β′，设Δβ=β′－β，则位移量MM′按下式计算：任务10.3位移观测

10.3.4扰度观测

1.挠度观测的内容挠度观测包括建筑物基础和建筑物主体以及独立构筑物（如独立墙、柱等）的挠度观测，应按一定周期分别测定其挠度值及挠曲程度。建筑物基础挠度观测，可与建筑物沉降观测同时进行。观测点应沿基础的轴线或边线布设，每一基础不得少于3点。标志设置、观测方法与沉降观测相同。建筑物主体挠度观测，除观测点应按建筑物结构类型在各不同高度或各层处沿一定垂直方向布设外，其标志设置、观测方法按倾斜观测的有关规定执行。挠度值由建筑物上不同高度点相对于底点的水平位移值确定。任务10.3位移观测

2.挠度观测的周期挠度观测的周期应根据荷载情况及设计、施工要求确定。