变形监测课件之九工业与民用建筑物变形监测

第9章工业与民用建筑物

变形监测主要内容概述建筑基础沉降监测建筑物倾斜监测工程实例9.1概述土壤地基上的建筑物，在内力与外力的作用下，无论是在水平方向还是垂直方向都会发生变形。在水平方向所产生的位移叫做建筑物的水平位移，向上的垂直位移叫做上升，而向下的垂直位移叫做建筑物的沉降。由于建筑物基础的不均匀沉降而使建筑物垂直轴线偏离其设计位置时，叫做建筑物的倾斜。倾斜伴随着建筑物上部的水平位移，并且随着高度的增加，水平位移量增大。无论水平位移、倾斜还是沉降，当变形值超过一定限度时，会影响建筑物本身的安全以及人民生命财产的安全。有目的地对施工和运营期间的建筑物进行定期的变形观测非常重要。研究建筑物的位移具有非常重要的意义，因为在计算建筑物的地基时要考虑其极限变形。在计算过程中要确定倾斜的沉降和水平位移以及其它变形的大小，这些数值要与一些极值进行比较，这些极限值是保证建筑物整体或局部的正常使用条件以及保证一定寿命的一些数字指标。对于工业与民用建筑物，主要进行沉降、倾斜和裂缝观测，即静态变形观测；对于高层建筑物，还要进行震动观测，即动态观测；对于大量地抽取地下水及进行地下采矿的地区，则应进行地表沉降观测。主要观测项目基础沉降。观测单点沉降量、平均沉降量、相对沉降量、倾斜、弯曲、沉降速率等。水平位移。单点水平位移、位移速率、挠度等。滑坡监测。对工程周围可能产生滑坡的部位实行定期监测。裂缝监测。对建筑物上产生的裂缝进行宽度、深度、错开等监测。内部监测。对建筑物基础进行应力/应变监测、温度监测、地下水位监测。9.2建筑基础沉降监测

定义对建筑物基础的沉降观测，就是定期地测定建筑物基础在垂直方向上的位移，故亦称建筑物基础垂直位移观测。在施工初期，基础开挖，地表荷重卸出，基底产生回弹现象；基础完工后，随着施工进展，荷重不断增加，基础产生下沉；竣工后，在运营阶段，往往持续若干年，沉降现象方能停止。沉降观测应从基础施工开始，直至运营后沉降稳定为止。主要工作①沉降观测方案研究与技术设计；②沉降观测仪器检验；③沉降观测点位布设；④沉降观测数据采集；⑤沉降观测数据处理；⑥沉降量计算与分析；⑦沉降量报表；⑧沉降过程曲线绘制；⑨沉降观测报告编写。技术设计根据工程项目的性质、结构特点、规模大小、质量精度要求等，研究沉降观测方案和规划观测作业、选择测量仪器设备、组成测量队伍。按《建筑物沉降观测规范》规定，一般建筑物应反应1mm的沉降量，这就要求观测精度要高于±1mm，一般按二等水准测量技术规定执行。对于研究性的观测，应采用一等水准测量技术指标。根据规范的要求，一般应采用S1级精密水准仪。对于非重要建筑或沉降量较大地区的沉降观测、高速公路等，也可以采用三等水准测量技术指标实施观测。基准点的布设基准点是变形观测的基础，基准点布设是否合适直接关系到变形观测能否成功。根据工程项目的不同，一般要求基准点绝对稳定，有时也可以要求基准点相对稳定。要达到基准点稳定的要求，有两种选择：一是远离建筑物，二是深埋。基准点可分为两级，固定基准和工作基准。固定基准点应布设在距离需要观测的建筑物一定的距离且稳定，不受其它外力影响、便于保存的位置。基准点数应不少于3～4个，以便于基准点保护、恢复和稳定性分析。基准点的标志采用混凝土桩，或钢管加筋桩。对于高层建筑物或大型建筑物，基准点应钻孔至基岩。固定基准点工作基准点建筑物图9-1沉降观测点位布置图(a)钢管加筋基准点(b)基岩上基准点(c)路边基准点(d)路边基准点图9-2沉降观测基准点(a)(b)(c)图9-3钢管加筋基准点观测点布设沉降观测点布设位置由测量单位、设计单位、甲方监理共同确定，由施工单位配合实施埋设。观测点应埋设在最能反映建筑物沉降的位置，如四角点、中点、较大转角处、沉降缝、抗震缝，构造柱，荷载或层数变化处，地基薄弱处等，还要考虑点位具有一定的密度，如每隔15～20m布设一点。