2021-2022年大学工程测量专业《工业与民用建筑物变形监测》

项目四

工业与民用建筑物变形监测

主要内容

1.概述（产生变形的原因、监测内容、精度等级、监测频率）

2.建筑基础沉降监测(基准点布设和测量、观测方法与观测要求、观测成果与结果判定）

3.建筑物倾斜监测（观测点布设与要求、观测方法与要求）

4.工程实例4.1概述1、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都会发生变形。2、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。3、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。4、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。

监测内容

对于工业与民用建筑物，主要进行沉降、水平位移、倾斜、裂缝和挠度观测，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（采空区），则应进行地表沉降观测。建筑物沉降监测建筑物水平位移监测建筑物倾斜监测比萨斜塔位于意大利托斯卡纳地区比萨城的奇迹广场上，是比萨城大教堂的独立式钟楼，始建于1173年，1178年因地基不均匀和土层松软开始倾斜，倾斜角度接近4度，顶层突出地基4.5米。由于其外形的独特性和倾斜度，被誉为是人类建筑史上最重要的建筑之一。建筑物裂缝监测建筑裂缝监测点应该选择有代表性的裂缝进行相关的布置，对需要观测的一些裂缝，每条裂缝的监测点至少应该设为2组，具体按现场情况而确定，设置在裂缝的最宽的地方以及裂缝的末端。采用直接量取的方法量取裂缝的宽度、长度、观察其走向及发展的一些趋势。建筑物挠度监测挠度是指建(构)筑物或其构件在水平方向或竖直方向上的弯曲值。例如桥的梁部在中间会产生向下弯曲，高耸建筑物会产生侧向弯曲。挠度观测就是通过一定的技术、仪器或方法对这种弯曲的程度进行测量和分析。4.2建筑基础沉降监测

定义

对建筑物基础的沉降观测，就是通过采用相关等级及精度要求的水准仪，通过在建筑物上所设置的若干监测点，定期观测监测点相对于建筑物附近的水准点的高差随时间的变化量，测得建筑物实际沉降量或变化趋势，并判定沉降是否进入稳定期和是否存在不均匀沉降。监测精度等级

精度等级选择：给定等级时，选择相应等级；多个类型时，根据最高精度选择相应的精度等级；当精度低于三级精度时，应采用三级精度。

观测周期

参照课本P41第3条。监测点（基准点、监测点）布设

基准点布设应根据规范及设计要求，结合现场实际情况进行布设。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。

监测点的位置以能全面反映建筑物地基变形特征，并结合地质情况及建筑物结构特点来确定。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。

沉降基准点标志钢管加筋基准点沉降观测点测量要求

(1)高程控制测量宜使用水准测量方法。对于二、三级沉降观测的高程控制测量，如不方便使用水准测量时，可使用电磁波测距三角高程测量方法。

(2)几何水准测量的技术要求详见课本项目二任务3的表2-1、表2-2、表2-3。

(3)待基准点埋设完成混凝土达到一定强度后，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。

各周期数据处理

1、各周期观测后即时进行数据平差计算。

2、数据处理一般多采用固定点平差或拟稳平差。当确知基准点稳定时采用固定基准平差，若不知基准点先验条件，可采用拟稳平差。

3、各周期的平差基准要一致，这样才能反映出正确的变形量。

4、当单位权中误差和各点位中误差在设计规定之内时，本期观测成果是合格的。否则就该检查、分析原因，及时实施补测或重测。

报告汇总

每周期沉降观测后，应及时进行数据处理和分析，计算沉降信息，及时编制沉降量报表，提供给设计、施工、监理、业主等。沉降观测报表的格式视各地建筑质量监督部门要求而定，现还没有统一的格式。4.3建筑物倾斜监测

定义

●测定工业与民用建筑物倾斜度随时间变化的工作，称为倾斜监测。

●高层或高耸建筑物，如电视塔、水塔、烟囱、高层建筑物等，由于基础不均匀沉降或受风力等影响，其垂直轴线会发生倾斜。

●当倾斜达到一定程度时会影响建筑物的安全，因此必须对其进行倾斜观测或不均匀沉降观测.原因：

建筑物地基承载力的不均匀，体型复杂形成不同荷载及受外力风荷、地震等影响引起建筑物基础的不均匀沉降。

观测方法：

直接测定倾斜的方法包括直接测定法、经纬仪投影法、测水平角法、前方交会法、吊垂球法等，吊垂球法用于基础面积较小的超高建筑物，如电视塔、烟囱、高桥墩、高层楼房等、激光铅直仪观测法、激光位移计自动记录法、正锤线法、摄影测量法。

间接测定倾斜的方法包括倾斜仪测记法、液体静力水准测量法等。

倾斜度示意

激光垂准法

●利用激光垂准仪，测定建筑物底部和顶部距离垂准激光束的距离差，从而计算建筑物某轴线(某一面)的倾斜度。

●这种方法受施工干扰较大，在施工现场较难使用。前方交会法、倾斜仪测记法、液体静力水准仪测量法也是现在常用的方法。前方交会法前方交会法、倾斜仪测记法、液体静力水准仪测