建(構(gòu))筑物變形監(jiān)測

1、第十一章第十一章 建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測變形監(jiān)測概述變形監(jiān)測概述變形監(jiān)測目的變形監(jiān)測目的變形監(jiān)測內(nèi)容變形監(jiān)測內(nèi)容建筑物沉降觀測建筑物沉降觀測11.1 變形監(jiān)測概述變形監(jiān)測概述建筑物在工程建設(shè)中建筑物在使用過程中建筑物沉降建筑物位移建筑物撓曲建筑物傾斜建筑物裂縫勘察勘察設(shè)計設(shè)計施工施工使用使用失誤失誤建筑物特點工程地質(zhì)復(fù)雜外界環(huán)境變化建筑物高大建筑物荷載大建筑物體形復(fù)雜建筑物荷載不均勻沙質(zhì)土淤泥凍土地下水位變化大氣溫度變化外界風(fēng)力變化地震破壞其它外力一、概述一、概述意大利比莎斜塔意大利比莎斜塔資料介紹：八層，高55m，16層為大理石砌，78為青磚石砌，內(nèi)徑7.65m，呈圓環(huán)形。

2、1173年1371年竣工，經(jīng)過198年建到四層傾斜，停工94年。復(fù)建到第七層又停工83年，再建時第八層明顯有轉(zhuǎn)折。經(jīng)測量：塔北側(cè)沉降為量為90cm，塔南側(cè)沉降為量為270cm，向南傾5.5塔頂離開豎向中心線為5m, 傾斜值為0.093原因：1.地基粉砂土，施工不慎，粉砂外擠，偏 心荷載南側(cè)壓力大，造成傾斜。2.塔基地壓力大，超過地基承受力，下沉。3.比薩平原深層抽水，使水位下降相當(dāng)于大 面積加載。天津市人民會堂辦公樓新建天津市科學(xué)會堂學(xué)術(shù)樓相鄰天津市人民會堂辦公樓新建天津市科學(xué)會堂學(xué)術(shù)樓相鄰高5.6m(辦公樓)27m5 m30m27m18m（學(xué)術(shù)樓）高22m開裂寬度100mm原因：兩樓太近，學(xué)

3、術(shù)樓產(chǎn)生地基附加應(yīng)用，擴散原因：兩樓太近，學(xué)術(shù)樓產(chǎn)生地基附加應(yīng)用，擴散 到辦公樓地基中，造成下沉。到辦公樓地基中，造成下沉。天津市人民會堂辦公樓墻體開裂情況（天津市人民會堂辦公樓墻體開裂情況（1986年年7月攝）月攝）香港、重慶人口稠密建筑密集，所以房子建在山坡上，一次滑坡造成數(shù)萬立方米土下滑，土下滑造成建筑物倒塌，北京昆侖飯店29層，高102m，深基槽長190m，寬79m，深12.5m，滑坡長10m，寬3m，高7m。原因：邊坡太陡原因：邊坡太陡二、變形監(jiān)測目的二、變形監(jiān)測目的 通過對變形體動態(tài)監(jiān)測，獲得精確觀測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析，達到以下目的： 對各種工程建筑物在施工或使用過程中的異常

4、變形作出預(yù)報，提供施工和管理方法，以便及時采取措施，保證工程質(zhì)量和建筑物安全。了解變形機理，驗證工程設(shè)計理論和地殼運動假說。對采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝性能做出客觀評價。建立正確的監(jiān)測預(yù)報理論和方法。三、變形監(jiān)測內(nèi)容三、變形監(jiān)測內(nèi)容一、內(nèi)部監(jiān)測：內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測動力特性監(jiān)測加速度監(jiān)測二、外部監(jiān)測：沉降監(jiān)測位移監(jiān)測傾斜監(jiān)測裂縫監(jiān)測撓度監(jiān)測靜態(tài)監(jiān)測動態(tài)監(jiān)測四、變形監(jiān)測特點四、變形監(jiān)測特點測量精度高：一般位置精度為1mm，相對精度1ppm。重復(fù)觀測：測量時間跨度大，觀測時間和重復(fù)周期取決于觀測目的、變形量量大小和速度。嚴密數(shù)據(jù)處理方法：數(shù)據(jù)量大，變形量小，變形原因復(fù)雜。變形資料提供快和準確。五、外

