第4章+傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)與裂縫觀測(cè)1

第四章傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)第1節(jié)傾斜觀測(cè)一、經(jīng)緯儀投影法原理直接法：經(jīng)緯儀投影法、測(cè)水平角、前方交會(huì)法、垂準(zhǔn)線法該方法多用于基礎(chǔ)面積過(guò)小的超高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。間接法：測(cè)定基礎(chǔ)的相對(duì)沉陷量（水準(zhǔn)測(cè)量）、傾斜儀該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于水準(zhǔn)觀測(cè)BB′Aeh經(jīng)緯儀投影法在圓形建筑物的兩個(gè)相互垂直的方向上安置經(jīng)緯儀或全站儀；測(cè)站距離圓形建筑物的距離應(yīng)大于其高度的1.5倍；在圓形建筑物的底部橫放兩把尺子，使兩尺相互垂直，且分別垂直于圓形建筑物中心與兩測(cè)站的連線。經(jīng)緯儀分別照準(zhǔn)建筑物的頂部、底部的邊緣，向下投影。第1節(jié)傾斜觀測(cè)經(jīng)緯儀投影法傾斜觀測(cè)第1節(jié)傾斜觀測(cè)經(jīng)緯儀投影法傾斜計(jì)算第1節(jié)傾斜觀測(cè)二、前方交會(huì)法當(dāng)測(cè)定偏距e的精度要求較高時(shí)，可以采用角度前方交會(huì)法。首先在圓形建筑物周?chē)鷺?biāo)定A、B、C三點(diǎn)，觀測(cè)其轉(zhuǎn)角和邊長(zhǎng)，則可求得其在資用坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；然后分別設(shè)站于A、B、C三點(diǎn)，觀測(cè)圓形建筑物頂部?jī)蓚?cè)切線與基線的夾角，并取其平均值；以同樣的方法觀測(cè)圓形建筑物底部；按角度前方交會(huì)定點(diǎn)的原理，即可求得圓形建筑物頂部圓心O′和底部圓心O的坐標(biāo)。第1節(jié)傾斜觀測(cè)前方交會(huì)法傾斜觀測(cè)計(jì)算第1節(jié)傾斜觀測(cè)任意點(diǎn)置鏡方向交會(huì)法對(duì)非圓形建筑物，如高層建筑物的樓體進(jìn)行傾斜觀測(cè)，過(guò)去一般用基礎(chǔ)不均勻沉降來(lái)推算。當(dāng)建筑物屬于非鋼體變形時(shí)，這一方法就失去了作用。由于建筑物在施工階段其樓體上變形點(diǎn)無(wú)法置鏡，因此，只能用方向交會(huì)的方法來(lái)交會(huì)該點(diǎn)的位置，以此來(lái)分析該點(diǎn)的傾斜值（變形值）。施工期間建筑場(chǎng)地有各種施工機(jī)械、設(shè)備、堆放的各種建筑材料，以及作業(yè)人員流動(dòng)頻繁等因素，使變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)位或被破壞，致使觀測(cè)時(shí)不能用正常的前方交會(huì)方法交會(huì)變形點(diǎn)的位置。本方法后視任意兩點(diǎn)交會(huì)變形點(diǎn)，并將這種交會(huì)法轉(zhuǎn)化為兩方向前方交會(huì)算法。第1節(jié)傾斜觀測(cè)任意點(diǎn)置鏡方向交會(huì)法傾斜觀測(cè)第1節(jié)傾斜觀測(cè)任意點(diǎn)置鏡角度轉(zhuǎn)換關(guān)系第1節(jié)傾斜觀測(cè)三、激光垂準(zhǔn)法利用激光垂準(zhǔn)儀，測(cè)定建筑物底部和頂部距離垂準(zhǔn)激光束的距離差，從而計(jì)算建筑物某軸線（某一面）的傾斜度。這種方法受施工干擾較大，在施工現(xiàn)場(chǎng)較難使用。第1節(jié)傾斜觀測(cè)激光垂準(zhǔn)傾斜觀測(cè)第1節(jié)傾斜觀測(cè)第四章傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)第1節(jié)傾斜觀測(cè)四、水準(zhǔn)測(cè)量用水準(zhǔn)儀測(cè)出兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)沉陷，由相對(duì)沉陷與兩點(diǎn)之間距離之比，可換算成傾斜角。

五、流體靜力水準(zhǔn)測(cè)量

