第十五章

建筑物的變形觀測(cè)

土木工程專業(yè)岑敏儀 電話:87600676

電郵:swcmy@第十五章建筑物的變形觀測(cè)概述；變形觀測(cè)的精度和頻率；基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)；垂直位移觀測(cè)；水平位移觀測(cè)；傾斜觀測(cè)；撓度觀測(cè)；變形觀測(cè)的成果處理。概述目的隨時(shí)監(jiān)視變形的發(fā)展變化；及時(shí)采取補(bǔ)救措施；檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。原因1.外部因素地質(zhì)條件；地震；荷載；外力作用的變化。2.建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)不合理；材料選擇不當(dāng)；施工方法不當(dāng)或施工質(zhì)量低劣。補(bǔ)充手段應(yīng)力測(cè)定；建筑物變形，引起內(nèi)部應(yīng)力變化，當(dāng)應(yīng)力變化到極限值時(shí)，建筑物即遭到破壞；測(cè)定形變時(shí)，輔以應(yīng)力測(cè)定。變形兩類按變形性質(zhì)，分為靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形。靜態(tài)變形時(shí)間函數(shù)，觀測(cè)結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形；動(dòng)態(tài)變形在外力作用下產(chǎn)生的變形，以外力為函數(shù)表示，對(duì)于時(shí)間的變化，其觀測(cè)結(jié)果表示在某一時(shí)刻的瞬時(shí)變形。概述觀測(cè)1.靜態(tài)變形 變形隨時(shí)間變化，要周期性重復(fù)觀測(cè)，求兩周期變化量。2.動(dòng)態(tài)觀測(cè) 自動(dòng)記錄儀器記錄其瞬時(shí)位置。建（構(gòu)）筑物變形表現(xiàn)形式 水平位移； 垂直位移； 傾斜； 撓曲； 扭轉(zhuǎn)； 裂縫。概述變形相對(duì)于穩(wěn)定點(diǎn)的空間位置的變化。穩(wěn)定點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)或控制點(diǎn)。原則從控制到碎部。結(jié)果分析1.變形繼續(xù)擴(kuò)大，且變形速率加快，說明破壞危險(xiǎn)，發(fā)出警報(bào)；2.建筑物沒有破壞，但變形超出允許值，妨礙建筑物正常使用；3.變形逐漸縮小，建筑物趨于穩(wěn)定，達(dá)一定程度，可終止觀測(cè)。概述變形觀測(cè)的精度和頻率精度1.視目的及變形值大小而異，很難有一個(gè)明確的規(guī)定；2.監(jiān)視建筑物安全，精度要求稍低，滿足預(yù)警需要即可；3.71年國(guó)際測(cè)量工作者聯(lián)合會(huì)(FIG)建議 小于允許變形值的1/10～1/20；4.研究變形規(guī)律，精度盡可能高，精度會(huì)影響觀測(cè)成果的可靠性；5.考慮設(shè)備條件、工作量情況。頻率載荷變化；變形速率。變形觀測(cè)的精度和頻率注意觀測(cè)精度和頻率相關(guān)，在一個(gè)周期內(nèi)變形值遠(yuǎn)大于觀測(cè)誤差，結(jié)果才是可靠的?；鶞?zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)固的控制點(diǎn)；選在變形區(qū)域以外；地質(zhì)條件穩(wěn)定；附近沒有震動(dòng)源。工作基點(diǎn)在變形點(diǎn)附近；相對(duì)穩(wěn)定；直接對(duì)變形點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，稱過渡點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)強(qiáng)制對(duì)中器減少儀器對(duì)中誤差；埋設(shè)高度1.3m左右；墩頂安設(shè)儀器連接器；構(gòu)造中間有一螺孔，用連接螺栓來固定儀器；也可將儀器的三個(gè)腳螺栓放置在互成120°的槽內(nèi)，以使儀器中心與三條槽的交會(huì)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)變形點(diǎn)在變形觀測(cè)時(shí)，對(duì)建筑物選擇的代表性點(diǎn)，也稱為觀測(cè)點(diǎn)。要求

