建筑工程施工测量学习情境六建筑物变形观测

内容学习单元一沉降水准点的布设学习单元二建筑物沉降观测学习单元三建筑物倾斜观测学习单元四建筑物裂缝与水平位移观测水准点包括工作水准点和永久性基本水准点两种。前者直接用作沉降观测的后视点，后者则用于检查工作水准基点的稳定性。永久性基本水准点应布设在沉降影响范围以外的稳定地点，且三个为一组。工作水准点应尽量布设在靠近建筑物而又受其沉降影响较小的地方，以距建筑物20～100m为宜。对于民用建筑，在墙角和纵横墙交界处，周边每隔10～20m处均应布点。当房屋宽度大于15m时，应在房屋内部纵轴线上和楼梯间布点。对于工业建筑，应在房角、承重墙、柱子和设备基础上布点。对于烟囱和水塔等，应在其四周均匀布设三个以上的观测点。学习单元一沉降水准点的布设岩层水准基点标石(单位:cm)深埋双金属管水准基点标石(单位:mm)

各类水准点及其埋设规格混凝土基本水准标石(单位:cm)

深埋钢管水准基点标石(单位:cm)

混凝土普通水准标石(单位:cm)

浅埋钢管水准基点标石

水平控制网GPS监测网长江汉水基准点1基准点2GPS1GPS2GPS3GPS4学习单元二建筑物沉降观测一、沉降观测点的设置点位宜选设在下列位置：1.建筑物的四角大转角处及沿外墙每10-15米处或每隔2-3根柱基上；2.高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧；3.建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊外、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处；4.宽度大于等于15米或小于15米而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点；5.邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜沟处；6.框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点；7.片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置；8.重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧；9.电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于4个；10.埋入墙体的观测点，材料应采用直径＞12mm的圆钢，一般埋人深度＜12cm，钢筋外端要有90°弯钩弯上，并稍离墙体，以便于置尺测量。BM1P15P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14D2D4C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10BM3BM2某建筑群沉降监测水准网及监测点布置示意图

二、沉降观测点的标志图6.8窖式标志（适用于建筑物内部埋设单位:mm）图6.9盒式标志（适用于设备基础上埋设单位:mm）图6.10螺栓式标志（适用于墙体上埋设单位:mm）三、沉降观测点观测的技术要求沉降观测点的观测除应符合一般水准测量的技术要求外，还应符合下列要求：1对二级、三级观测点，除建筑物转角点、交接点、分界点等主要变形特征点外，可允许使用间视法进行观测，但视线长度不得大于相应等级规定的长度。2观测时，仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机等振动影响的范围内，塔式起重机等施工机械附近也不宜设站。3每次观测应记载施工进度、增加荷载量、仓库进货吨位、建筑物倾斜、裂缝等各种影响沉降变化和异常的情况。每周期观测后，应及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。四、观测时间、方法、精度要求和成果施工过程中，一般在增加较大荷重前后，如基础浇灌、回填土、安装柱子和屋架、砌筑砖墙、安装吊车、设备运转等都要进行沉降观测。当基础附近地面荷重突然增加，周围大量积水及暴雨后，或周围大量挖方等均应观测，施工中如中途停工时间较长，应在停工时及复工前进行观测。工程完工后，应连续进行观测，观测时间的间隔可按沉降量的大小及速度而定，开始时可每隔1～2月观测一次，以每次沉降量在5～10㎜为限，否则要增加观测次数。以后随着沉降速度的减慢，再逐渐延长观测周期，直至沉降稳定为止。日期荷重/t观测点50515253高程/m沉降量/mm累计沉降量/mm高程/m沉降量/mm累计沉降量/mm高程/m沉降量/mm累计沉降量/mm高程/m沉降量/mm累计沉降量/mm1986.9.10

44.624

44.528

44.652

44.666

1986.10.10

44.6213344.5193344.6511144.661551986.11.1040044.61381144.5116944.6465644.65110151986.12.10

44.603102144.50581744.6442844.6438231987.1.1080044.59582944.50162344.64131144.6394271987.2.10120044.58963544.49742744.63561744.6381281987.3.10

44.58543944.49443144.63411844.6362301987.4.10

44.58234244.49233444.63132144.6351311987.5.10

44.58024444.49023644.62922344.6323341987.6.10

44.57734744.48823844.62632644.6275391987.7.10

44.57435044.48724044.62332944.6252411987.8.10

44.57225244.48614144.62213044.6232431987.9.10

44.57115344.48514244.62113144.6221441987.10.10

44.57015444.48514344.62013244.6211451988.2.10

44.56915544.48414444.61913344.6201461988.6.10

44.5690

44.48404444.61903344.6200461988.10.10

44.56905544.48404444.61903344.620046荷载-时间-沉降量曲线图2001 2002 2003 3 5 7 9 11 3 5 7 9 11 0 40 80 100 120 10 20 30 40 F/(t/m2) s/mm t 时间（年、月） 1 2 学习单元三建筑物倾斜观测一、建筑物倾斜观测原理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