是測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)高程及基礎(chǔ)傾斜的方法之一，儀器不受距離限制，并且距離愈長(zhǎng)，測(cè)定傾斜度的精度愈高。六、傾斜儀的應(yīng)用第四章傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)第1節(jié)傾斜觀測(cè)氣泡式傾斜儀由一個(gè)高靈敏度的氣泡水準(zhǔn)管和一套精密的測(cè)微器組成。使用時(shí)將傾斜儀安置在需要的位置上以后，轉(zhuǎn)動(dòng)帶有讀數(shù)盤(pán)的測(cè)微輪，通過(guò)測(cè)微桿向上或向下移動(dòng)，直至水準(zhǔn)氣泡居中為止。此時(shí)在讀數(shù)盤(pán)上讀出該處的傾斜度我國(guó)制造的氣泡式傾斜儀，靈敏度為2"，總的觀測(cè)范圍為1°。氣泡式傾斜儀適用于觀測(cè)較大的傾斜角或量測(cè)局部位置的變形，例如測(cè)定設(shè)備基礎(chǔ)和平臺(tái)的傾斜。傾斜儀和電子水準(zhǔn)器雖有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)建筑物變形范圍很大，工作測(cè)點(diǎn)很多時(shí)，這類(lèi)儀器就不如水準(zhǔn)儀靈活。因此，變形觀測(cè)的常用方法仍是水準(zhǔn)測(cè)量。

撓度是指建(構(gòu))筑物或其構(gòu)件在水平方向或豎直方向上的彎曲值。例如橋的梁部在中間會(huì)產(chǎn)生向下彎曲，高聳建筑物會(huì)產(chǎn)生側(cè)向彎曲。建筑物的撓度觀測(cè)包括建筑物基礎(chǔ)、建筑物主體及獨(dú)立構(gòu)筑物（如獨(dú)立土墻、柱）的撓度觀測(cè)。對(duì)于高層建筑物，當(dāng)較小的面積上有很大的集中荷載時(shí)，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)和建筑物的沉陷，其中不均勻的沉陷將導(dǎo)致建筑物的傾斜，使局部構(gòu)件產(chǎn)生彎曲并導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。建筑物的撓度可由觀測(cè)不同高度處的傾斜換算求得，也可以采用激光準(zhǔn)直儀觀測(cè)的方法求得。第2節(jié)撓度觀測(cè)第四章傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)第2節(jié)撓度觀測(cè)1.建筑物基礎(chǔ)撓度觀測(cè)建筑物基礎(chǔ)撓度觀測(cè)可與建筑物沉降觀測(cè)同時(shí)進(jìn)行。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿基礎(chǔ)的軸線或邊線布設(shè)，每一基礎(chǔ)不得少于3點(diǎn)。標(biāo)志設(shè)置、觀測(cè)方法與沉降相同。2.彈性撓度觀測(cè)橋梁在動(dòng)荷載(如列車(chē)行駛在橋上)作用下會(huì)產(chǎn)生彈性撓度，即列車(chē)通過(guò)后，立即恢復(fù)原狀，這就要求在撓度最大時(shí)測(cè)定其變形值。為能測(cè)得其瞬時(shí)值，可在地面架設(shè)測(cè)距儀，用三角高程法觀測(cè)，也可利用近景攝影測(cè)量法測(cè)定。3.建筑物主體撓度觀測(cè)對(duì)高聳建(構(gòu))筑物豎直方向的撓度觀測(cè)，是測(cè)定在不同高度上的幾何中心或棱邊等特殊點(diǎn)相對(duì)于底部幾何中心或相應(yīng)點(diǎn)的水平位移，并將這些點(diǎn)在其扭曲方向的鉛垂面上的投影繪成曲線，就是撓度曲線。水平位移的觀測(cè)方法，可采用測(cè)角前方交會(huì)法、極坐標(biāo)法或垂線法。第2節(jié)撓度觀測(cè)第四章傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)平置構(gòu)件撓度示意圖第2節(jié)撓度觀測(cè)觀測(cè)方法總結(jié)對(duì)于直立高大型建筑物，其撓度的觀測(cè)方法是測(cè)定建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點(diǎn)相對(duì)于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會(huì)法測(cè)定。對(duì)內(nèi)部有豎直通道的建筑物，撓度觀測(cè)多采用垂線觀測(cè)，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以坐標(biāo)儀定期測(cè)出各點(diǎn)相對(duì)于垂線最低點(diǎn)的位移。