建筑物变形观测和竣工总平面图编绘培训讲义

测量学

第14章建筑物变形观测和竣工总平面图编绘5/16/2023

114．1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，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，在建筑物的施工和运行管理期间需要进行建筑物的变形观测。5/16/2023

21.建筑物变形的方式

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:周期性地对设置在建筑物上的观测点进行重复观测，求得观测点位置的变化量。

3.影响建筑物变形观测的主要因素:观测点的布设、观测的精度与频率。

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31)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。

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，则观测的中误差应小于允许变形值的1／10～l／20。例如，设计部门允许某大楼顶点的允许偏移值为120mm，以其1／20作为观测中误差，则观测精度为m=±6mm。

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，从实用目的出发，对建筑物的观测应能反映1～2mm的沉降量。

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42)观测的频率决定于变形值的大小和变形速度，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、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，有时还要进行临时观测。5/16/2023

514．2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上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。

14．2．1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降影响范围之外，距沉降观测点20～100m，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。图14.1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。

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。

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6（2）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，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10～20m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；对于宽度大于15m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、基础形式改变处、地质条件改变处也应布设观测点。5/16/2023

7沉降观测点的埋设形式如图14.2和图14.3所示。图14.2（a）、(b）分别为承重墙和柱上的观测点，图14.3为基础上的观测点。

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814·2·2沉降观测

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，应采用精密水准测量方法。沉降观测的水准路线应形成闭合线路。

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25m，一次安置仪器可以有几个前视点。为了提高观测精度，可采用“三固定”的方法(即固定人员，固定仪器和固定施测路线、镜位与转点)。由于观测水准路线较短，其闭合差一般不会超过1～2mm，闭合差可按测站平均分配。5/16/2023

9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1～2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，应在停工时和复工前各观测一次。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1～2月观测一次，以每次沉降量在5～10mm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，直至沉降稳定为止。

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104．2．3沉降观测的成果整理

（1）整理原始记录

检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高程。

（2）计算沉降量

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14.l）。5/16/2023

11（3）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是否渐趋稳定或已经稳定，可分别绘制时间--沉降量关系曲线，以及时间--荷载关系曲线，如图14.4所示。

时间--沉降量关系曲线是以沉降量s为纵轴，时间t为横轴，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测点号码，构成s--t曲线图（图14.4）。

同理，时间--荷载关系曲线是以荷载p为纵轴，时间t为横轴，构成p--t曲线图（图14.4）。

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1214．3建筑物的倾斜观测

测定方法有两类：一类是直接测定法；另一类是通过测定建筑物基础的相对沉降确定其倾斜度。

如图所示，将经纬仪安置在离建筑物的距离大于其高度的1.5倍的固定测站上，瞄准上部的观测点M，用盘左和盘右分中投点法定出下面的观测点N。

14·3·l一般建筑物的倾斜观测5/16/2023

13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P与下观测点Q。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与P，仍用盘左和盘右分中投点法得N′与Q′，若N′与N、Q与Q′不重合，说明建筑物发生了倾斜。用尺量出倾斜位移分量ΔA、ΔB，然后求得建筑物的总倾斜位移量Δ，即：

（14.1）

建筑物的倾斜度i用下式表示：

式中：H——建筑物高度；α——倾斜角。5/16/2023

1414·3·2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，首先须求出顶部中心对底部中心的偏心距。如图14.6(a)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。经纬仪距烟囱的距离约为烟囱高度的1.5倍。烟囱顶部中心O对底部中心O′在y方向上的偏心距为：5/16/2023

15同法可测得在X方向上顶部中心O的偏心距为：

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（14.l）和式（14.2）的方法计算。5/16/2023

1614．3．3倾斜仪观测

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，

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1714．4建筑物的裂缝与位移观测

14．4．l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。

如图所示，用两块大小不同的矩形薄白铁板，分别钉在裂缝两侧，作为观测标志。固定时，使内外两块白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面上。用红油漆画成两个“”标记。5/16/2023

