建筑工程测量变形观测PPT课件

1、12.1 12.1 变形监测概述变形监测概述建筑物在工程建设中建筑物在使用过程中建筑物沉降建筑物位移建筑物挠曲建筑物倾斜建筑物裂缝勘察设计施工使用失误建筑物特点工程地质复杂外界环境变化建筑物高大建筑物荷载大建筑物体形复杂建筑物荷载不均匀沙质土淤泥冻土地下水位变化大气温度变化外界风力变化地震破坏其它外力一、概述第1页/共40页意大利比莎斜塔意大利比莎斜塔资料介绍：八层，高55m，16层为大理石砌，78为青砖石砌，内径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

2、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。第2页/共40页二、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。第3页/共

3、40页三、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第4页/共40页四、变形监测特点1. 测量精度高：一般位置精度为测量精度高：一般位置精度为1mm，相对精度，相对精度1ppm。2. 重复观测：测量时间跨度大，观测时间和重复重复观测：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。周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。3. 严密数据处理方法：数据量大，变形量小，变严密数据处理方法：数据量大，变形量小，变形原因复杂。形原因复杂。4. 变形资料提供快和准确。变形资料提供快和准确。第

4、5页/共40页五、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第6页/共40页沉降观测基准点第7页/共40页使用TCA2003A全站仪对大坝变形自动观测第8页/共40页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、GLONASS双星）第9页/共40页12.2 12.2 建筑物变形观测建筑物变形观测一、概述沉降观测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。水平位移观测指建

5、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（移动的大小和方向）。倾斜观测指建筑倾斜度随时间而变化的工作裂缝观测指建筑产生裂缝后，随时间的变化而变化的情况（ 裂缝大小变化）。变形观测任务：周期性地对设置在建筑物上的观测点进行重复的观测，求得观测点位置的变化量。第10页/共40页二、沉降观测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：高层建筑物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深坑基第11页/共40页采用方法：精密水准测量 静力水准测量（一）、沉降观测监测网的布设沉降观

6、测监测网点包括基准点和观测点1. 基准点基准点：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1015米处布设，在柱上每隔23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。第12页/共40页3. 观测点埋设：第13页/共40页

7、1、精密水准测量方法（1）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 12天 出现暴雨，管涌应加密浇筑地下室底扳后 34天建筑物主体施工 12层 结构封顶后 3个月竣工投入使用 3个月 直至沿体稳定观测周期（二）沉降观测方法第14页/共40页（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精度要求：一般建筑物能反映 2 mm 重要建筑物能反映 1 mm 精密工程 0.2 mm第15页/共40页（3

8、）、成果整理1. 采用专用记录手簿逐步检查2. 每次观测当日计算成果，分析成果。3. 及时上报沉降结果4. 绘制沉降曲线图5. 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第16页/共40页第17页/共40页2、静力水准测量方法（1）.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。第18页/共40页三、建筑物水平位移测量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。基准线法小三角活动觇标法激光准直

9、法引张线法常用方法： 基准线法 导线法前方交会法第19页/共40页（一）、基准线法测水平位移1. 基准线法 观测墩BA工作基点第20页/共40页2. 小三角法 D观测墩ABPPD第21页/共40页（二）、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1bnbnA12n-1nB采用无定向导线利用A、B连线为x轴假定坐标系。第22页/共40页四、建筑物倾斜测量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 倾斜原因：建筑物高度（建筑物高度（m）24246060100100倾斜容许值（倾斜容许值（mm）4321.5高耸结构基础的倾斜容许值

10、建筑物高度（建筑物高度（m）20205050100100150150200200250倾斜容许值倾斜容许值（mm）865432第23页/共40页测量方法（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：将图象处理成坐标第24页/共40页第25页/共40页（二）、房物建筑的倾斜观测 直接利用经纬仪投点法测量Hai 第26页/共40页（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 第27页/共40页224321:2BABBBAAAAHiRDARDBaaaaBOAO烟囱倾斜度：方向倾斜分量方向倾斜分量第28页/

11、共40页五、挠度和裂缝测量（一）、挠度测量是通过测量建筑物沉降量计算得到 ABBCcSLLLSf211基础挠度：第29页/共40页（二）、裂缝观测 当挠度过大建筑物会由于剪切破坏产生裂缝，这时除增 加沉降观测次数，还应进行裂缝观测。 第30页/共40页六、构筑物动态变形监测高大建筑物桥梁大射电望远镜风荷载加重荷载加温荷载虎门大桥： 1. 温度变形 2. 车载变形第31页/共40页虎门大桥单点振动第32页/共40页虎门大桥全桥振动第33页/共40页虎门大桥车振反应第34页/共40页虎门大桥24小时桥形变化第35页/共40页12.3 12.3 竣工测量竣工测量一、竣工测量的内容 在每一个单项工程完

12、成后，必须由施工单位进行竣工测量。提出工程的竣工测量成果，作为编绘竣工总平面图的依据。其内容包括以下各方面：1工业厂房及一般建筑物 包括房角坐标、各种管线进出口的位置和高程，并附房屋编号、结构层数、面积和竣工时间等资料。2铁路与公路 包括起终点、转折点、交叉点的坐标，曲线元素，桥涵、路面、人行道等构筑物的位置和高程。 3地下管网 3地下管网 窨井、转折点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程，并附注管道及窨井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向。 第36页/共40页4架空管网包括转折点、结点、交叉点的坐标，支架间距，基础面高程等。5特种构筑物包括沉淀池、烟囱、煤气罐等及其附属建筑物的外形

13、和四角坐标，圆形构筑物的中心坐标，基础面标高，烟囱高度和沉淀池深度等。竣工测量完成后，应提交完整的资料，包括工程的名称、施工依据和施工成果，作为编绘竣工总平面图的依据。二、 竣工总平面图的编绘通常采用边竣工边编绘的方法来编绘竣工总平面图。竣工总平面图的编绘，包括室外实测和室内资料编绘两方面的内容第37页/共40页 建筑区地上和地下所有建筑物、构筑物绘在一张竣工总建筑区地上和地下所有建筑物、构筑物绘在一张竣工总平面图上时，往往因线条过于密集而不醒目，为此可采用分平面图上时，往往因线条过于密集而不醒目，为此可采用分类编图。如综合竣工总平面图、交通运输总平面图和管线竣类编图。如综合竣工总平面图、交通运输总平面图和管线竣工总平面图等等。比例尺一般采用工总平面图等等。比例尺一般采用1 1：10001000。如不能清楚地表。如不能清楚地表示某些特别密集的地区，也可在局部采用示某些特别密集的地区，也可在局部