項目九建筑物的變形監(jiān)測

建筑物位移觀測3建筑物沉降觀測1建筑物傾斜觀測2項目九建筑物的變形監(jiān)測建筑物位移觀測3建筑物沉降觀測變形觀測：對建筑物在施工和運營期間產(chǎn)生的變形進行的監(jiān)視觀測，即變形觀測。一、建筑物變形的原因

建筑物變形主要是由兩方面原因引起的。即：

1.自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等。

2.建筑物本身，即建筑物本身的荷重，建筑物的結構、型式及動荷載（如風力、震動、日照等）的作用。變形觀測：對建筑物在施工和運營期間產(chǎn)生的變形進行的監(jiān)視觀測，二、建筑物變形的分類

按類型區(qū)分：靜態(tài)變形和動態(tài)變形

靜態(tài)變形：變形觀測的結果只表示在某一期間內(nèi)的變形值，亦即，它只是時間的函數(shù)。

動態(tài)變形：在外力影響下而產(chǎn)生的變形，亦即，它是以外力為函數(shù)來表示的動態(tài)系統(tǒng)對于時間的變化，其觀測結果表示建筑在某個時刻的瞬時變形。二、建筑物變形的分類三、變形觀測的任務、內(nèi)容

變形觀測的任務：其最主要的任務就是要對變形觀測點進行周期性的觀測，求得其在兩個觀測周期間的變化量；并對變化量進行統(tǒng)計分析，評定觀測量、變形量質(zhì)量；對工程建筑物進行變形分析與預報，分析變形成因等。

變形觀測的內(nèi)容：其內(nèi)容應根據(jù)建筑物的性質(zhì)與地基情況來確定定，既要重點突出，又要通盤考慮，以能正確反映出建筑物的變化情況，達到監(jiān)視建筑物安全運營、了解其變形規(guī)律為目的。三、變形觀測的任務、內(nèi)容變形觀測的內(nèi)容：其內(nèi)容應根據(jù)建筑四、變形觀測的方法

變形觀測的方法，要根據(jù)建筑物的性質(zhì)、使用情況、觀測、周圍的環(huán)境以及對觀測的要求選定。

垂直位移：多采用精密水準測量、液體靜力水準測量、微水準測量的方法觀測。

水平位移：基準線方法（視準線法、激光準直法、激光波帶法）、前方交會方法、靜態(tài)和動態(tài)GPS方法等。

撓度：對于混凝土壩的撓度觀測多采用懸掛重錘線法（正錘線法和倒錘線法）。

其他：如使用測縫計進行裂縫觀測，運用近景攝影測量進行各種建筑物、建筑文物的變形監(jiān)測等。四、變形觀測的方法

任務1建筑物沉降觀測一、水準點和觀測點的布設(1)水準點的布設

考慮水準點的穩(wěn)定性、觀測上的方便和精度要求來合理地埋設水準點。最少要布設三個水準點，它們應埋在受壓、受震范圍以外，埋設深度至少要在冰凍線下0.5m。

(2)觀測點的布設

一般，沿房屋四周每隔15～30m應設立一個。另外，在最容易變形的地方要設立觀測點。觀測點分兩種形式：一種是設在墻上的，用角鋼做成；另一種是設在基礎上的，可用鉚釘做成。任務1建筑物沉降觀測一、水準點和觀測點的布設二、觀測時間、觀測方法和精度要求

一般在增加較大荷重(如澆灌基礎、安裝柱子和屋架、砌筑磚墻、鋪設屋面、安裝吊車等)之后要進行沉降觀測?？⒐ず笠闯两盗康拇笮?，定期進行觀測。開始，可每隔1～2月觀測一次，以每次沉降量在5～10mm以內(nèi)為限度，否則要增加觀測次數(shù)。以后，隨著沉降量的減小，可逐漸延長觀測周期，直至沉降穩(wěn)定為止。二、觀測時間、觀測方法和精度要求三、沉降觀測的成果整理

把各觀測點歷次的高程列入成果表中，計算兩次觀測之間的沉降量和累計沉降量，并注明觀測日期和荷重情況。為了更清楚地表示沉降、荷重與時間之間的關系，還要畫出各觀測點的沉降時間關系曲線圖。三、沉降觀測的成果整理建筑物的變形監(jiān)測課件實訓任務1:建筑物的沉降觀測實訓任務1:建筑物的沉降觀測

