第14建筑物变形观测和竣工总平面图编绘

02九月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。02九月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。02九月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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（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。02九月2023

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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。02九月2023

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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）。02九月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02九月2023

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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。02九月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：02九月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。02九月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。02九月2023

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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之间的距离，取其平均值，即为裂缝扩大的宽度，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项目。

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。

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14．4．2位移观测

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大小和方向。

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）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（构）筑物随时间位移的情况。

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20图14、11是用导线测量法查明工业厂房的位移情况。AJ为施工中平面控制点，M为在墙上设立的观测标志，用经纬仪测量∠BAM=β，视线方向大致垂直于厂房位移的方向。若厂房有平面位移MM′，则测得∠BAM′=β′，设Δβ=β-β′，则位移量MM’按下式计算：

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2114．5竣工总平面图的编绘

为了确切地反映工程竣工后的现状，为工程验收和以后的管理、维修、扩建、改建、事故处理提供依据，需要开展竣工测量和编绘竣工总平面图。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。竣工总平面图的编绘包括竣工测量和资料编绘两方面内容。02九月2023

2214．5．l竣工测量

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、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。

（2）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，附注管道及检修井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向。

（3）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。

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23（4）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，圆形构筑物的中心坐标，基础面标高，烟囱高度和沉淀池深度等。

（5）交通线路：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、绿化带界线等。

（6）室外场地：测定围墙拐角点坐标，绿化地边界等。

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。

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2414．5．2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、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，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，以此作为底图，并用红色数字在图上表示出设计数据。每项工程竣工后，根据竣工测量成果用黑色绘出该工程的实际形状，并将其坐标和高程注在图上。黑色与红色之差，即为施工与设计之差。随着施工的进展，逐步在底图上将铅笔线都绘成黑色线。经过整饰和清绘，即成为完整的竣工总平面图。

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厂区地上和地下所有建筑物、构筑物如果都绘在一张竣工总平面图上，线条过于密集而不便于使用时，可以采用分类编图，如综合竣工总平面图、交通运输竣工