《建筑工程测量》项目十二-建筑物的变形观测

建筑工程测量使用规范说明【项目导读】

在建筑物的建造和使用期间，由于建筑物基础的地质构造不均匀，土壤的物理性质不同，大气温度变化，土基的弹性变形，建筑物本身的荷重，建筑物的结构形式及动荷载（如风力、震动）等的作用，建筑物将发生沉降、倾斜、裂缝和位移等变形现象。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，严重时会危及建筑物的安全。

因此，在建筑物施工过程中和运营使用期间，必须对建筑物的变形状态进行监测，即变形观测。本项目将介绍变形监测的主要内容：沉降观测、倾斜观测、裂缝观测和位移观测。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务一

建筑物的沉降观测任务目标

了解建筑物变形观测的内容与要求；掌握建筑物沉降观测的方法。相关知识

一、建筑物变形观测的内容与要求

建筑物变形观测是对建筑的地基、基础、上部结构及其他场地受各种作用力而产生的形状或位置变化进行观测，并对观测结果进行处理和分析的工作。变形观测的主要内容有沉降观测、倾斜观测、裂缝观测和位移观测。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

二、建筑物的沉降观测

建筑物的沉降观测是测定高层建筑物、重要厂房的柱基和主要设备基础，连续性生产和受震动较大的设备基础，人工加固的地基或地下水位较高的建筑物等的基础沉降和上部结构沉降的工作。

建筑物的沉降观测主要采用水准测量的方法，将埋设在建筑物周围的高程基准点作为后视点，以布设在建筑物上的沉降观测点作为前视点，定期测量沉降观测点的高程，从沉降观测点的高程变化中了解建筑物的上升或下沉情况。

（一）沉降观测点

沉降观测点的布设应能全面反映建筑及地基变形特征，并顾及地质情况及建筑结构特点。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务实施

任务之前在学校选择一个建筑物A，本任务就是对该建筑物A进行沉降观测。

步骤1

高程基准点的布设与观测

各小组在该建筑物A附近埋设多个高程基准点（要求不少于3个），以便互相检核。

高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。根据点位所在处的不同地址条件，可选用浅埋钢管水准标石和混凝土普通水准标石。在建筑区内，其点位与邻近建筑物的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其埋深应大于邻近建筑基础的深度，高程基准点也可以选择在基础深且稳定的建筑上，如图12-1所示。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明图1-1市政给水系统供给小区用水示意图项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

步骤2

沉降观测点的布设

根据建筑物沉降点的布设位置要求，在建筑物A的四周布设一些沉降观测点，如图12-2所示。

沉降观测点布设的数量和位置，应能全面正确地反映建筑物的沉降情况。图12-2沉降观测点布置图项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

承重墙沉降观测点采用一端焊接一铆头，另一端埋入承重墙内，用1∶2水泥砂浆填实，如图12-3（a）所示。

柱沉降观测点采用钢筋，一端弯成向上的直钩，一端埋入柱内，如图12-3（b）所示。图12-3承重墙和柱沉降观测点的构造项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

基础上的沉降观测点通常是将铆钉或钢筋埋入混凝土中，如图12-4所示。图12-4基础观测点埋设项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

步骤3

建筑物沉降观测1．沉降观测周期和时间2．观测方法与要求

步骤4

沉降观测的成果整理

每次观测结束后，应及时整理和检查外业观测数据，计算路线闭合差。当闭合差不超限时，则将闭合差按测站平均分配，然后计算各沉降观测点的高程，并将数据记入表12-3中。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明表12-3沉降观测的成果表项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

根据表12-3绘制沉降和荷载曲线，如图12-4所示。1-荷载与观测时间的曲线图，2-观测点1的累计沉降量与时间的曲线图，3-观测点2的累计沉降量与时间的曲线图。图12-4沉降观测曲线图项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务二