傾斜觀測主要針對高聳建構筑物主體進行，如高層建筑、水塔、煙囪等。

通過測定頂部觀測點相對底部觀測點的偏移量及相對高度，計算出傾斜度與傾斜方向。

傾斜度是指最大水平偏移值與相對高度的比值；

傾斜方向是指最大水平偏移方向與建筑物軸線或正北方向的夾角。

任務2建筑物傾斜觀測傾斜觀測主要針對高聳建構筑物主體進行，如高層建筑、水一、測角儀器垂直投影法

如右圖所示：墻Π1、Π2正交，C、C′為墻角點，C投為C點的垂直投影。在墻Π2地腳線的延長線上置測角儀器，如A點，精確照準頂部C點后，將其投影至緊貼在墻Π1上的水平直尺上，讀取水平偏移分量δx；同理得分量δy。另外由卷尺或三角高程測得CC′高差ΔH。則有如下三式：

最大傾斜量δ=

傾斜度i=δ/ΔH在墻Π1地腳線為主軸的局部坐標系中，

最大傾斜方向的主值β=arctan(δy÷δx)一、測角儀器垂直投影法如右圖所示：墻Π1、Π2正交，

配盤：參照前圖，置全站儀于A點，瞄準C點后，配盤270°。置儀于B點則配180°，如此配盤是顧及“外偏為正”。

測量方式：免棱鏡模式或反射片模式

測量三維坐標：測出（XCYCZC）和（XC′YC′ZC′）二、全站儀坐標測量——測房角點坐標法最大傾斜量δ=傾斜度i

=δ/ΔH=δ/（ZC-ZC’）局部坐標系中：最大傾斜方向的主值β=arctan((YC-YC′)÷(XC-XC′))配盤：參照前圖，置全站儀于A點，瞄準C點后，配盤27

參照前圖，參照直接測角點三維坐標法置儀與配盤。

首先在A測站，測出墻Π1上且與C點臨近的多個同高點，擬合出墻Π1頂部外墻直線l1；然后測量和擬合出墻Π1下部外墻直線l1′；接著支站至B點，A點定向后，測量和擬合出墻Π2上部、下部外墻直線l2和l2′；

l1與

l2、l1′與l2′兩兩求交，得墻角點C、C′平面坐標，進而求出傾斜量和傾斜方向。三、全站儀坐標測量——直線擬合交會法參照前圖，參照直接測角點三維坐標法置儀與配盤。三、全此法可用于圓形構筑物監(jiān)測?；诒O(jiān)測網(wǎng)和全站儀免棱鏡功能，采集構筑物頂部圓和基部圓的筒壁三維坐標，同高碎部點≥3個。利用同高點擬合圓方程，解得筒心平面坐標，再由上下兩筒心坐標差，求得最大傾斜量、傾斜方向和傾斜率。此法成果可靠，精度較高。四、全站儀坐標測量——曲線擬合法此法可用于圓形構筑物監(jiān)測。四、全站儀坐標測量——曲線擬合法

如右圖，基于監(jiān)測網(wǎng)和全站儀圓柱偏心測量功能，直接測得上、下筒心三維坐標，據(jù)之推出最大傾斜量、傾斜方向和傾斜率。五、全站儀坐標測量——圓柱偏心測量法如右圖，基于監(jiān)測網(wǎng)和全站儀圓柱偏心測量功能，直接測得上、

如右圖所示，置測角儀器于A，按B-下左-下右-上右-上左-B順序，全圓方向觀測得各方向值，顧及AO上、AO下為對應角平分線，推得水平角BAO上和BAO下。同理得水平角ABO上和ABO下。注意下左與下右，上右與上左需同高。六、角度前方交會法

根據(jù)角度前方交會原理，內(nèi)業(yè)解得上、下筒心平面坐標，據(jù)之推出最大傾斜量、傾斜方向。顧及高度可得傾斜率。如右圖所示，置測角儀器于A，六、角度前方交會法