5、部變形監(jiān)測基本方法五、外部變形監(jiān)測基本方法1. 常規(guī)大地測量方法：常規(guī)大地測量方法：幾何水準測量三角高程測量三角（邊）測量，交會測量導(dǎo)線測量全站儀自動跟蹤測量北京西客站沉降觀測北京西客站沉降觀測沉降觀測基準點沉降觀測基準點在施工現(xiàn)場進行沉降觀測沉降觀測現(xiàn)場橋沉降觀測橋沉降觀測中央彩電發(fā)射塔傾斜與日照變形觀測中央彩電發(fā)射塔傾斜與日照變形觀測雄偉的二灘水電站大壩雄偉的二灘水電站大壩使用使用TCA2003A全站儀全站儀對大壩變形自動觀測對大壩變形自動觀測2. 攝影測量方法：攝影測量方法：框幅式立體攝影測量CCD立體攝影測量PSD立體攝影測量三維激光掃描測量 近景攝影測量（地面攝影測量）空中攝影測量多

6、光譜遙感合成孔徑雷達和干涉測量2. 物理儀器法：物理儀器法：激光準直儀測量傾斜儀測量靜力水準測量應(yīng)變儀測量3. 空間測量技術(shù)：空間測量技術(shù)：甚長基線干涉測量（VLBI）衛(wèi)星激光測距全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS、GLONASS雙星）在 Palabora 地區(qū)進行的GPS結(jié)果一個監(jiān)測周期坐標(biāo)比較常規(guī)值減快速靜態(tài)結(jié)果測站測站東方向東方向（E）北方向北方向（N）高程（高程（H）CrushFaulltFosROrKopMicaNorthPiteauSouthWattWest0-4-23-50-15-740-47000426510-305-7-7435在 Helmert 轉(zhuǎn)后GPS測站觀測時間：對于5顆以上衛(wèi)

7、星，10分鐘觀測時間基坑工程施工現(xiàn)場11.2 建筑物沉降觀測建筑物沉降觀測一、概述一、概述建筑物沉降是指建筑物及其基礎(chǔ)在垂直方向上的變形即垂 直位移，通過測定觀測點與基準點之間高差隨 時間變化量。被測建筑物：高層建筑物高層建筑物重要廠房柱基及主要設(shè)備基礎(chǔ)高大構(gòu)筑物水塔、煙囪、高爐等人工加固地基等深坑基采用方法：精密水準測量 靜力水準測量二、沉降觀測監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)二、沉降觀測監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)沉降觀測監(jiān)測網(wǎng)點包括基準點和觀測點基準點基準點：是沉降觀測的基準，應(yīng)埋設(shè)在建筑物變形影響范 圍之外，距開挖邊線50m之外，按二、三等水準點規(guī)格埋石，個數(shù)不少于3個。觀測點觀測點：觀測點設(shè)立在變形體上，能反應(yīng)變形的特

8、征點深基坑支護結(jié)構(gòu)觀測點埋設(shè)在鎖口架上，一般20m 埋設(shè)一個,在支護的陽角處和距基坑很近的原建筑物應(yīng)加密觀測點。建筑物在建筑物四角沿外墻間隔1015米處布設(shè)，在柱上每隔23根柱設(shè)一個點。圓形構(gòu)筑物在基礎(chǔ)軸線對稱部位設(shè)點，不少于四個點。不同建筑物分界處：人工地基和天然地基接壤處，烈縫、伸縮縫處，不同高度建筑交接處，新舊建筑物交接處。觀測點埋設(shè)觀測點埋設(shè)：三、精密水準測量方法三、精密水準測量方法觀測周期（1）基準點應(yīng)在建筑物基坑開挖前布設(shè)，并與已知水準點聯(lián)測。（2）觀測點埋設(shè)穩(wěn)定后，應(yīng)與基準點聯(lián)測兩次，作為沉降觀測數(shù) 據(jù)處理基礎(chǔ)。（3）施工過程中深基坑開挖時 12天 出現(xiàn)暴雨，管涌應(yīng)加密澆筑地下室

