第14章 建筑物变形观测和竣工总平面图编绘

1、2021年11月14日星期日 1测 量 学第第1414章章 建筑物变形观测建筑物变形观测和竣工总平面图编绘和竣工总平面图编绘2021年11月14日星期日 2 141 建筑物变形观测概述建筑物变形观测概述 随着建筑物修建，建筑物的基础和地基所随着建筑物修建，建筑物的基础和地基所承受的荷载不断增加，从而引起基础及其四周承受的荷载不断增加，从而引起基础及其四周地层变形，而建筑物本身固基础变形及外部荷地层变形，而建筑物本身固基础变形及外部荷载与内部应力的作用，也要发生变形。这种变载与内部应力的作用，也要发生变形。这种变形在一定范围内，可视为正常现象，但超过某形在一定范围内，可视为正常现象，但超过某一限

2、度就会影响建筑物的正常使用，严重的还一限度就会影响建筑物的正常使用，严重的还会危及建筑物的安全。为了建筑物的安全使用，会危及建筑物的安全。为了建筑物的安全使用，研究变形的原因和规律，为建筑物的设计、施研究变形的原因和规律，为建筑物的设计、施工、管理和科学研究提供可靠的资料，在建筑工、管理和科学研究提供可靠的资料，在建筑物的施工和运行管理期间需要进行建筑物的变物的施工和运行管理期间需要进行建筑物的变形观测。形观测。2021年11月14日星期日 3 1. 建筑物变形的方式建筑物变形的方式包括建筑物的沉降、倾斜、裂缝和平移。包括建筑物的沉降、倾斜、裂缝和平移。 2. 建筑物变形观测的任务建筑物变形观

3、测的任务:周期性地对设置在周期性地对设置在建筑物上的观测点进行重复观测，求得观测点建筑物上的观测点进行重复观测，求得观测点位置的变化量。位置的变化量。 3.影响建筑物变形观测的主要因素影响建筑物变形观测的主要因素:观测点的观测点的布设、观测的精度与频率。布设、观测的精度与频率。 2021年11月14日星期日 4 1)变形观测的精度要求，取决于该建筑物预变形观测的精度要求，取决于该建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。计的允许变形值的大小和进行观测的目的。 如观测的目的是为了确保建筑物的安全，使如观测的目的是为了确保建筑物的安全，使变形值不超过某一允许的数值，则观测的中误变形值不超过某一

4、允许的数值，则观测的中误差应小于允许变形值的差应小于允许变形值的110l20。例如，。例如，设计部门允许某大楼顶点的允许偏移值为设计部门允许某大楼顶点的允许偏移值为120mm，以其，以其120作为观测中误差，则观测作为观测中误差，则观测精度为精度为m =6mm。 如果观测目的是为了研究其变形过程，则中如果观测目的是为了研究其变形过程，则中误差应比这个数小得多。通常，从实用目的出误差应比这个数小得多。通常，从实用目的出发，对建筑物的观测应能反映发，对建筑物的观测应能反映12mm的沉降的沉降量。量。 2021年11月14日星期日 5 2)观测的频率决定于变形值的大小和变观测的频率决定于变形值的大小

5、和变形速度，以及观测目的。形速度，以及观测目的。 通常要求观测的次数既能反映出变化的通常要求观测的次数既能反映出变化的过程，又不遗漏变化的时刻。一般在施工过程，又不遗漏变化的时刻。一般在施工过程中观测频率应大些，周期可以是三天、过程中观测频率应大些，周期可以是三天、七天、半月等，到了竣工投产以后，频率七天、半月等，到了竣工投产以后，频率可小一些，一般有一个月、两个月、三个可小一些，一般有一个月、两个月、三个月、半年及一年等周期。除了按周期观测月、半年及一年等周期。除了按周期观测以外，在遇到特殊情况时，有时还要进行以外，在遇到特殊情况时，有时还要进行临时观测。临时观测。2021年11月14日星期

6、日 6 142 建筑物沉降观测建筑物沉降观测 建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。 1421 水准基点和沉降观测点的布设水准基点和沉降观测点的布设（1）水准基点的布设）水准基点的布设 水准基点是沉降观测的基准，因此它的构造与埋设必须水准基点是沉降观测的基准，因此它的构造与埋设必须保证稳定不变和长久保存。水准基点应埋设在建筑物沉保证稳定不变和长久保存。水准基点应埋设在建筑物沉降影响范围之外，距沉降观测点降影响范围之外，距沉降观测点20100m，观