标志要与结构体牢固结合，同时具有一定的深度。埋设标志时应结合施工图纸，使其既便于立尺观测，又便于保护，同时不会被后续施工所掩埋。图9-4沉降观测点标志基准网观测待基准点埋设完成并砼达到一定强度后，按沉降观测设计方案对基准网实施首次测量。采用二等或一等水准测量进行观测，视距长度要小于相应等级，严格保证视距差在规定范围内。基准点间应构成闭合环，并具备一定数量的多余观测值。各周期观测随着施工进度的进行，每隔一定的时间观测一次沉降观测点的沉降情况。从基础开始初次观测，每增加一层或设定层数观测一次，直至竣工。竣工后运营期间也要每隔三个月、半年、一年进行观测，直至稳定。当遇有暴雨、地震等特殊情况后，应对建筑物增加观测次数。各周期观测纲要应尽量保持一致，固定人员、固定仪器、固定时间、固定路线。观测点要与基准点之间构成闭合、附合路线，尽量避免支线观测。观测中会有各种情况发生，应在观测的同时记录，比如施工进度、天气情况、气象条件等，以便后续分析使用。图9-喝6沉降循观测迹网基准血网数灾据处茅理当基准辱网独立汗观测时岩，基准学网可以握独立平忆差计算烫。因首次摘观测无勒基准点致稳定性夜的先验肥信息，葵所以，滩可以采您用普通望秩亏自粥由网平蜡差，即茎应采用双全网的男重心作框为基准页，使各毫基准点烘精度均飞匀，取询得基准假点在重点心高程拨基准下块的高程琴值，作摩为沉降宋观测的问依据。当首拖次基块准网赛与观仍测点坐网同论时观偶测并呢整体孤平差狸时，古可以尼以基虫准点蜓为拟忽稳点突，观刺测点龄为非糖拟稳播点进灭行拟它稳自迟由网板平差水，即稿采用斑拟稳敌重心贿为基早准，携建立身平差绢基准径和取筹得观货测点馆初始过测量旬成果再。各周仙期数唉据处弟理各周期世观测后醋即时进阻行数据尝平差计枝算。数据处全理一般拨多采用适固定点尾平差或加拟稳平灭差。当尺确知基殖准点稳爬定时采徒用固定册基准平许差，若言不知基纺准点先竟验条件宿，可采纽奉用拟稳触平差。各周炎期的控平差朗基准雨要一堤致，旅这样宅才能担反映恩出正哲确的翼变形顷量。当单晴位权晌中误痛差和膜各点坦位中沸误差腾在设公计规追定之狠内时饱，本帮期观透测成稠果是框合格渠的。饮否则晃就该尘检查板、分隐析原侄因，冒及时刮实施告补测荐或重偏测。沉降量女的计算沉降搏量报配表每周破期沉抱降观条测后陕，应冤及时测进行池数据掉处理毁和分睡析，装计算溪沉降株信息盾，及扎时编温制沉仁降量近报表谅，提姑供给许设计膝、施温工、谣监理压、业读主等白。沉降瞒观测卫报表湖的格痕式视铜各地炮建筑捉质量惧监督觉部门裤要求洋而定窑，现靠还没框有统砍一的奋格式赞。沉降旺过程樱曲线城图绘冬制当变轻形观季测进废行到速一定炎周期型，或乓是工汽程进柜度到江一定练阶段盗，就蹄要依巩据前扇面所搅观测绿和计穿算的颂结果皂，绘亦制点桂位沉按降过恳程曲寺线。通过祝变形棚曲线杜可以馆直观扒地了笨解变塔形过却程和梢变形扫分布航情况透，也溪可以堪对变枝形发拢展趋采势有饭个直留观的场判断林。沉降过访程曲线娇以时间济为水平届轴，以僵沉降量越为纵轴线。为了对份比相关素点位沉担降量及耕其沉降疾速率，菌经常将亦多个点掌位的沉腥降过程处曲线绘似制在同惹一图中蓝。时间（天）沉降量（mm）图9-7沉降过程曲线报告的蒜编写当工辫程竣错工后庙，应凳及时柳对施符工期凶间沉摄降观肾测成化果进贿行阶逆段总悬结。总结报锅告应包猪括：技决术措施攀、观测耳期限、冠观测依耗据等，牵并对总霉的观测卧结果进臣行分析很。沉降途观测溉阶段艇（总绞结）局报告缴应包榜含的孙分析刊数据元有：单建筑葛物最精大沉他降点括名及培其最缩慧大沉或降量劳；建榜筑物越最小兄沉降围点名参及其阳最小占沉降魄量；哗建筑室物所刊有观壮测点炕的平牛均沉劝降量叙；近槐期该苦建筑夺物最螺大沉祖降速估率、嫌最小童沉降待速率拦以及微平均驻沉降秤速率庭。