9、底扳后 34天建筑物主體施工 12層 結(jié)構(gòu)封頂后 3個月竣工投入使用 3個月 直至沿體穩(wěn)定觀測周期2. 觀測方法 儀器 技術(shù)標(biāo)準 觀測方法 限差 （mm） 精密水準儀 二等水準測量 閉合水準 閉合差容許值 0.6 附合水準 n精度要求：一般建筑物能反映 2 mm 重要建筑物能反映 1 mm 精密工程 0.2 mm3、成果整理、成果整理采用專用記錄手簿逐步檢查每次觀測當(dāng)日計算成果，分析成果。及時上報沉降結(jié)果繪制沉降曲線圖沉降觀測總結(jié)報告。計算各觀測點高程計算相鄰兩次觀測沉降量計算累積沉降量四、靜力水準測量方法四、靜力水準測量方法1.靜力水準測量根據(jù)靜止液體在重力作用下，保護同一水準 面 的原理，

10、測定觀測點的高程變化，從而得 到沉 降?？蛇_到二等水準精度。2. 靜力水準儀： 由測高儀、觀測器、控制系統(tǒng)、溢水器、連通道等構(gòu)成。五、建筑物水平位移測量五、建筑物水平位移測量1. 水平位移指建筑水平內(nèi)的變形，表現(xiàn)為不同時期的平面坐 標(biāo)或距離的變化?；鶞示€法小三角活動覘標(biāo)法激光準直法引張線法2. 常用方法： 基準線法 導(dǎo)線法前方交會法六、基準線法測水平位移六、基準線法測水平位移1. 基準線法基準線法 觀測墩BA工作基點2. 小三角法小三角法 D觀測墩觀測墩ABPPD2. 引張線法引張線法 是利用一根在兩端拉緊的鋼絲（或高強尼龍絲）建立基準面來測定偏移值的方法。六、導(dǎo)線法和前方交會法六、導(dǎo)線法和前

11、方交會法此方法常用于非直線建筑物如曲線型建筑物的位移測量1bnbnA12n-1nB采用無定向?qū)Ь€利用A、B連線為x軸假定坐標(biāo)系。七、建筑物傾斜測量七、建筑物傾斜測量建筑物不均勻的水平位移高程建筑物建筑物不均勻的沉降基礎(chǔ)傾斜多層和高層建筑物基礎(chǔ)傾斜容許值多層和高層建筑物基礎(chǔ)傾斜容許值 傾斜原因：傾斜原因：建筑物高度（建筑物高度（m）24246060100100傾斜容許值（傾斜容許值（mm）4321.5高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜容許值高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜容許值建筑物高度（建筑物高度（m）20205050100100150150200200250傾斜容許值（傾斜容許值（mm）865432測量方法測量方法一、深基坑的傾斜測量 采用鉆孔測斜儀測斜儀探頭：豎直角傳感器圓氣泡測傾斜方位傳感器指南針測方位CCD攝象系統(tǒng)微機：將圖象處理成坐標(biāo)二、房物建筑的傾斜觀測 直接利用經(jīng)緯儀投點法測量Hai 三、塔式建筑物的傾斜測量 測定頂部中心相對于底部中心的偏心位移量 224321:2BABBBAAAAHiRDARDBaaaaBOAO煙囪傾斜度：方向傾斜分量方向傾斜分量八、撓度和裂縫測量八、撓度和裂縫測量一、撓度測量是通過測量建筑物沉降量計算得到 ABBCcSLLLSf211基礎(chǔ)撓度：二、裂縫觀測 當(dāng)撓度過