18如裂三缝继三续发三展，三则铁三板端三线与三三角三形边三线逐三渐离三开，三定期三分别三量取三两组三端线三与边三线之三间的三距离三，取三其平三均值三，即三为裂三缝扩三大的三宽度三，连三同观三测时三间一三并记三人手三簿内三。此三外，三还应三观测三裂缝三的走三向和三长度三等项三目。三对三重要三的裂三缝，三以及三大面三积的三多条三裂缝三，应三在固三定距三离及三高度三设站三，进三行近三景摄三影测三量。三通过三对不三同时三期摄三影照三片的三量测三，可三以确三定裂三缝变三化的三方向三及尺三寸。5/三3/三20三231914．4．2位移三观测三位移三观测三是根三据平三面控三制点三测定三建（三构）三筑物三的平三面位三置随三时间三而移三动的三大小三和方三向。三有三时只三要求三测定三建（三构）三筑物三在某三特定三方向三上的三位移三量，三例如三大坝三在水三压力三方向三上的三位移三量。三观测三时，三可在三垂直三于移三动方三向上三建立三一条三基线三，在三建（三构）三筑物三上埋三设一三些观三测标三志，三定期三测量三各标三志偏三离基三准线三的距三离，三就可三了解三建（三构）三筑物三随时三间位三移的三情况三。5/三3/三20三2320图14、11是用三导线三测量三法查三明工三业厂三房的三位移三情况三。AJ为施三工中三平面三控制三点，M为在三墙上三设立三的观三测标三志，三用经三纬仪三测量三∠BA三M三=三β，视三线方三向大三致垂三直于三厂房三位移三的方三向。三若厂三房有三平面三位移MM三′，则三测得三∠BA三M′三=三β′，设Δβ三=三β-三β′，则三位移三量MM三’按下三式计三算：5/三3/三20三232114．5竣工三总平三面图三的编三绘为了三确切三地反三映工三程竣三工后三的现三状，三为工三程验三收和三以后三的管三理、三维修三、扩三建、三改建三、事三故处三理提三供依三据，三需要三开展三竣工三测量三和编三绘竣三工总三平面三图。竣工三总平三面图三一般三应包三括坐三标系三统，三竣工三建（三构）三筑物三的位三置和三周围三地形三，主三要地三物点三的解三析数三据，三此外三还应三附必三要的三验收三数据三、说三明、三变更三设计三书及三有关三附图三等资三料。三竣工三总平三面图三的编三绘包三括竣三工测三量和三资料三编绘三两方三面内三容。5/三3/三20三232214．5．l竣工三测量三在三每一三个单三项工三程完三成后三，必三须由三施工三单位三进行三竣工三测量三，提三出工三程的三竣工三测量三成果三，作三为编三绘竣三工总三平面三图的三依据三。竣三工测三量的三内容三包括三：三（1）工三业厂三房及三一般三建筑三物：三各房三角坐三标、三几何三尺寸三，地三坪及三房角三标高三，附三注房三屋结三构层三数、三面积三和竣三工时三间等三。三（2）地三下管三线：三测定三检修三井、三转折三点、三起终三点的三坐标三，井三盖、三井底三、沟三槽和三管顶三等的三高程三，附三注管三道及三检修三井的三编号三、名三称、三管径三、管三材、三间距三、坡三度和三流向三。三（3）架三空管三线：三测定三转折三点、三结点三、交三叉点三和支三点的三坐标三，支三架间三距、三基础三标高三等。5/三3/三20三2323（4）特三种构三筑物三：测三定沉三淀池三、烟三囱、三煤气三罐等三及其三附属三构筑三物的三外形三和四三角坐三标，三圆形三构筑三物的三中心三坐标三，基三础面三标高三，烟三囱高三度和三沉淀三池深三度等三。三（5）交三通线三路：三测定三线路三起终三点、三交叉三点和三转折三点坐三标，三曲线三元素三，路三面、三人行三道、三绿化三带界三线等三。三（6）室三外场三地：三测定三围墙三拐角三点坐三标，三绿化三地边三界等三。三竣工三测量三与地三形图三测量三的方三法相三似，三不同三之处三主要三是竣三工测三量要三测定三许多三细部三点的三坐标三和高三程，三因此三图根三点的三布设三密度三要大三一些三，细三部点三的测三量精三度要三精确三至厘三米。5/三3/三20三232414．5．2竣工三总平三面图三的编三绘三编绘三竣工三总平三面图三时需三掌握三的资三料有三设计三总平三面图三、系三统工三程平三面图三、纵三横断三面图三及变三更设三计的三资料三，施三工放三样资三料，三施工三检查三测量三及竣三工测三量资三料。三编绘三时，三先在三图纸三上绘三制坐三标格三网，三再将三设计三总平三面图三上的三图面三内容三，按三其设三计坐三标用三铅笔三展绘三在图三纸上三，以三此作三为底三图，三并用三红色三数字三在图三上表三示出三设计三数据三。每三项工三程竣三工后三，根三据竣三工测三量成三果用三黑色三绘出三该工三程的三实际三形状三，并三将其三坐标三和高三程注三在图三上。三黑色三与红三色之三差，三即为三施工三与设三计之三差。三随着三施工三的进三展，三逐步三在底三图上三将铅三笔线三都绘三成黑三色线三。经三过整三饰和三清绘三，即三成为三完整三的竣三工总三平面三图。5/三3/三20三2325厂区三地上三和地三下所三有建三筑物三