式中i—建筑物主体的倾斜度∆D—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)α—倾斜角(°)M N P Q X Y H ∆A ∆B N′ Q′ ∆A ∆B ∆

二、实例1.一般建筑物主体倾斜观测（1）如图所示，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即为所设观测标志。（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，如图所示，说明建筑物发生了倾斜。（3）用尺子，量出在X、Y墙面的偏移值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，即：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（构）筑物的主体倾斜观测

A、B为两观测站，离烟囱的距离应不小于烟囱高度的两倍，并使Ap、Bp方向大致垂直。

经纬仪先在A点观测烟囱底部和顶部相切两方向的值，取平均值得a、a′即为通过烟囱底部和顶部中心的方向值。同样再在B点观测，得b、b′。

若a≠a′，b≠b′，则表示烟囱的上下中心不在同一铅垂线上，即烟囱有倾斜。计算出△a=a′-a，△b=b′-b，并从A、B分别沿Ap、Bp方向量出到烟囱外皮的距离DA、DB。可按下式计算出垂直于Ap、Bp方向的偏移量eA、eB

式中R为烟囱底部的半径，可量出底部的周长后求得。烟囱总的偏移量e和偏移方向分别为：3.建筑物基础倾斜观测

测定建筑物的偏移值

∆h

L

L

∆h

∆D

H

基础倾斜观测

建筑物的基础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，如上图所示，在根据两点间的距离L，即可计算出基础的倾斜度：对整体刚度较好的建筑物的倾斜观测，亦可采用基础沉降量差值，推算主体偏移值。用精密水准测量测定建筑物基础两端点的沉降量差值Δh，在根据建筑物的宽度L和高度H，推算出该建筑物主体的偏移值ΔD，即学习单元四建筑物裂缝与水平位移观测一、裂缝观测当建筑物发生裂缝时，应进行裂缝变化的观测，并画出裂缝的分部图，根据观测裂缝的发展情况，在裂缝两侧设置观测标志；对于较大的裂缝，至少应在其最宽处及裂缝末端各布设一对观测标志。裂缝可直接量取或间接测定，分别测定其位置、走向、长度、宽度和深度的变化。常用的裂缝观测方法有以下两种：1．石膏板标志用厚10mm，宽约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。2．白铁皮标志（1）如图所示，用两块白铁皮，一片取150mm×150mm的正方形，固定在裂缝的一侧。（2）另一片为50mm×200mm的矩形，固定在裂缝的另一侧，使两块白铁皮的边缘相互平行，并使其中的一部分重叠。（3）在两块白铁皮的表面，涂上红色油漆。（4）如果裂缝继续发展，两块白铁皮将逐渐拉开，露出正方形上，原被覆盖没有油漆的部分，其宽度即为裂缝加大的宽度，可用尺子量出。白铁板

二、水平位移观测常用方法有测角前方交会测角后方交会极坐标法导线法视准线法引张线法等测角前方交会基准点：A与B观测量：角度a与β求点P的平面坐标点位中误差测角后方交会基准点：A、B与C观测量：角度a与β求点P的平面坐标点位中误差极坐标法基准点：A与B观测量：角度a与水平距离D求点P的平面坐标点位中误差导线法当相邻的变形点间可以通视，且在变形点上可以安置仪器进行测角、测距时，可采用这种方法。通过各次观测所得的坐标值进行比较，便可得出点位位移的大小和方向。这种方法多用于非直线型建筑物的水平位移观测，如对弧形拱坝和曲线桥的水平位移观测。视准线法与引张线法三、竣工总平面图的编制按原设计总平面图施工、经竣工后实测检查符合设计要求的，施工单位在原施工总平面图上加盖“竣工总平面图”标志后即可作为竣工总平面图。1.在图纸上绘制坐标方格网绘制坐标方格网的方法、精度要求，与地形测量绘制坐标方格网的方法、精度要求相同。2.展绘控制点坐标方格网画好后，将施工控制点按坐标值展绘在图纸上。展点对所临近的方格而言，其容许误差为±0.3mm。3.展绘设计总平面图根据坐标方格网，将设计总平面图的图面内容，按其设计坐标，用铅笔展绘于图纸上，作为底图。4.展绘竣工总平面图对凡按设计坐标进行定位的工程，应以测量定位资料为依据，按设计坐标（或相对尺寸）和标高展绘。对原设计进行变更的工程，应根据设计变更资料展绘。对凡有竣工测量资料的工程，若竣工测量成果与设计值之比差，不超过所规定的定位容许误差时，按设计值展绘；否则，按竣工测量资料展绘。习题1.沉降观