7、测方便，观测方便，且不受施工影响的地方。为了互相检核，水准基点最少且不受施工影响的地方。为了互相检核，水准基点最少应布设三个。对于拟测工程规模较大者，基点要统一布应布设三个。对于拟测工程规模较大者，基点要统一布设在建筑物周围，便于缩短水准路线，提高观测精度。设在建筑物周围，便于缩短水准路线，提高观测精度。图图14.1是水准基点的一种形式，在有条件的情况下，基是水准基点的一种形式，在有条件的情况下，基点可筑在基岩或永久稳固建筑物的墙角上。点可筑在基岩或永久稳固建筑物的墙角上。 城市地区的沉降观测水准基点可用二等水准与城市水城市地区的沉降观测水准基点可用二等水准与城市水准点连测。也可以采用假定高程

8、。准点连测。也可以采用假定高程。 2021年11月14日星期日 7 （2）沉降观测点的布设）沉降观测点的布设 沉降观测点应布设在最有代表性的地点，埋沉降观测点应布设在最有代表性的地点，埋设时要与建筑物联结牢靠，使观测点的变化能设时要与建筑物联结牢靠，使观测点的变化能真正反映建筑物的沉降情况。对于民用建筑，真正反映建筑物的沉降情况。对于民用建筑，通常在它的四角点、中点、转角处布设观测点；通常在它的四角点、中点、转角处布设观测点；沿建筑物的周边每隔沿建筑物的周边每隔1020m布置一个观测点；布置一个观测点；设有沉降缝的建筑物，在其两侧布设观测点；设有沉降缝的建筑物，在其两侧布设观测点；对于宽度大于

9、对于宽度大于15m的建筑物，在其内部有承重的建筑物，在其内部有承重墙和支柱时，应尽可能布设观测点。对于一般墙和支柱时，应尽可能布设观测点。对于一般的工业建筑，除了在转角、承重墙及柱子上布的工业建筑，除了在转角、承重墙及柱子上布设观测点外，在主要设备基础、基础形式改变设观测点外，在主要设备基础、基础形式改变处、地质条件改变处也应布设观测点。处、地质条件改变处也应布设观测点。2021年11月14日星期日 8 沉降观测点的埋设形式如图沉降观测点的埋设形式如图14.2和图和图14.3所示。图所示。图14.2（a）、）、(b）分别为承重墙和）分别为承重墙和柱上的观测点，图柱上的观测点，图14.3为基础上

10、的观测点。为基础上的观测点。 2021年11月14日星期日 9 1422 沉降观测沉降观测 对中、小型厂房和建筑物，可采用普通水准对中、小型厂房和建筑物，可采用普通水准测量；对大型厂房和高层建筑，应采用精密水测量；对大型厂房和高层建筑，应采用精密水准测量方法。沉降观测的水准路线应形成闭合准测量方法。沉降观测的水准路线应形成闭合线路。线路。 与一般水准测量的区别与一般水准测量的区别: 不同的是视线长度较短，一般不大于不同的是视线长度较短，一般不大于25m，一，一次安置仪器可以有几个前视点。为了提高观测次安置仪器可以有几个前视点。为了提高观测精度，可采用精度，可采用“三固定三固定”的方法的方法(即

11、固定人员，即固定人员，固定仪器和固定施测路线、镜位与转点固定仪器和固定施测路线、镜位与转点)。由于。由于观测水准路线较短，其闭合差一般不会超过观测水准路线较短，其闭合差一般不会超过12mm，闭合差可按测站平均分配。，闭合差可按测站平均分配。2021年11月14日星期日 10 当埋设的观测点稳固后，即可进行第一次观测。当埋设的观测点稳固后，即可进行第一次观测。施工期间，一般建筑物每升高施工期间，一般建筑物每升高12层或每增加一层或每增加一次荷载，就要观测一次。如果中途停工时间较长，次荷载，就要观测一次。如果中途停工时间较长，应在停工时和复工前各观测一次。发生大量沉降应在停工时和复工前各观测一次。

