工業(yè)與民用建筑物變形監(jiān)測(cè)

第9章工業(yè)與民用建筑物

變形監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容概述建筑基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)建筑物傾斜監(jiān)測(cè)工程實(shí)例9.1概述土壤地基上的建筑物，在內(nèi)力與外力的作用下，無(wú)論是在水平方向還是垂直方向都會(huì)發(fā)生變形。在水平方向所產(chǎn)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。由于建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降而使建筑物垂直軸線偏離其設(shè)計(jì)位置時(shí)，叫做建筑物的傾斜。傾斜伴隨著建筑物上部的水平位移，并且隨著高度的增加，水平位移量增大。無(wú)論水平位移、傾斜還是沉降，當(dāng)變形值超過(guò)一定限度時(shí)，會(huì)影響建筑物本身的安全以及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。有目的地對(duì)施工和運(yùn)營(yíng)期間的建筑物進(jìn)行定期的變形觀測(cè)非常重要。研究建筑物的位移具有非常重要的意義，因?yàn)樵谟?jì)算建筑物的地基時(shí)要考慮其極限變形。在計(jì)算過(guò)程中要確定傾斜的沉降和水平位移以及其它變形的大小，這些數(shù)值要與一些極值進(jìn)行比較，這些極限值是保證建筑物整體或局部的正常使用條件以及保證一定壽命的一些數(shù)字指標(biāo)。對(duì)于工業(yè)與民用建筑物，主要進(jìn)行沉降、傾斜和裂縫觀測(cè)，即靜態(tài)變形觀測(cè)；對(duì)于高層建筑物，還要進(jìn)行震動(dòng)觀測(cè)，即動(dòng)態(tài)觀測(cè)；對(duì)于大量地抽取地下水及進(jìn)行地下采礦的地區(qū)，則應(yīng)進(jìn)行地表沉降觀測(cè)。主要觀測(cè)項(xiàng)目基礎(chǔ)沉降。觀測(cè)單點(diǎn)沉降量、平均沉降量、相對(duì)沉降量、傾斜、彎曲、沉降速率等。水平位移。單點(diǎn)水平位移、位移速率、撓度等?；卤O(jiān)測(cè)。對(duì)工程周圍可能產(chǎn)生滑坡的部位實(shí)行定期監(jiān)測(cè)。裂縫監(jiān)測(cè)。對(duì)建筑物上產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行寬度、深度、錯(cuò)開(kāi)等監(jiān)測(cè)。內(nèi)部監(jiān)測(cè)。對(duì)建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)。9.2建筑基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)

定義對(duì)建筑物基礎(chǔ)的沉降觀測(cè)，就是定期地測(cè)定建筑物基礎(chǔ)在垂直方向上的位移，故亦稱建筑物基礎(chǔ)垂直位移觀測(cè)。在施工初期，基礎(chǔ)開(kāi)挖，地表荷重卸出，基底產(chǎn)生回彈現(xiàn)象；基礎(chǔ)完工后，隨著施工進(jìn)展，荷重不斷增加，基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉；竣工后，在運(yùn)營(yíng)階段，往往持續(xù)若干年，沉降現(xiàn)象方能停止。沉降觀測(cè)應(yīng)從基礎(chǔ)施工開(kāi)始，直至運(yùn)營(yíng)后沉降穩(wěn)定為止。主要工作①沉降觀測(cè)方案研究與技術(shù)設(shè)計(jì)；②沉降觀測(cè)儀器檢驗(yàn)；③沉降觀測(cè)點(diǎn)位布設(shè)；④沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)采集；⑤沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)處理；⑥沉降量計(jì)算與分析；⑦沉降量報(bào)表；⑧沉降過(guò)程曲線繪制；⑨沉降觀測(cè)報(bào)告編寫。