第十五章

建筑物的變形觀測水平位移觀測水平位移監(jiān)測網(wǎng)形式三角網(wǎng)；導線網(wǎng)；邊角網(wǎng)；三邊網(wǎng)；視準線。監(jiān)測網(wǎng)坐標系統(tǒng)獨立坐標系統(tǒng)。如大壩、橋梁以它的軸線方向作為x軸，而y坐標的變化，即是它的側向位移。為使各控制點的精度一致，都采用一次布網(wǎng)。水平位移觀測監(jiān)測網(wǎng)精度 滿足變形點觀測精度要求。表 水平位移監(jiān)測網(wǎng)的主要技術要求等級相鄰基準點的點位中誤差(mm)平均邊長(m)測角中誤差(″)最弱邊相對中誤差作業(yè)要求一等1.5＜3000.7≤1/250000按國家一等三角要求施測＜1501.0≤1/120000按國家二等三角要求施測二等3.0＜3001.0≤1/120000按國家二等三角要求施測＜1501.8≤1/70000按國家三等三角要求施測三等6.0＜3501.8≤1/70000按國家三等三角要求施測＜2002.5≤1/40000按國家四等三角要求施測四等12.0＜4002.5≤1/40000按國家四等三角要求施測測角前方交會；后方交會；極坐標法；導線法；視準線法；引張線法。水平位移觀測水平位移觀測測角前方交會變形點不便架設儀器。m

——測角中誤差；

D——已知點間距離；

——206265″。交會角宜在60°~120°之間，以保證交會精度。pABD

后方交會變形點可架設儀器，與三個平面基準點通視。注意p點不能與A、B、C在同一圓周上，否則無定解。pABDa

DcDbC極坐標法光電測距儀，在變形點上可以安置反光鏡，且與基準點通視即可。點位中誤差的估算公式為：

ABP

D導線法相鄰變形點間可以通視，且在變形點上可以安置儀器進行測角、測距；通過各次觀測所得的坐標值進行比較，便可得出點位位移的大小和方向；多用于非直線型建筑物的水平位移觀測，如對弧形拱壩和曲線橋的水平位移觀測。視準線法適用線形建(構)筑物，如水壩、橋梁等。偏差<2cm。量測偏移量的設備為活動覘牌觀測1、視準線一端架設經(jīng)緯儀；2、照準另一端觀測標志；3、活動覘牌安置在變形點上；4、移動覘牌的圖案，直至圖案中心位于視準線上；5、讀取變形點相對視準線的偏移量；不同周期所得偏移量的變化，即為其變形值。用激光光束代替經(jīng)緯儀的視準線，稱激光準直法AB123引張線法工作原理與視準線法類似；要求在無風及沒有干擾的條件下工作。多在大壩廊道里進行水平位移觀測。不同兩個端點間引張一根直徑為0.8mm至lmm的鋼絲，以代替視準線。要求兩個端點基本等高；上面要安置控制引張線位置的V形槽及施加拉力的設備；中間各變形點與端點基本等高，在上面與引張線垂直的方向上水平安置刻劃尺；能讀出引張線在刻劃尺上的讀數(shù)。不同周期觀測時尺上讀數(shù)的變化，即為變形點與引張線垂直方向上的位移值。傾斜觀測高聳建(構)筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等，往往會發(fā)生傾斜；傾斜度用頂部的水平位移值K與高度h之比表示，即一般傾斜度用測定的K及h求算，如果確信建筑物是剛性的，也可以通過測定基礎不同部位的高程變化來間接求算；h，可用懸吊鋼尺測出，也可用三角高程法測出；K，可用前方交會及建立垂準線的方法測出。前方交會法對高層樓房的墻角觀測；高處觀測點與其理論位置的坐標差△x、△y；為在x，y方向上的位移值；最大位移方向上的位移值為：像煙囪等圓錐形中空構筑物，應測定其幾何中心的水平位移。A、B離煙囪的距離>煙囪高度的兩倍；Ap、Bp方向大致垂直。前方交會法若a≠a′，b≠b′，表示煙囪上下中心不在同一鉛垂線上，即煙囪有傾斜?！鱝=a′-a，△b=b′-b，量出距離DA、DB，計算偏移量eA、eB：

a

bpP’ABDaba’b’DADBR前方交會法R為煙囪底部的半徑，可量出底部的周長后求得。煙囪總的偏移量e為：根據(jù)△a、△b的正負號，還可以按下式計算出偏移的方向：