早年，工匠常采用錘球檢查墻體是否鉛垂。

目前，測量員?；诮ㄖ镓Q向通道，用垂準儀建立垂直基準線，丈量上、下同名特征點相對于基準線的縱、橫坐標，再由坐標差推出最大傾斜量和傾斜方向。七、垂直基準線法

早年，工匠常采用錘球檢查墻體是否鉛垂。七、

基礎差異沉降法也是建筑物傾斜觀測一種重要方法。根據(jù)一對沉降觀測點的沉降差和間距，可得基礎在該方向上的傾斜角（相對初期狀態(tài)），同理得到正交方向傾斜角。由此可推出基礎最大傾斜角及傾斜方向，顧及剛體特性，可知監(jiān)測體頂部傾斜情況。八、基礎差異沉降法

正交時:最大傾斜角局部坐標系中最大傾斜方向主值基礎差異沉降法也是建筑物傾斜觀測一種重要方法。八、基實訓任務2:建筑物傾斜觀測實訓任務2:建筑物傾斜觀測

變形觀測中的位移觀測是指建構筑物的整體水平位移，或上部相對于下部的位移。

產(chǎn)生原因主要有地質(zhì)滑坡、深基坑施工，橫向外力、氣溫變化、水壓變化等。

任務3建筑物位移觀測變形觀測中的位移觀測是指建構筑物的整體水

基準線法可細分為視準線法、激光準直法和引張線法。一、基準線——測小角法

如下圖所示，在監(jiān)測點Pi所在直線延長線上，建工作基準A和B。

di為監(jiān)測點至基準線的垂距。置測角儀器于A，以B為置零方向，精確測出水平角BAPi（βi），并規(guī)范至小角，同時測出APi間概略距離SAPi。水平位移值：di

=SAPiⅹtan(βi)=SAPiⅹsin(βi)=SAPiⅹβi/ρ″位移方向：

βi為正時右偏

βi為負時（規(guī)范前近360°）左偏基準線法可細分為視準線法、激光準直法和引張線法。一、基

在Pi點上安置活動覘牌，并對活動覘牌進行零位差測定。

參照測小角法，置測角儀器于A，精確照準B點并水平制動，松垂直制動，調(diào)焦使活動覘牌像清晰，指揮組員緩慢轉動測微器，使覘牌中心精確落在望遠鏡縱絲上，再由測微器直接讀出偏移量。

二、基準線——活動覘牌法

在Pi點上安置活動覘牌，并對活動覘牌進行零位差測定。二如圖所示：A、B為工作基準，Pi為監(jiān)測點。置測角儀器于Pi，A為置零方向，精確測出APiB組成的交角γi，同時測出Pi至A、B的概略距離SAPi和SBpi。顧及三角形APiB面積公式及直伸特性，可得如下等式：三、基準線——測交角法

（SAPi+SBpi）*di

/2=SAPi*SBpi*sin(γi)/2由此可推出水平位移值：di=SAPi*SBpi*sin(γi)/（SAPi+SBpi）位移方向：交角γi＜180°時右偏，γi＞180°時左偏。本法基準線端點可設在墻面上。

如圖所示：A、B為工作基準，Pi為監(jiān)測點。三、基準線——測隨著高精度（測角精度0.5″～1″測距精度1+1ppm）、伺服型全站儀的出現(xiàn)，極坐標測量成為水平位移監(jiān)測一種快捷方法。四、全站儀極坐標測量法

大壩、危巖等建議用伺服型全站儀自動觀測，一般建筑工地可選用非伺服型，如樁位檢測，但宜采用雙測站觀測法提高可靠性。垂直角較大時宜采用導線形式觀測計算。

隨著高精度（測角精度0.5″～1″測距精度1+1p

用交會法進行水平位移觀測，宜采用三點交會法提高可靠性。角度前方交會的交會角宜在60°～120°之間；距離前方交會的交會角宜在30°～150°之間；自由設站法（后方交會）亦被廣泛使用。五、交會法

用交會法進行水平位移觀測，宜采用三點交會法提高可靠性

地殼運動，大區(qū)域地表變形、高大建筑、大型橋梁變形等，可基于衛(wèi)星（GPS）定位技術建立變形監(jiān)測網(wǎng)，實現(xiàn)遠程、全天候、實時、自動化監(jiān)測。六、衛(wèi)星定位法

杭州灣大橋GPS監(jiān)測工程地殼運動，大區(qū)域地表變形、高大建筑、大型橋梁變形等建筑物的變形監(jiān)測課件測斜儀常用于監(jiān)測基坑壁或滑坡的深層土體水平位移。七、測斜儀法

測斜儀工作原理