技術(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)工程項(xiàng)目的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、規(guī)模大小、質(zhì)量精度要求等，研究沉降觀測(cè)方案和規(guī)劃觀測(cè)作業(yè)、選擇測(cè)量?jī)x器設(shè)備、組成測(cè)量隊(duì)伍。按《建筑物沉降觀測(cè)規(guī)范》規(guī)定，一般建筑物應(yīng)反應(yīng)1mm的沉降量，這就要求觀測(cè)精度要高于±1mm，一般按二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。對(duì)于研究性的觀測(cè)，應(yīng)采用一等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)規(guī)范的要求，一般應(yīng)采用S1級(jí)精密水準(zhǔn)儀。對(duì)于非重要建筑或沉降量較大地區(qū)的沉降觀測(cè)、高速公路等，也可以采用三等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)指標(biāo)實(shí)施觀測(cè)。基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)是變形觀測(cè)的基礎(chǔ)，基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)是否合適直接關(guān)系到變形觀測(cè)能否成功。根據(jù)工程項(xiàng)目的不同，一般要求基準(zhǔn)點(diǎn)絕對(duì)穩(wěn)定，有時(shí)也可以要求基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定。要達(dá)到基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定的要求，有兩種選擇：一是遠(yuǎn)離建筑物，二是深埋?；鶞?zhǔn)點(diǎn)可分為兩級(jí)，固定基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)。固定基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在距離需要觀測(cè)的建筑物一定的距離且穩(wěn)定，不受其它外力影響、便于保存的位置?；鶞?zhǔn)點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于3～4個(gè)，以便于基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)、恢復(fù)和穩(wěn)定性分析?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)志采用混凝土樁，或鋼管加筋樁。對(duì)于高層建筑物或大型建筑物，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)鉆孔至基巖。固定基準(zhǔn)點(diǎn)工作基準(zhǔn)點(diǎn)建筑物圖9-1沉降觀測(cè)點(diǎn)位布置圖(a)鋼管加筋基準(zhǔn)點(diǎn)(b)基巖上基準(zhǔn)點(diǎn)(c)路邊基準(zhǔn)點(diǎn)(d)路邊基準(zhǔn)點(diǎn)圖9-2沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)(a)(b)(c)圖9-3鋼管加筋基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置由測(cè)量單位、設(shè)計(jì)單位、甲方監(jiān)理共同確定，由施工單位配合實(shí)施埋設(shè)。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在最能反映建筑物沉降的位置，如四角點(diǎn)、中點(diǎn)、較大轉(zhuǎn)角處、沉降縫、抗震縫，構(gòu)造柱，荷載或?qū)訑?shù)變化處，地基薄弱處等，還要考慮點(diǎn)位具有一定的密度，如每隔15～20m布設(shè)一點(diǎn)。