1.變形點(diǎn)要與建筑物固連，保證與建筑物一起變化；

2.每次觀測(cè)點(diǎn)位相同，設(shè)置觀測(cè)標(biāo)志；

3.變形點(diǎn)的數(shù)量和位置，要能夠全面反映建筑物變形的情況，顧及觀測(cè)方便。例如

1.工業(yè)與民用建筑，在建筑物四角及荷載變化、樓層數(shù)變化以及地質(zhì)條件變化處；2.大型建筑物，沿周邊每隔10～20m處布設(shè)一點(diǎn)；3.水準(zhǔn)測(cè)量垂直位移，在墻體底部離地面0.8m左右處，埋設(shè)凸出墻面的金屬觀測(cè)標(biāo)志。標(biāo)志要與墻體內(nèi)的鋼筋焊在一起，以保證它們的整體性；4.橋墩垂直位移觀測(cè)，變形點(diǎn)宜布設(shè)在墩頂?shù)乃慕牵虼怪逼椒志€的兩端，以便于根據(jù)不均勻的垂直位移，推求橋墩的傾斜程度?；鶞?zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)水平位移變形點(diǎn)布設(shè)

1.視建筑物的結(jié)構(gòu)、觀測(cè)方法及變形方向而異；

2.位移原因 地震； 巖體滑動(dòng)； 側(cè)向的土壓力和水壓力； 水流的沖擊。

3.有些位移方向已知 水壩； 橋墩。

4.有些不知道 地震?；鶞?zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)對(duì)策

1.不同情況，采用不同觀測(cè)方法；

2.變形點(diǎn)布設(shè)要求也不一樣；

3.變形點(diǎn)位置必須具有變形代表性；

4.必須與建筑物固連；

5.要與基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)通視；

6.如可安置覘標(biāo)或儀器，應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制對(duì)中器；

7.如不能安置覘標(biāo)，應(yīng)設(shè)置清晰、易于照準(zhǔn)的目標(biāo)，其顏色和圖案的選擇，應(yīng)有利于提高照準(zhǔn)的精度。

基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)的構(gòu)造與布設(shè)垂直位移觀測(cè)原因地下水位升降；荷載的作用；地震。特點(diǎn)

1。沒其它外力作用時(shí)，多數(shù)呈下沉現(xiàn)象；（沉降觀測(cè)）

2。建筑物施工開挖基槽后，深部地層由于荷載減輕而升高，這種現(xiàn)象稱為回彈。（回彈觀測(cè)）垂直位移

1。高程依據(jù)--水準(zhǔn)基點(diǎn)；

2。定期測(cè)出變形點(diǎn)相對(duì)于水準(zhǔn)基點(diǎn)的高差；

3。求出變形點(diǎn)高程；

4。比較各周期的高程，得出變形點(diǎn)高程變化的大小及規(guī)律。水準(zhǔn)基點(diǎn)組成垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)，可布設(shè)成閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)或附合水準(zhǔn)路線。等級(jí)相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差(mm)每站高差中誤差(mm)往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm)檢測(cè)已測(cè)高差較差(mm)使用儀器、觀測(cè)方法及要求一等±0.3±0.070.15

n0.2

n宜按國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)二等±0.5±0.130.30

n0.5

n宜按國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)三等±1.0±0.300.60

n0.8

n宜按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)四等±2.0±0.701.40

n2.0

n宜按國(guó)家三等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求施測(cè)注：n為測(cè)段的測(cè)站數(shù)垂直位移觀測(cè)工作基點(diǎn)觀測(cè)1.每年1~2次與水準(zhǔn)基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)，以檢查工作基點(diǎn)是否發(fā)生變動(dòng)；2.聯(lián)測(cè)盡可選擇固定的月份，即保證外界條件基本相同，以減少外界條件變化對(duì)成果的影響。垂直位移觀測(cè)等級(jí)高程中誤差(mm)相鄰點(diǎn)高差中誤差(mm)觀測(cè)方法往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm)一±0.3±0.15除按國(guó)家一等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測(cè)外，尚需設(shè)雙轉(zhuǎn)點(diǎn)，視線≤15m，前后視距差≤0.3m，視距累計(jì)差≤1.5m0.15n二±0.5±030按國(guó)家一等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測(cè)0.30n三±1.0±0.50按國(guó)家二等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測(cè)0.60n四±2.0±1.00按國(guó)家三等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測(cè)1.40n注：n為測(cè)段的測(cè)站數(shù)

垂直位移觀測(cè)方法有多種，最常用是水準(zhǔn)測(cè)量，其精度等級(jí)和技術(shù)要求：垂直位移觀測(cè)多周期重復(fù)觀測(cè)，精度高，為了避免誤差的影響，尚需注意以下各點(diǎn)：1．設(shè)置固定的測(cè)站與轉(zhuǎn)點(diǎn)，使每次觀測(cè)在固定的位置上進(jìn)行；2．人員固定，以減少人差的影響；3