比較不同周期的觀測(cè)成果，即可求得建筑物的撓度值。如果采用電子傳感設(shè)備，可將觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于垂線的微小位移變換成電感輸出，經(jīng)放大后由電橋測(cè)定并顯示各點(diǎn)的撓度值。第2節(jié)撓度觀測(cè)正垂線測(cè)量撓度倒垂線測(cè)量撓度撓度測(cè)量第2節(jié)撓度觀測(cè)第3節(jié)裂縫觀測(cè)建筑物裂縫比較常見(jiàn)，成因不一，危害程度不同。有些裂縫（如滑坡裂縫等）已是破壞的開(kāi)始，多數(shù)裂縫都會(huì)影響建筑物的整體性，嚴(yán)重的能引起建筑物的破壞。為了保證建筑物的安全，應(yīng)對(duì)裂縫的現(xiàn)狀和變化進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)建筑物產(chǎn)生的裂縫應(yīng)進(jìn)行位置、長(zhǎng)度、寬度、深度和錯(cuò)距等的定期觀測(cè)，對(duì)建筑物內(nèi)部及表面可能產(chǎn)生裂縫的部位，應(yīng)預(yù)埋儀器設(shè)備，進(jìn)行定期觀測(cè)或臨時(shí)采用適宜方法進(jìn)行探測(cè)。裂縫觀測(cè)的主要目的是查明裂縫情況，掌握變化規(guī)律，分析成因和危害，以便采取對(duì)策，保證建筑物安全運(yùn)行。第四章傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)測(cè)微器法測(cè)微器法主要包括：?jiǎn)蜗驕y(cè)縫標(biāo)點(diǎn)和三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)；主要用于測(cè)量表面裂縫的寬度和錯(cuò)距。第3節(jié)裂縫觀測(cè)單向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)一般用于測(cè)量裂縫的寬度。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)裂縫分布情況，對(duì)重要的裂縫，選擇有代表性的位置，在裂縫兩側(cè)各埋設(shè)一個(gè)標(biāo)點(diǎn)；標(biāo)點(diǎn)采用直徑為20mm，長(zhǎng)約80mm的金屬棒，埋入混凝土內(nèi)60mm，外露部分為標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)上各有一個(gè)保護(hù)蓋。兩標(biāo)點(diǎn)的距離不得少于150mm，用游標(biāo)卡尺定期地測(cè)定兩個(gè)標(biāo)點(diǎn)之間距離變化值，以此來(lái)掌握裂縫的發(fā)展情況，其測(cè)量精度一般可達(dá)到0.1mm。第3節(jié)裂縫觀測(cè)單位：（mm）1——標(biāo)點(diǎn)；2——鉆孔線；3——裂縫單向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)安裝第3節(jié)裂縫觀測(cè)三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)有板式和桿式兩種，目前大多采用板式三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)。板式三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)是將兩塊寬為30mm，厚5～7mm的金屬板，作成相互垂直的3個(gè)方向的拐角，并在型板上焊三對(duì)不銹鋼的三棱柱條，用以觀測(cè)裂縫3個(gè)方向的變化，用螺栓將型板錨固在混凝土上。用外徑游標(biāo)卡尺測(cè)量每對(duì)三棱柱條之間的距離變化，即可得三維相對(duì)位移。