標(biāo)志要與結(jié)構(gòu)體牢固結(jié)合，同時(shí)具有一定的深度。埋設(shè)標(biāo)志時(shí)應(yīng)結(jié)合施工圖紙，使其既便于立尺觀測(cè)，又便于保護(hù)，同時(shí)不會(huì)被后續(xù)施工所掩埋。圖9-4沉降觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志基準(zhǔn)飄網(wǎng)觀貓測(cè)待基準(zhǔn)韻點(diǎn)埋設(shè)齊完成并惱砼達(dá)到接一定強(qiáng)赴度后，昌按沉降炊觀測(cè)設(shè)叛計(jì)方案真對(duì)基準(zhǔn)級(jí)網(wǎng)實(shí)施疾首次測(cè)亡量。采用樸二等貪或一眾等水藥準(zhǔn)測(cè)日量進(jìn)妙行觀射測(cè)，塞視距牲長(zhǎng)度侍要小首于相導(dǎo)應(yīng)等攔級(jí)，堆嚴(yán)格蹦保證呆視距明差在燥規(guī)定陜范圍湊內(nèi)?；鶞?zhǔn)優(yōu)點(diǎn)間黎應(yīng)構(gòu)布成閉鈴合環(huán)洞，并飯具備創(chuàng)一定晴數(shù)量椒的多占余觀屬測(cè)值速。各周芳期觀遍測(cè)隨著討施工將進(jìn)度巾的進(jìn)兄行，纏每隔嚇一定嚼的時(shí)泊間觀叔測(cè)一攝次沉謠降觀介測(cè)點(diǎn)趙的沉減降情頭況。從基礎(chǔ)鄰開(kāi)始初子次觀測(cè)鄰，每增跟加一層糠或設(shè)定單層數(shù)觀單測(cè)一次扣，直至議竣工。堤竣工后征運(yùn)營(yíng)期溉間也要鑰每隔三皇個(gè)月、悶半年、蛋一年進(jìn)劍行觀測(cè)南，直至慰穩(wěn)定。繡當(dāng)遇有發(fā)暴雨、自地震等菠特殊情浴況后，遼應(yīng)對(duì)建輔筑物增解加觀測(cè)在次數(shù)。各周洲期觀近測(cè)綱牙要應(yīng)它盡量皆保持對(duì)一致椅，固受定人板員、陶固定垮儀器宋、固傷定時(shí)冷間、唯固定手路線拴。觀測(cè)點(diǎn)扮要與基流準(zhǔn)點(diǎn)之策間構(gòu)成仿閉合、杯附合路認(rèn)線，盡別量避免正支線觀趨測(cè)。觀懂測(cè)中會(huì)投有各種業(yè)情況發(fā)肢生，應(yīng)惡在觀測(cè)被的同時(shí)策記錄，醒比如施嘆工進(jìn)度痛、天氣鴨情況、扶氣象條滴件等，漫以便后鐘續(xù)分析撞使用。圖9-6沉降觀墨測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)網(wǎng)蹈數(shù)據(jù)處馬理當(dāng)基蛙準(zhǔn)網(wǎng)衫獨(dú)立推觀測(cè)叢時(shí)，渾基準(zhǔn)光網(wǎng)可鵝以獨(dú)貼立平槐差計(jì)挎算。因首次漫觀測(cè)無(wú)穩(wěn)基準(zhǔn)點(diǎn)糊穩(wěn)定性安的先驗(yàn)養(yǎng)信息，唇所以，怨可以采肺用普通計(jì)秩虧自封由網(wǎng)平谷差，即白應(yīng)采用擇全網(wǎng)的擴(kuò)重心作荷為基準(zhǔn)組，使各側(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)哨精度均煤勻，取志得基準(zhǔn)巴點(diǎn)在重消心高程籌基準(zhǔn)下掏的高程得值，作第為沉降醬觀測(cè)的瞞依據(jù)。當(dāng)首殃次基州準(zhǔn)網(wǎng)判與觀奸測(cè)點(diǎn)甘網(wǎng)同狗時(shí)觀侍測(cè)并恥整體碼平差付時(shí)，證可以崖以基開(kāi)準(zhǔn)點(diǎn)粉為擬股穩(wěn)點(diǎn)畜，觀民測(cè)點(diǎn)石為非評(píng)擬穩(wěn)朗點(diǎn)進(jìn)莫行擬典穩(wěn)自把由網(wǎng)家平差病，即是采用敢擬穩(wěn)洋重心扮為基墓準(zhǔn)，挽建立海平差耽基準(zhǔn)掀和取捐得觀則測(cè)點(diǎn)雁初始格測(cè)量策成果逗。各周期牽數(shù)據(jù)處講理各周絕期觀褲測(cè)后純即時(shí)予進(jìn)行芳數(shù)據(jù)奶平差菜計(jì)算扣。數(shù)據(jù)處什理一般慘多采用江固定點(diǎn)獸平差或效擬穩(wěn)平誦差。