為以Ap為0°按順時針方向計量的方位角。

a

bpP’ABDaba’b’eeAeBRα垂準線法懸吊垂球或鉛垂儀(或稱垂準儀)。垂球在高處，如墻角、建筑物的幾何中心處懸掛垂球，垂球線長度應使垂球尖端剛剛不與底部接觸，用尺子量出垂球尖至高處該點在底部的理論投影位置的距離，即為高處該點的水平位移值。鉛垂儀儀器整平后，形成一條鉛垂視線。如在目鏡處加裝激光器，可形成一條鉛垂的可見光束，稱為激光鉛垂線。觀測時，在底部安置儀器，頂部量取相應點的偏移距離。垂準儀撓度觀測撓度建(構)筑物或其構件在水平方向或豎直方向上的彎曲值。梁的撓度觀測在梁兩端及中部設置三個變形觀測點A、B及C，定期進行沉降觀測，計算各期相對于首期的撓度值：ABCSASCSBLALBFe觀測點間的距離觀測點的沉降量沉降觀測水準測量；三角高程。橋梁動荷載彈性撓度列車行駛在橋上產(chǎn)生彈性撓度，列車通過后，立即恢復原狀；為能測得瞬時最大值，地面架設測距儀，用三角高程法觀測，或用近景攝影測量法。高聳建(構)筑物豎直撓度測定不同高度幾何中心或棱邊等特殊點相對于底部幾何中心或相應點的水平位移；將這些點在其扭曲方向的鉛垂面上的投影繪成曲線，就是撓度曲線；可采用測角前方交會法、極坐標法或垂線法。撓度觀測變形觀測的成果處理觀測手簿整理和檢查；錯誤或誤差超限，找出原因，及時補測；監(jiān)測網(wǎng)點穩(wěn)定性檢查；定期復測；較差超限，應考慮變形影響；變形量計算，是首期觀測成果為基礎。列表

各次觀測成果依時間先后列表；每次觀測點高程H，對照荷載情況，計算：沉降量s；累計沉降量∑s；平均沉降量；平均沉降速度等。表沉降觀測成果表工程名稱XX樓儀器N3No128544觀測XXX點號首期95.3.4二期95.5.8三期95.7.2

備注H0(m)H(m)S(mm)∑S(mm)H(m)S(mm)∑S(mm)

117.59517.5905517.58827

217.55517.5496617.54639

二期觀測為暴雨后317.57117.5656617.56328

417.60417.6013317.60014

…………

靜荷載P3.0t/m24.5t/m28.1t/m2

平均沉降量

5.0mm2.0mm

平均沉降速度

0.078mm/d0.037mm/d

作圖

表示荷載、時間與沉降量的關系曲線圖橫坐標為時間T，縱坐標向下為沉降量s，向上為荷載P；T軸下是隨著時間變化的沉降量曲線，即s—T曲線；T軸上則是荷載隨時間而增加的曲線，即P—T曲線。2005-10-51015-20-15253035-30-25404567891011121234567891011P(t/m2)s(mm)T用同樣方法，可繪出其他變形與外界因素的關系曲線。根據(jù)上述的各種信息，結合有關的專業(yè)知識，即可對變形的原因，趨勢等進行幾何的和物理的分析，為工程措施提供依據(jù)。注意1、一般認為穩(wěn)定的基準點，也不可能完全沒有變形，所謂穩(wěn)定，只是相對而言；2、當變形是對變形點的觀測沒有實際影響時，就視為是穩(wěn)定的。作圖

作業(yè)1．變形觀測的目的是什么?建筑物為什么會產(chǎn)生變形?2．根據(jù)變形的性質，如何分類：其觀測的特點是什么?3．變形觀測的精度和頻率是根據(jù)什么原則確定的?4．什么是變形觀測的基準點、工作基點和變形點?它們分別在構造上的主要要求是什么？5．用水準測量進行垂直位移觀測時，要注意哪些問題?其原因是什么?6．布設水準基點時，為什么一般不能少于3個?7．水平位移監(jiān)測網(wǎng)為什么多