《建筑工程测量》-项目七

任务一建筑物变形概述建筑物的变形观测,目前在我国已受到高度重视.随着社会主义建设的蓬勃发展,各种大型建筑物,如水坝、高层建筑、大型桥梁、隧道及各种大型设备的出现,由变形所造成损失的也越来越多.这种变形总是由量变发展到质变,最后造成事故.及时地对建筑物进行变形观测,随时监视变形的发展变化,在未造成损失以前,及时采取补救措施,这就是变形观测的主要目的.它的另一个目的是检验设计的合理性,为提高设计质量提供科学的依据.建筑物产生变形的原因很多,如地质条件、地震、荷载及外力作用的变化等是其主要原因.在建筑物的设计及施工中,都应全面地考虑这些因素.如果设计不合理,材料选择不当,施工方法不当或施工质量低劣,就会使变形超出允许值而造成损失.下一页返回任务一建筑物变形概述

根据变形的性质,变形可分为静态变形和动态变形两类.静态变形是时间的函数,观测结果只表现为某一期间内的变形;动态变形是指在外力作用下产生的变形,它是以外力为函数表示的,对于时间的变化,其观测结果表现为某一时刻的瞬时变形.由于变形是随时间发展变化的,所以对静态变形要周期性地进行重复观测,以求取两相邻周期间的变化量;而对动态变形,则需用自动记录仪器记录其瞬时位置.建筑物变形的表现形式,主要为水平位移、垂直位移和倾斜,有的建筑物也可能产生挠曲及扭转.当建筑物的整体性受到破坏时,则可产生裂缝.上一页下一页返回任务一建筑物变形概述

所谓变形,是指相对于稳定点的空间位置的变化,所以在进行变形观测时,必须以稳定点为依据.这些稳定点称为基准点或控制点.因而,变形观测也要遵循“从控制到碎部”的原则.根据观测结果,应对变形进行分析,得出变形的规律及大小,以判定建筑物是逐步趋于稳定,还是变形继续扩大.如果变形继续扩大且变形速率加快,则说明它有破坏的危险,应及时发出警报,以便采取措施.没有破坏,但变形超出允许值,则这会妨碍建筑物的正常使用.如果变形逐渐缩小,说明建筑物趋于稳定,达到一定程度即可终止观测.上一页返回任务二建筑物变形观测一、沉降观测建筑物的沉降是指建筑物及其基础在垂直方向上的变形(也称为垂直位移).沉降观测就是测定建筑物上所设观测点(沉降点)与基准点(水准点)之间随时间变化的高差变化量.沉降观测通常采用精密水准测量或液体静力水准测量的方法进行.１.水准点和沉降观测点的设置作为建筑物沉降观测的水准点,一定要有足够的稳定性.同时,为了保证水准点高程的正确性和便于相互检核,水准点一般不得少于三个,并选择其中一个最稳定的点作为水准基点.水准点必须设置在受压、受震的范围以外,冰冻地区水准点应埋设在冻土深度线以下０.５m.下一页返回任务二建筑物变形观测

水准点和观测点之间的距离应适中,相距太远会影响观测精度;相距太近又会影响水准点的稳定性,从而影响观测结果的可靠性.通常,水准点和观测点之间的距离以６０~１００m为宜.进行沉降观测的建筑物、构筑物上,应埋设沉降观测点.观测点的数量和位置,应能全面反映建筑物、构筑物的沉降情况.一般观测点是均匀设置的,但在荷载有变化的部位、平面形状改变处、沉降缝的两侧、具有代表性的支柱和基础上、地质条件改变处等,应加设足够的观测点.沉降观测点的埋设如图７-１所示.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

２.沉降观测的一般规定(１)观测周期.一般待观测点埋设稳固后,且在建(构)筑物主体开工前,即进行第一次观测.在建筑物主体施工过程中,一般为每盖１~２层观测一次;大楼封顶或竣工后,一般每月观测一次,如果沉降速度减缓,可改为２~３个月观测一次,直到沉降量１００d不超过１mm时,观测才可停止.(２)观测方法和仪器要求.对于多层建筑物的沉降观测,可采用S３水准仪用普通水准测量方法进行.对于高层建筑物的沉降观测,则应采用S１精密水准仪,用二等水准测量方法进行.为了保证水准测量的精度,观测时视线长度一般不得超过５０m,前、后视距离要尽量相等.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