12、发生大量沉降或严重裂缝时，应进行逐日或几天一次的连续观或严重裂缝时，应进行逐日或几天一次的连续观测。竣工后应根据沉降量的大小来确定观测周期。测。竣工后应根据沉降量的大小来确定观测周期。开始时可隔开始时可隔12月观测一次，以每次沉降量在月观测一次，以每次沉降量在510mm为限，否则要增加观测次数。以后随为限，否则要增加观测次数。以后随着沉降量的减少，再逐渐延长观测周期，直至沉着沉降量的减少，再逐渐延长观测周期，直至沉降稳定为止。降稳定为止。 2021年11月14日星期日 11 423 沉降观测的成果整理沉降观测的成果整理 （1）整理原始记录）整理原始记录 检查记录的数据和计算是否正确，精度是否检

13、查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后调整闭合差，推算各沉降观测点的合格，然后调整闭合差，推算各沉降观测点的高程。高程。 （2）计算沉降量）计算沉降量 计算各观测点本次沉降量（用各观测点本次计算各观测点本次沉降量（用各观测点本次观测所得的高程减去上次观测点高程）和累计观测所得的高程减去上次观测点高程）和累计沉降量（每次沉降量相加），并将观测日期和沉降量（每次沉降量相加），并将观测日期和荷载情况一并记人沉降量统计表内（表荷载情况一并记人沉降量统计表内（表14.l）。）。2021年11月14日星期日 12（3）绘制沉降曲线）绘制沉降曲线 为了预估下一次观测点沉降的大约数值和沉降过程为了预估

14、下一次观测点沉降的大约数值和沉降过程是否渐趋稳定或已经稳定，可分别绘制时间是否渐趋稳定或已经稳定，可分别绘制时间-沉降量关沉降量关系曲线，以及时间系曲线，以及时间-荷载关系曲线，如图荷载关系曲线，如图14.4所示。所示。时间时间-沉降量关系曲线是以沉降量沉降量关系曲线是以沉降量s为纵轴，时间为纵轴，时间t为横为横轴，根据每次观测日期和相应的沉降量按比例画出各轴，根据每次观测日期和相应的沉降量按比例画出各点位置，然后将各点连接起来，并在曲线一端注明观点位置，然后将各点连接起来，并在曲线一端注明观测点号码，构成测点号码，构成s-t曲线图（图曲线图（图14.4）。）。 同理，时间同理，时间-荷荷载关

15、系曲线是载关系曲线是以荷载以荷载p为纵轴，为纵轴，时间时间t为横轴，为横轴，构成构成p-t曲线图曲线图（图（图14.4）。）。 2021年11月14日星期日 13 143 建筑物的倾斜观测建筑物的倾斜观测 测定方法有两类：一类是直接测定法；另一测定方法有两类：一类是直接测定法；另一类是通过测定建筑物基础的相对沉降确定其倾类是通过测定建筑物基础的相对沉降确定其倾斜度。斜度。 如图所示，将经纬仪安置如图所示，将经纬仪安置在离建筑物的距离大于其在离建筑物的距离大于其高度的高度的1.5倍的固定测站上，倍的固定测站上，瞄准上部的观测点瞄准上部的观测点m，用，用盘左和盘右分中投点法定盘左和盘右分中投点法定

16、出下面的观测点出下面的观测点n。 143l 一般建筑物的倾斜观测一般建筑物的倾斜观测2021年11月14日星期日 14 用同样方法，在与原观测方向垂直的另一方用同样方法，在与原观测方向垂直的另一方向，定出上观测点向，定出上观测点p与下观测点与下观测点q。相隔一段时。相隔一段时间后，在原固定测站上安置经纬仪，分别瞄准间后，在原固定测站上安置经纬仪，分别瞄准上观测点上观测点m与与p，仍用盘左和盘右分中投点法得，仍用盘左和盘右分中投点法得n与与q，若，若n与与n、q与与q不重合，说明建筑物不重合，说明建筑物发生了倾斜。用尺量出倾斜位移分量发生了倾斜。用尺量出倾斜位移分量a、b，然后求得建筑物的总倾斜

17、位移量然后求得建筑物的总倾斜位移量，即：，即： （14.1）建筑物的倾斜度建筑物的倾斜度i用下式表示：用下式表示： 式中：式中：h 建筑物高度；建筑物高度； 倾斜角。倾斜角。2021年11月14日星期日 151432 塔式建筑物的倾斜观测塔式建筑物的倾斜观测当测定圆形构筑物如烟囱、水塔等的倾斜度时，当测定圆形构筑物如烟囱、水塔等的倾斜度时，首先须求出顶部中心对底部中心的偏心距。如首先须求出顶部中心对底部中心的偏心距。如图图14.6(a)所示，在烟囱底部横放一根水准尺，所示，在烟囱底部横放一根水准尺，然后在水准尺的中垂线方向上安置经纬仪。经然后在水准尺的中垂线方向上安置经纬仪。经纬仪距烟囱的距离