沉降观筐测阶段死（总结石）报告贵中还应绿包含沉战降观测浑点位布贝置图、夜点位沉阅降过程纵线等，券必要时品还应绘冷制等沉箭降曲线攀图。9.志3建筑物欲倾斜监斩测定义测定工词业与民拥用建筑榨物倾斜圣度随时肯间变化济的工作林，称为突倾斜观者测。高层或杯高耸建买筑物，故如电视性塔、水兰塔、烟猜囱、高驱层建筑不物等，兆由于基肯础不均依匀沉降高或受风溜力等影为响，其轨垂直轴前线会发矛生倾斜惜。当倾斜粮达到一艰定程度射时会影产响建筑秧物的安酱全，因洗此必须评对其进隙行倾斜地观测或绵不均匀怜沉降观信测。BB′Aeh图9-8倾斜度示意纵横因距投畏影法在圆形郊建筑物滴的两个平相互垂送直的方诞向上安冤置经纬阶仪或全录站仪；测站般距离切圆形熔建筑键物的宪距离犯应大割于其现高度描的1.撤5倍；在圆祥形建刑筑物踏的底南部横酸放两就把尺洋子，虑使两忧尺相撞互垂企直，仪且分联别垂泳直于粮圆形庄建筑研物中掀心与悉两测赤站的屈连线毕。经纬茶仪分蛾别照遥准建棋筑物惑的顶鼻部、张底部溪的边织缘，逆向下筝投影迁。前方顺交会方法当测损定偏络距e的精爪度要贝求较绍高时录，可泡以采县用角烈度前土方交涝会法奸。首先在亩圆形建声筑物周正围标定A、B、C三点光，观稍测其戴转角谈和边抛长，垄则可咱求得预其在板资用障坐标跟系中邪的坐亿标；然后纪分别冰设站沃于A、B、C三点，习观测圆此形建筑择物顶部杀两侧切简线与基脾线的夹贵角，并铺取其平朗均值；以同够样的酸方法古观测厨圆形妻建筑恒物底厨部；按角绘度前业方交矮会定拐点的哀原理氏，即无可求压得圆医形建拖筑物朴顶部准圆心O′和底分部圆部心O的坐集标。任意顿点置冰镜方索向交厉会法对非降圆形谎建筑丈物，盐如高授层建恳筑物朝的楼嫂体进娃行倾伍斜观急测，写过去眨一般睁用基绳础不疏均匀滚沉降到来推鸟算。适当缴建筑乖物属母于非页钢体打变形含时，灶这一研方法繁就失岛去了蛙作用秋。由于泼建筑阻物在戏施工安阶段光其楼滑体上却变形田点无寨法置景镜，珍因此艰，只针能用胀方向懂交会恰的方根法来镜交会苍该点络的位闻置，夜以此阵来分掘析该隆点的弃倾斜锈值（案变形零值）圾。施工期样间建筑位场地有劣各种施渐工机械遵、设备蓬、堆放齐的各种学建筑材宾料，以扬及作业艺人员流远动频繁朱等因素森，使变锻形监测挽基准点哗位或被驰破坏，杯致使观协测时不帽能用正铅常的前膛方交会覆方法交鸣会变形界点的位向置。本方法唉后视任鸽意两点猜交会变仰形点，漠并将这逮种交会堆法转化匠为两方东向前方劫交会算短法。激光翠垂准雾法利用什激光余垂准碧仪，相测定宅建筑两物底侧部和挪顶部长距离吗垂准沿激光收束的梅距离岔差，话从而抽计算建建筑里物某化轴线冈（某嘱一面满）的近倾斜启度。这种方苹法受施砍工干扰影较大，辟在施工斜现场较巩难使用花。图9-1垄3激光垂最准倾斜厚观测9.延4工程碰实例仪器潮及精老度设愿计依据设查计要求悼，为能丢反映出1mm的沉耳降量堵，采扮用S1级精密答水准仪虫和铟钢小尺，按滋二等水祥准测量联的规程既进行沉毫降观测瓶；视距长雨度小于30m，三丝百最小读习数不限欠，正确摄读数至0.而1m嚼m，估读梳至0.雾01滥m染m，单足位权辟（一帽测站宗）中吃误差瘦不超仗过0.5肾mm，点位洗高程中目误差不脖超过1.鞠0m棒m。观测讨周期弊设计建筑录物施歼工至±0以上余时进基行初颜始观睡测；勉以后崭每施遇工完鬼一层修观测1次；封队顶观测1次；封床顶1个月巷后观票测1次；建软筑物竣出工时观贫测1次；富以后台第1个月秒后观嚷测1次、第3个月后欠观测1次、第6个月后贸观测1次、粒第9个月后凉观测1次、凶第12个月后砖观测1次。预计裹共观胆测15次，漂若施娃工期围间沉怒降速课率过谋大或赶竣工袄后沉翅降仍耳未趋牌于稳尊定，步则按谎甲方凳要求艳适当置增加心观测兰次数撇。提供资培料要求在沉梯降监生测过结程中欧，施搜测方饿在每湖次观只测时世将上榆次观撕测的夺成果舍资料羡提交每给业带主方螺，若著发现绕沉降嘉量或场沉降健速度剃过大旗，则到及时帐报告坟业主