當(dāng)扣確知基候準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)越定時(shí)采絨用固定秤基準(zhǔn)平液差，若走不知基想準(zhǔn)點(diǎn)先鴿驗(yàn)條件忙，可采篇用擬穩(wěn)稱平差。各周期繞的平差顫基準(zhǔn)要柔一致，且這樣才功能反映完出正確攀的變形宇量。當(dāng)單位堵權(quán)中誤校差和各炕點(diǎn)位中卡誤差在并設(shè)計(jì)規(guī)遞定之內(nèi)梅時(shí)，本骨期觀測(cè)娛成果是齡合格的怪。否則半就該檢振查、分鞏析原因貞，及時(shí)鎮(zhèn)實(shí)施補(bǔ)氧測(cè)或重倉(cāng)測(cè)。沉降棍量的粱計(jì)算沉降列量報(bào)偏表每周扭期沉營(yíng)降觀拿測(cè)后向，應(yīng)出及時(shí)架進(jìn)行死數(shù)據(jù)褲處理睜和分婆析，味計(jì)算島沉降妹信息府，及戰(zhàn)時(shí)編汗制沉眾降量豪報(bào)表襪，提絲式供給筍設(shè)計(jì)基、施頃工、士監(jiān)理添、業(yè)泰主等公。沉降觀駕測(cè)報(bào)表片的格式膏視各地省建筑質(zhì)酸量監(jiān)督張部門要曠求而定窮，現(xiàn)還碧沒(méi)有統(tǒng)樓一的格保式。沉降過(guò)悅程曲線須圖繪制當(dāng)變復(fù)形觀犯測(cè)進(jìn)總行到凍一定蹄周期啄，或胃是工斯程進(jìn)裳度到伯一定逝階段腎，就意要依敘據(jù)前稀面所液觀測(cè)粘和計(jì)刮算的藝結(jié)果石，繪礦制點(diǎn)慌位沉扁降過(guò)帥程曲亂線。通過(guò)濟(jì)變形滴曲線蓬可以蛾直觀復(fù)地了凝解變支形過(guò)班程和茫變形鹽分布帳情況立，也棟可以鴉對(duì)變耐形發(fā)唯展趨斃勢(shì)有閃個(gè)直尾觀的蜘判斷恩。沉降過(guò)姨程曲線針以時(shí)間迷為水平誕軸，以頁(yè)沉降量牌為縱軸緒。為了對(duì)晶比相關(guān)亮點(diǎn)位沉筋降量及月其沉降濕速率，清經(jīng)常將公多個(gè)點(diǎn)珍位的沉吐降過(guò)程示曲線繪招制在同船一圖中謊。時(shí)間（天）沉降量（mm）圖9-7沉降過(guò)程曲線報(bào)告滔的編擔(dān)寫當(dāng)工輪程竣碗工后化，應(yīng)豎及時(shí)劈燕對(duì)施閃工期掃間沉叮降觀姐測(cè)成較果進(jìn)希行階筑段總躬結(jié)?？偨Y(jié)報(bào)抗告應(yīng)包校括：技饞術(shù)措施書(shū)、觀測(cè)顧期限、印觀測(cè)依烘據(jù)等，星并對(duì)總得的觀測(cè)待結(jié)果進(jìn)召行分析添。沉降攜觀測(cè)樸階段鮮（總漫結(jié)）材報(bào)告春應(yīng)包擋含的牢分析覽數(shù)據(jù)農(nóng)有：爛建筑盛物最兼大沉延降點(diǎn)建名及爽其最翼大沉毒降量陶；建獲筑物格最小女沉降希點(diǎn)名壺及其朵最小哈沉降程量；篇建筑女物所紀(jì)有觀紛測(cè)點(diǎn)草的平糞均沉下降量妖；近挑期該焦建筑蒼物最餅大沉它降速狹率、口最小瘦沉降續(xù)速率思以及暴平均饅沉降躬速率崇。沉降觀鵝測(cè)階段胸（總結(jié)挽）報(bào)告禍中還應(yīng)明包含沉亂降觀測(cè)娃點(diǎn)位布如置圖、貫點(diǎn)位沉嚴(yán)降過(guò)程守線等，喪必要時(shí)誘還應(yīng)繪乞制等沉望降曲線最圖。9.頑3建筑轉(zhuǎn)物傾秒斜監(jiān)采測(cè)定義測(cè)定升工業(yè)否與民際用建甲筑物牢傾斜納度隨葵時(shí)間堤變化手的工多作，凈稱為歡傾斜乳觀測(cè)洲。高層佛或高赴聳建郵筑物競(jìng)，如合電視邀塔、恢水塔逮、煙盒囪、鋸高層找建筑擇物等澡，由納于基陪礎(chǔ)不誦均勻榨沉降靠或受上風(fēng)力吃等影嘉響，陪其垂劫直軸扇線會(huì)陵發(fā)生蜓傾斜英。當(dāng)傾斜茄達(dá)到一鍋定程度巖時(shí)會(huì)影趨響建筑碑物的安巡壽全，因臭此必須邪對(duì)其進(jìn)葉行傾斜促觀測(cè)或鞋不均勻顧沉降觀庫(kù)測(cè)。BB′Aeh圖9-8傾斜度示意縱橫距僑投影法在圓形勵(lì)建筑物頓的兩個(gè)各相互垂頃直的方歸向上安孩置經(jīng)緯銅儀或全手站儀；測(cè)站距蛾離圓形夢(mèng)建筑物粒的距離徒應(yīng)大于林其高度基的1.5倍；在圓聰形建敘筑物闖的底奸部橫搞放兩薯把尺怕子，欣使兩劣尺相如互垂懼直，弱且分謹(jǐn)別垂擱直于掃圓形饞建筑話物中攤心與裕兩測(cè)喚站的妙連線再。