18、约为烟囱高度的纬仪距烟囱的距离约为烟囱高度的1.5倍。倍。烟囱顶部中心烟囱顶部中心o对底对底部中心部中心o在在y方向上方向上的偏心距为：的偏心距为：222211yyyyy2021年11月14日星期日 16同法可测得在同法可测得在x方向上顶部中心方向上顶部中心o的偏心距为：的偏心距为： 顶部中心对底部中心的总偏心距西和倾斜度顶部中心对底部中心的总偏心距西和倾斜度i可分别用式（可分别用式（14.l）和式（）和式（14.2）的方法计算。）的方法计算。222211xxxxx2021年11月14日星期日 171433 倾斜仪观测倾斜仪观测 倾斜仪一般能连续读数、自动记录和数字传倾斜仪一般能连续读数、自动

19、记录和数字传输，又有较高的精度，故在倾斜观测中应用较输，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，斜仪、气泡式倾斜仪和电子倾斜仪四种， 2021年11月14日星期日 18144 建筑物的裂缝与位移观测建筑物的裂缝与位移观测 144l 建筑物的裂缝观测建筑物的裂缝观测 裂缝是在建筑物不均匀沉降情况下产生不容裂缝是在建筑物不均匀沉降情况下产生不容许应力及变形的结果。当建筑物中出现裂缝，许应力及变形的结果。当建筑物中出现裂缝，为了安全应立即进行裂缝观测。为了安全应立即进行裂缝观测。 如图所示

20、，用两块大小不同如图所示，用两块大小不同的矩形薄白铁板，分别钉在的矩形薄白铁板，分别钉在裂缝两侧，作为观测标志。裂缝两侧，作为观测标志。固定时，使内外两块白铁板固定时，使内外两块白铁板的边缘相互平行。将两铁板的边缘相互平行。将两铁板的端线相互投到另一块的表的端线相互投到另一块的表面上。用红油漆画成两个面上。用红油漆画成两个“ ”标记。标记。2021年11月14日星期日 19 如裂缝继续发展，则铁板端线与三角形如裂缝继续发展，则铁板端线与三角形边线逐渐离开，定期分别量取两组端线与边线逐渐离开，定期分别量取两组端线与边线之间的距离，取其平均值，即为裂缝边线之间的距离，取其平均值，即为裂缝扩大的宽度

21、，连同观测时间一并记人手簿扩大的宽度，连同观测时间一并记人手簿内。此外，还应观测裂缝的走向和长度等内。此外，还应观测裂缝的走向和长度等项目。项目。 对重要的裂缝，以及大面积的多条裂缝，对重要的裂缝，以及大面积的多条裂缝，应在固定距离及高度设站，进行近景摄影应在固定距离及高度设站，进行近景摄影测量。通过对不同时期摄影照片的量测，测量。通过对不同时期摄影照片的量测，可以确定裂缝变化的方向及尺寸。可以确定裂缝变化的方向及尺寸。 2021年11月14日星期日 20 1442 位移观测位移观测 位移观测是根据平面控制点测定建位移观测是根据平面控制点测定建（构）筑物的平面位置随时间而移动的（构）筑物的平面

22、位置随时间而移动的大小和方向。大小和方向。 有时只要求测定建（构）筑物在某特有时只要求测定建（构）筑物在某特定方向上的位移量，例如大坝在水压力定方向上的位移量，例如大坝在水压力方向上的位移量。观测时，可在垂直于方向上的位移量。观测时，可在垂直于移动方向上建立一条基线，在建（构）移动方向上建立一条基线，在建（构）筑物上埋设一些观测标志，定期测量各筑物上埋设一些观测标志，定期测量各标志偏离基准线的距离，就可了解建标志偏离基准线的距离，就可了解建（构）筑物随时间位移的情况。（构）筑物随时间位移的情况。 2021年11月14日星期日 21图图14、11是用导线测量法查明工业厂房的位移是用导线测量法查明