第3節(jié)裂縫觀測(cè)1——觀測(cè)x方向的標(biāo)點(diǎn)；2——觀測(cè)y方向的標(biāo)點(diǎn)；3——觀測(cè)z方向的標(biāo)點(diǎn)；4——伸縮縫板式三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)結(jié)構(gòu)第3節(jié)裂縫觀測(cè)測(cè)縫計(jì)測(cè)縫計(jì)可分為電阻式、電感式、電位式、鋼弦式等多種，是由波紋管、上接座、接線座及接座套筒組成儀器外殼。差動(dòng)電阻式的內(nèi)部構(gòu)造是由兩根方鐵桿、導(dǎo)向板、彈簧及兩根電阻鋼絲組成，兩根方鐵桿分別固定在上接座和接線座上，形成一個(gè)整體。第3節(jié)裂縫觀測(cè)1——接座套管；2——接線座；3——波紋管；4——塑料套；5——鋼管；6——中性油；7——方鐵桿；8——電阻鋼絲；9——上接座；10——彈簧測(cè)縫計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖第3節(jié)裂縫觀測(cè)超聲波檢測(cè)超聲波用于非破損檢測(cè)，就是以超聲波為媒介，獲得物體內(nèi)部信息的一種方法。掌握混凝土表面裂縫的深度，對(duì)混凝土的耐久性診斷和研究修補(bǔ)、加固對(duì)策有重要意義。當(dāng)聲波通過(guò)混凝土的裂縫時(shí)，繞過(guò)裂縫的頂端而改變方向，使傳播路程增加，即通過(guò)的時(shí)間加長(zhǎng)，由此可通過(guò)對(duì)裂縫繞射聲波在最短路程上通過(guò)的時(shí)間與良好混凝土在水平距離上聲波通過(guò)的時(shí)間進(jìn)行比較來(lái)確定裂縫的深度。第3節(jié)裂縫觀測(cè)E——發(fā)射探頭；R——接收探頭；B——裂縫；A——裂縫終點(diǎn)；H——裂縫深度超聲波觀測(cè)裂縫深度第3節(jié)裂縫觀測(cè)土工建筑物表面裂縫觀測(cè)對(duì)全部裂縫或若干主要裂縫區(qū)的裂縫進(jìn)行觀測(cè)。主要裂縫包括：縫寬顯著或長(zhǎng)度較長(zhǎng)的裂縫、垂直于軸線的裂縫、明顯的垂直錯(cuò)縫、弧形縫、地形陡變部位的裂縫等。在觀測(cè)范圍內(nèi)，以土壩、土堤等建筑物的軸線為基準(zhǔn)線，可按堤壩樁號(hào)和距軸線的距離，畫(huà)出坐標(biāo)方格，逐格量測(cè)縫的分布位置和沿走向的長(zhǎng)度。裂縫寬度可在兩側(cè)設(shè)帶釘頭的小木樁作標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)。裂縫錯(cuò)距可作刻度尺直接量測(cè)。裂縫深度，可選定若干適當(dāng)位置，進(jìn)行坑探、槽探或井探。探測(cè)前，最好從縫口灌入石灰水，以便觀察縫跡。第3節(jié)裂縫觀測(cè)對(duì)于土工建筑物內(nèi)部或表面可能發(fā)生裂縫的部位，可在施工時(shí)埋設(shè)土應(yīng)變計(jì)或改裝的測(cè)縫計(jì)進(jìn)行定期觀測(cè)。在已成土工建筑物上，除可利用上述探測(cè)縫深的各種方法外，也可使用對(duì)堤壩隱患進(jìn)行探測(cè)的有關(guān)方法進(jìn)行探測(cè)，還可利用變形觀測(cè)資料進(jìn)行初步分析判斷，從而有目的地進(jìn)行探測(cè)。第3節(jié)裂縫觀測(cè)土工建筑物表面裂縫觀測(cè)混凝土建筑物表面裂縫觀測(cè)對(duì)于混凝土建筑物，首先應(yīng)根據(jù)情況，確定觀測(cè)范圍。裂縫分布位置和長(zhǎng)度可仿照土工建筑物的量測(cè)辦法進(jìn)行量測(cè)。裂縫深度，除可用細(xì)鐵絲等簡(jiǎn)易辦法探測(cè)外，常采用超聲波探傷儀進(jìn)行探測(cè)，也可采取逐步鉆孔進(jìn)行壓氣或壓水試驗(yàn)辦法探測(cè)。裂縫寬度，除可用讀數(shù)放大鏡直接觀測(cè)外，常在縫兩側(cè)設(shè)金屬標(biāo)點(diǎn)，用游標(biāo)卡尺量測(cè)，或?qū)⒉顒?dòng)式電阻測(cè)縫計(jì)的兩端分別固定在縫的兩側(cè)，用電阻比電橋或其他檢測(cè)儀器觀測(cè)或自動(dòng)遙測(cè)。對(duì)于貫穿性裂縫的錯(cuò)距，可在縫的兩側(cè)設(shè)三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行三個(gè)方向的量測(cè)。第3節(jié)裂縫觀測(cè)對(duì)于大體積混凝土內(nèi)部或表面預(yù)計(jì)可能發(fā)生裂縫的部位，可在施工時(shí)埋設(shè)裂縫計(jì)（差動(dòng)式電阻測(cè)縫計(jì)連接加長(zhǎng)桿而成）定期進(jìn)行觀測(cè)。在已竣工工程上，可采用上述探測(cè)縫深的辦法進(jìn)行探測(cè)。

第3節(jié)裂縫觀測(cè)混凝土建筑物表面裂縫觀測(cè)建筑物的日照變形因建筑的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、材料以及陽(yáng)光照射方位、高度不同而不同。如湖北一座183m高的電視塔，24h的偏移達(dá)1