經(jīng)緯儀始分別照倆準(zhǔn)建筑儲(chǔ)物的頂有部、底糧部的邊榨緣，向之下投影豬。前方交優(yōu)會(huì)法當(dāng)測(cè)帆定偏廳距e的精度工要求較由高時(shí)，固可以采誕用角度嚴(yán)前方交服會(huì)法。首先滴在圓場(chǎng)形建剛筑物修周圍擴(kuò)標(biāo)定A、B、C三點(diǎn)被，觀頌測(cè)其靜轉(zhuǎn)角戒和邊朵長(zhǎng)，禽則可息求得惜其在辮資用圓坐標(biāo)便系中釀的坐森標(biāo)；然后分棟別設(shè)站伶于A、B、C三點(diǎn)，圣觀測(cè)圓狹形建筑寸物頂部?jī)?cè)兩側(cè)切壞線與基興線的夾物角，并議取其平啦均值；以同樣侄的方法非觀測(cè)圓評(píng)形建筑弊物底部維；按角從度前襪方交牛會(huì)定翼點(diǎn)的饑原理鴉，即恰可求鳥(niǎo)得圓得形建刃筑物射頂部告圓心O′和底湖部圓訪心O的坐標(biāo)呀。任意點(diǎn)萬(wàn)置鏡方患向交會(huì)陸法對(duì)非圓妥形建筑己物，如呈高層建拐筑物的臂樓體進(jìn)厘行傾斜無(wú)觀測(cè)，纖過(guò)去一仙般用基盜礎(chǔ)不均糖勻沉降畢來(lái)推算耽。當(dāng)欲建筑物射屬于非字鋼體變渠形時(shí)，弊這一方炮法就失漿去了作蹈用。由于雖建筑個(gè)物在激施工待階段逐其樓黨體上字變形斧點(diǎn)無(wú)鑼法置挎鏡，循因此充，只沉能用挑方向由交會(huì)刊的方標(biāo)法來(lái)貪交會(huì)滾該點(diǎn)陜的位具置，氧以此牛來(lái)分柔析該債點(diǎn)的療傾斜若值（杜變形恭值）眉。施工期尋間建筑糊場(chǎng)地有濕各種施戀工機(jī)械朝、設(shè)備緩、堆放奇的各種產(chǎn)建筑材繳料，以陸及作業(yè)妹人員流朵動(dòng)頻繁培等因素秒，使變間形監(jiān)測(cè)甚基準(zhǔn)點(diǎn)室位或被襖破壞，忽致使觀則測(cè)時(shí)不嫩能用正蔑常的前誼方交會(huì)毫方法交春會(huì)變形攝點(diǎn)的位債置。本方這法后某視任刷意兩六點(diǎn)交陶會(huì)變?nèi)ば吸c(diǎn)震，并決將這途種交帶會(huì)法癥轉(zhuǎn)化轟為兩告方向管前方墾交會(huì)條算法牢。激光垂法準(zhǔn)法利用樓激光貪垂準(zhǔn)革儀，貢測(cè)定援建筑軟物底繡部和蜻頂部門距離璃垂準(zhǔn)悶激光動(dòng)束的繡距離羞差，投從而盟計(jì)算豆建筑她物某羅軸線胳（某老一面餃）的犁傾斜顧度。這種塌方法后受施鞠工干棟擾較隨大，剖在施娘工現(xiàn)匯場(chǎng)較摟難使排用。圖9-委13激光垂合準(zhǔn)傾斜輪觀測(cè)9.4工程遵實(shí)例儀器墾及精票度設(shè)睜計(jì)依據(jù)揀設(shè)計(jì)僅要求碑，為紹能反穗映出1mm的沉晴降量稻，采和用S1級(jí)精資密水喘準(zhǔn)儀災(zāi)和銦嗚鋼尺蒼，按趟二等翅水準(zhǔn)梨測(cè)量脫的規(guī)加程進(jìn)構(gòu)行沉嚷降觀曾測(cè)；視距防長(zhǎng)度浙小于30m，三稀絲最更小讀癢數(shù)不聚限，不正確攝讀數(shù)鉤至0.1饑mm，估刃讀至0.渡01源m罵m，單慘位權(quán)哀（一咱測(cè)站消）中薄誤差伍不超洪過(guò)0.寇5m漸m，點(diǎn)位界高程中后誤差不登超過(guò)1.香0m療m。觀測(cè)周始期設(shè)計(jì)建筑物柴施工至±0以上時(shí)英進(jìn)行初扔始觀測(cè)仰；以后腸每施工套完一層酸觀測(cè)1次；封青頂觀測(cè)1次；封必頂1個(gè)月流后觀委測(cè)1次；建糾筑物竣坊工時(shí)觀陸測(cè)1次；以送后第1個(gè)月浩后觀假測(cè)1次、偏第3個(gè)月后化觀測(cè)1次、第6個(gè)月嶄后觀哀測(cè)1次、第9個(gè)月后告觀測(cè)1次、第12個(gè)月錘后觀券測(cè)1次。預(yù)計(jì)擦共觀緞測(cè)15次，私若施撤工期弓間沉揮降速孕率過(guò)及大或計(jì)竣工尊后沉枝降仍悟未趨鏟于穩(wěn)現(xiàn)定，牧則按渴甲方沙要求尖適當(dāng)草增加而觀測(cè)斷次數(shù)獸。提供資派料要求在沉降疑監(jiān)測(cè)過(guò)齡程中，程施測(cè)方端在每次漠觀測(cè)時(shí)炒將上次鏟觀測(cè)的骨成果資