23、工业厂房的位移情况。情况。aj为施工中平面控制点，为施工中平面控制点，m为在墙上设为在墙上设立的观测标志，用经纬仪测量立的观测标志，用经纬仪测量bam = ，视，视线方向大致垂直于厂房位移的方向。若厂房有线方向大致垂直于厂房位移的方向。若厂房有平面位移平面位移mm，则测得，则测得bam= ，设，设= -，则位移量，则位移量mm按下式计算：按下式计算： ammm2021年11月14日星期日 22145 竣工总平面图的编绘竣工总平面图的编绘 为了确切地反映工程竣工后的现状，为工程验为了确切地反映工程竣工后的现状，为工程验收和以后的管理、维修、扩建、改建、事故处收和以后的管理、维修、扩建、改建、事故

24、处理提供依据，需要开展竣工测量和编绘竣工总理提供依据，需要开展竣工测量和编绘竣工总平面图。平面图。 竣工总平面图一般应包括坐标系统，竣工建竣工总平面图一般应包括坐标系统，竣工建（构）筑物的位置和周围地形，主要地物点的（构）筑物的位置和周围地形，主要地物点的解析数据，此外还应附必要的验收数据、说明、解析数据，此外还应附必要的验收数据、说明、变更设计书及有关附图等资料。竣工总平面图变更设计书及有关附图等资料。竣工总平面图的编绘包括竣工测量和资料编绘两方面内容。的编绘包括竣工测量和资料编绘两方面内容。2021年11月14日星期日 23 145l 竣工测量竣工测量 在每一个单项工程完成后，必须由施工单

25、位进在每一个单项工程完成后，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。竣工测量的内容包括：绘竣工总平面图的依据。竣工测量的内容包括： （1）工业厂房及一般建筑物：各房角坐标、）工业厂房及一般建筑物：各房角坐标、几何尺寸，地坪及房角标高，附注房屋结构层数、几何尺寸，地坪及房角标高，附注房屋结构层数、面积和竣工时间等。面积和竣工时间等。 （2）地下管线：测定检修井、转折点、起终）地下管线：测定检修井、转折点、起终点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程，点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程，附注管道及检修井的编号、

26、名称、管径、管材、附注管道及检修井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向。间距、坡度和流向。 （3）架空管线：测定转折点、结点、交叉点）架空管线：测定转折点、结点、交叉点和支点的坐标，支架间距、基础标高等。和支点的坐标，支架间距、基础标高等。 2021年11月14日星期日 24（4）特种构筑物：测定沉淀池、烟囱、煤气罐）特种构筑物：测定沉淀池、烟囱、煤气罐等及其附属构筑物的外形和四角坐标，圆形构等及其附属构筑物的外形和四角坐标，圆形构筑物的中心坐标，基础面标高，烟囱高度和沉筑物的中心坐标，基础面标高，烟囱高度和沉淀池深度等。淀池深度等。 （5）交通线路：测定线路起终点、交叉点和）交通线路：

27、测定线路起终点、交叉点和转折点坐标，曲线元素，路面、人行道、绿化转折点坐标，曲线元素，路面、人行道、绿化带界线等。带界线等。 （6）室外场地：测定围墙拐角点坐标，绿化）室外场地：测定围墙拐角点坐标，绿化地边界等。地边界等。 竣工测量与地形图测量的方法相似，不同之竣工测量与地形图测量的方法相似，不同之处主要是竣工测量要测定许多细部点的坐标和处主要是竣工测量要测定许多细部点的坐标和高程，因此图根点的布设密度要大一些，细部高程，因此图根点的布设密度要大一些，细部点的测量精度要精确至厘米。点的测量精度要精确至厘米。 2021年11月14日星期日 251452 竣工总平面图的编绘竣工总平面图的编绘 编绘竣工总平面图时需掌握的资料有设计总平面图、编绘竣工总平面图时需掌握的资料有设计总平面图、系统工程平面图、纵横断面图及变更设计的资料，施系统工程平面图、纵横断面图及变更设计的资料，施工放样资料，施工检查测量及竣工测量资料。编绘时，工放样资料，施工检查测量及竣工测量资料。编绘时，先在图纸上绘制坐标格网，再将设计总平面图上的图先在图纸上绘制坐标格网，再将设计总平面图上的图面内容，按其设计坐标用铅笔展绘在图纸上，以此作面内容，按其设