(３)沉降观测的工作要求.沉降观测是一项较长期的连续观测工作,为了保证观测成果的正确性,应尽可能做到“三固定”:由固定的观测人员进行观测工作;使用固定的仪器;按规定的日期、方法及既定的路线、测站进行观测.３.沉降观测的成果整理每次观测结束后,应检查记录中的数据和计算是否准确,精度是否合格,然后把各次观测点的高程列入成果表中,并计算两次观测之间的沉降量和累计沉降量,同时还要注明观测日期和荷载情况.为了更清楚地表示沉降、荷重、时间三者的关系,还要画出各观测点的沉降、荷重、时间关系曲线图.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

４..沉降观测中常遇到的问题及其处理(１)曲线在首次观测后即发生回升现象,在第二次观测时即发现曲线上升,至第三次观测时,曲线又逐渐下降.发生此种现象,一般都是由于首次观测成果存在较大误差.此时,应将第一次观测成果作废,而采用第二次观测成果作为首测成果.(２)曲线在中间某点突然回升.发生此种现象的原因,多半是水准基点或沉降观测点被碰,如水准基点被压低或沉降观测点被撬高.此时,应仔细检查水准基点和沉降观测点的外形有无损伤.若众多沉降观测点出现此种现象,则水准基点被压低的可能性很大,此时可改用其他水准点作为水准基点来继续观测,并再埋设新水准点,以保证水准点个数不少于三个.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

若只有一个沉降观测点出现此种现象,则多半是该点被撬高.若观测点被撬后已活动,则需另行埋设新点.若点位尚牢固,则可继续使用,对于该点的沉降量计算,则应进行合理处理.(３)曲线自某点起渐渐回升.此种现象一般是水准基点下沉所致.此时,应根据水准点之间的高差判断出最稳定的水准点,以此作为新水准基点,将原来下沉的水准基点废除.另外,埋在裙楼上的沉降观测点,由于受主楼的影响,有可能会出现属于正常的渐渐回升现象.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

(４)曲线的波浪起伏现象.曲线在后期呈现微小的波浪起伏现象,这是测量误差所造成的.在前期,曲线的波浪起伏之所以不突出,是因为下沉量大于测量误差;但到后期,由于建筑物下沉极微或已接近稳定,在曲线上就出现测量误差比较突出的现象.此时,可将波浪曲线改为水平线,并适当地延长观测的间隔时间.二、倾斜观测用测量仪器来测定建筑物的基础和主体结构倾斜变化的工作,称为倾斜观测.１.�一般建筑物主体的倾斜观测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,即上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

i＝ΔD/H式中i———建筑物主体的倾斜度;ΔD———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).由此可知,倾斜观测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.具体观测方法如下:(１)如图７-３所示,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即所设观测标志.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

(２)相隔一段时间后,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,如图７-３所示,说明建筑物发生了倾斜.(３)用尺子量出X、Y墙面上的偏移值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.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.２.圆形建筑物主体的倾斜观测对圆形建筑物的倾斜观测,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.具体观测方法如下:上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

(１)如图７-４所示,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、y′１及y２、y′２,如图７-４所示.烟囱顶部中心O对底部中心O′在y方向上的偏移值Δy为上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

(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.根据总偏移值ΔD和圆形建筑物的高度H即可计算出其倾斜度i.另外,也可采用激光铅垂仪或悬吊垂球,直接测定建筑物的倾斜量.３.建筑物基础的倾斜观测建筑物基础的倾斜观测一般采用精密水准测量的方法,定期测出基础两端点的沉降量差值Δh,如图７-５所示,再根据两点间的距离L,即可计算出基础的倾斜度:上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

对整体刚度较好的建筑物进行倾斜观测时,也可采用基础沉降量差值,推算主体偏移值.如图７-６所示,用精密水准测量方法测定建筑物基础两端点的沉降量差值Δh,再根据建筑物的宽度L和高度H,推算出该建筑物主体的偏移值ΔD,即三、裂缝观测当建筑物出现裂缝之后,应及时进行裂缝观测.常用的裂缝观测方法有以下两种.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

１.石膏板标志将厚为１０mm,宽为５０~８０mm的石膏板(长度视裂缝大小而定),固定在裂缝的两侧.当裂缝继续发展时,石膏板也随之开裂,从而观察裂缝继续发展的情况.上一页下一页返回任务二建筑物变形观测

２.白铁板标志(１)如图７-７所示,用两块白铁板,一片为１５０mm×１５０mm的正方形,固定在裂缝的一侧,另一片为５０mm×２００mm的矩形,固定在裂缝的另一侧,使两块白铁板的边缘相互平行,并使其