建筑物的倾斜观测任务目标

熟悉建筑物倾斜观测的内容，熟练掌握建筑物倾斜观测的方法。相关知识

一、建筑物的倾斜观测

测定建筑物顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度、倾斜方向及倾斜速率的工作称为建筑物的倾斜观测。

在建筑物外部观测时，测站点的点位应选在与倾斜方向上成正交的方向线上，距照准目标2倍目标高度的固定位置。当利用建筑内部竖向通道观测时，可将通道底部中心点作为测站点。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务实施

任务之前选择一个已经建好的建筑物（如教学楼），本任务就是运用所学的知识对该建筑物进行倾斜观测。

步骤1

在建筑物A的同一竖直面上设置上、下两个观测点，分别记为M点、N点。在该竖直面的地面延长线上，距离建筑物A水平距离大于建筑物高度的B点上架设经纬仪，对中整平，如图12-5所示。这样，M、N和B三点就处于同一竖直面上，如果建筑物倾斜，则MN连线随之倾斜。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明图12-5倾斜观测示意图项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明

步骤2

参照图12-5，转动照准部，用经纬仪盘左位置将望远镜瞄准M点，拧紧水平制动螺旋，向下转动望远镜瞄准N点，得到一个点（由于建筑物倾斜，此点与N点存在偏差），做好标记。

同理，用盘右位置测得一个点，取两点的中点位置，得

点。

步骤3

当

和N点不重合时，则说明建筑物产生倾斜。

和N点之间的水平距离d1即为建筑物的倾斜值。若建筑物的高度为H，则建筑物的倾斜度为：

步骤4

一般高层建筑物都应分别在相互垂直的两个墙面上进行，参照步骤1、2和3，观测另一个竖直面的倾斜值d2和倾斜度，则两个方向的总倾斜值为：

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务三

建筑物的裂缝观测任务目标

熟悉建筑物裂缝观测的内容，熟练掌握建筑物裂缝观测的方法。相关知识

一、裂缝观测

当挠度（建筑的基础、上部结构或构件等在弯矩作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移）过大时，建筑物会由于剪切破坏产生裂缝，这时除增加沉降观测次数外，还应进行裂缝观测。通过对建筑物的裂缝和沉降观测，分析其产生裂缝的根源以及对建筑物使用安全的影响因素，及时采取有效措施加以处理。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务实施

在学校任意选择一栋存在裂缝的建筑物，准备好仪器对该建筑物进行裂缝观测。

步骤1

制作观测标志

如图12-6所示，在建筑物裂缝处用两片白铁皮，一片为边长为150mm左右的正方形铁片，固定在裂缝的一侧；另一片为50mm×200mm的长方形铁片，固定在裂缝的另一侧，并使其中的一部分紧贴在正方形铁皮上，然后在两片铁皮上涂上红色油漆。

步骤2

裂缝观测

当裂缝继续发展时，两片涂油红漆的铁皮随着裂缝加宽逐渐被拉开，在固定的正方形铁皮上就会露出原来的底色，其宽度即为裂缝增加的宽度，可用直尺直接量取。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明图12-5倾斜观测示意图项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务四

建筑物的位移观测任务目标

熟悉建筑物位移观测的内容，熟练掌握建筑物位移观测的方法。相关知识一、位移观测

根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间变化的工作，称为位移观测，其观测目的是为了确定建筑物平面位移的大小和方向。建筑物位移可能是任意方向的，也可能发生在某一特定方向。

项目十二

建筑物的变形观测使用规范说明任务考核

在学校任意选择一栋建筑物，准备好仪器对该建筑物进行位移观测。

步骤1

设置控制点和观测点

如果建筑物发生位移的方向已知，则只在此方向上进行观测即可。如图12-7所示，在该方向上设置A、B、C三个控制点和观测点M点，可用红油漆在墙上涂三角符号做标志。

项目十二

建筑物的变形观测图12-7建筑物位移观测使用规范说明

步骤2

位移