第八章建筑物变形观测和竣工平面图编绘

第八章建筑物变形观测和竣工平面图编绘版权所有：郑州经济管理干部学院建工系作者2007年4月本章知识体系图：水准基点和沉降观测点的布设构件的挠度观测建筑物的裂缝观测建筑物的位移观测编绘竣工平面图的目的竣工测量的内容竣工总平面图的编绘圆形建（构）筑物主体的倾斜观测建筑物沉降观测的方法和成果整理一般建筑物的倾斜观测倾斜观测竣工平面图编绘沉降观测裂缝和位移观测建筑物变形观测和竣工平面图编绘图8-1第一节建筑物变形观测概述建筑物变形观测：主要就是对建筑物（构筑物）以及地基所产生的沉降、倾斜、挠度、裂缝、位移等变形现象进行的测量工作。建筑物变形观测的任务：周期性的对设置在建筑物上的观测点进行重复观测，求得观测点位置的变化量。建筑物的变形原因：主要是由于自然条件及其变化所引起的。建筑物的变形观测时间：从基础施工开始，贯穿整个施工阶段，一直持续到变形趋于稳定或停止为止。建筑物的变形观测的分级：按不同的工程要求分为四个等级，各等级精度要求见表8-1。表8-1变形测量等级垂直位移测量水平位移测量适用范围变形点的高程中误差（mm）相邻变形点的高差中误差（mm）变形点的点位中误差（mm）一级±0.3±0.1±1.5变形特别敏感的高层、高耸建、构筑物、精密工程设施、地下管线等二级±0.5±0.3±3.0变形比较敏感的高层、高耸建、构筑物、重要工程设施、地下管线、隧道拱顶下沉、结构收敛等三级±1.0±0.5±6.0一般性高层、高耸构筑物、地下管线等四级±2.0±1.0±12.0观测精度要求低的建、构筑物、地下管线等第二节建筑物的沉降观测建筑物沉降观测：在建筑物的施工过程中，随着上部结构的逐渐完成，地基荷载逐步增加，将使建筑物产生下沉现象，这就要求应定期的对建筑物上设置的沉降观测点进行水准测量，测得其与水准基点之间的高差变化值，分析这些变化值的变化规律，从而确定建筑物的下沉量及下沉规律，这就是建筑物的沉降观测。一、水准基点和沉降观测点的布设1，水准基点的布设水准基点是沉降观测的基准点，建筑物的沉降观测是利用水准测量的方法多次测定沉降观测点和水准基点之间的高差值，以此来确定其沉降量，因此，水准基点的构造和布设必须保证稳定不变和便于长久保存，其布设应满足以下要求：（1）为了便于校核，保证水准基点高程的正确性，每一测区的水准基点不应少于3个。（2）水准基点必须设置在建筑物或构筑物基础沉降影响范围以外，并且避开交通管线、机械振动区以及容易破坏标石的地方，埋设深度至少应在冰冻线以0.5m。（3）水准基点和沉降观测点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在20m-100m范围内。2，沉降观测点的布设沉降观测点的布设应能全面反映建筑物的地基变形特征，并结合地质情况以及建筑结构特点确定。观测点宜选择在下列位置进行布设：（1）建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上。（2）高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。（3）建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处以及填挖方分界处。（4）宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。（5）邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗沟处。（6）框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。（7）片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。（8）重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。（9）电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于4个。如图8-1所示为某一建筑物沉降观测点的布置图J1J2J2′J3J3′J4J5J6J6′J7J7′J8J9J10J11图8-1某一建筑物沉降观测点的布置图二、沉降观测的标志可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志（用于宾馆等高级建筑物）等型式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。如图8-2所示为沉降观测点的埋设形式。20钢筋与柱筋焊接图8-2沉降观测点的埋设形式三、建筑物的沉降观测1，沉降观测周期（1）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工之前，进行第一次观测。（2）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每建1～2层观测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔2～3个月观测一次。（3）在观测过程中，如果基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或几天一次的连续观测。（4）建筑物使用阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求外，一般情况下，可在第一年观测3～4次，第二年观测2～3次，第三年后每年1次，直至稳定为止，一般认为半年内沉降量不超过1mm时沉降趋于稳定。1），水准基点：在进行沉降观测前，应首先把水准基点布设成闭合水准路线或附合水准路线，以便检查水准基点的高程是否发生变化，在保证水准基点高程没有变化的情况下，再进行沉降观测。2，沉降观测方法（1）沉降观测的布设：1），水准基点：在进行沉降观测前，应首先把水准基点布设成闭合水准路线或附合水准路线，以便检查水准基点的高程是否发生变化，在保证水准基点高程没有变化的情况下，再进行沉降观测。2），建筑物比较少或者测区较小：可以将水准基点和沉降观测点组合成单一层次的闭合水准路线或附合水准路线形式；3），建筑物比较多或测区较大的地方：可以先将水准基点组成高程控制网，然后再把沉降观测点和水准基点组成扩展网。高程控制网一般组合成闭合水准路线形式或者附合水准路线形式。如图8-3所示为某种形式的沉降观测水准路线。图8-3沉降观测水准路线水准观测基点沉降观测基点（2）沉降观测的程序和限差1），进行沉降观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点。2），一般对于高层建筑物的沉降观测应采用DS1精密水准仪，按国家二等水准测量方法进行，其水准路线的闭合差不应超过mm（n为测站数），同一后视点两次后视读数之差不应超过±1mm；3），对于多层建筑物的沉降观测，可采用DS3水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过mm（n为测站数），同一后视点两次后视读数之差不应超过±2mm。n0.1n2.0（3）注意问题：沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的正确性，在进行沉降观测时还应注意以下两个方面：1），在沉降观测之前，应对所使用的水准仪、水准尺进行严格的检验和校正，在观测期间也应定期的检查。2），尽量保证水准基点和沉降观测点稳定；所用仪器、设备固定；观测人员固定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、观测程序和方法固定。四、沉降观测的成果整理（1）整理原始记录每次观测结束后应检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入8-2所示的“沉降观测表”中。（2）计算沉降量计算内容和方法如下：1）计算各沉降观测点的本次沉降量：沉降观测点的本次沉降量=本次观测所得的高程－上次观测所得的高程2）计算累积沉降量：累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量将计算出来的各沉降观测点的本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载等情况填入表8-2所示的“沉降观测表”中。观测次数观测时间各观测点的沉降情况施工进展情况荷载情况/（t/m2）123…高程/m本次下沉/mm累积下沉/mm高程/m本次下沉/mm累积下沉/mm…11998.02.1040.3540040.37300…上一层楼板203.2240.350-4-440.368-5-5…上三层楼板45304.1740.345-5-940.365-3-8…上五层楼板65405.1240.341-4-1340.361-4-12…上七层楼板75506.0640.338-3-1640.357-4-16…上九层楼板85607.3140.334-4-2040.352-5-21…主体完115709.3040.331-3-2340.348-4-25…竣工812.0640.329-2-2540.347-1-26…使用91999.02.1640.327-2-2740.346-1-27…1005.1040.326-1-2840.344-2-29…1108.1240.325-1-2940.343-1-30…1212.2040.3250-2940.3430-30…备注：此栏应说明点位草图、水准点号码及高程、其他表8-2沉降观测记录表工程名称：某医院门诊楼记录：计算：校核：（3）绘制沉降曲线为了更好的反映每个沉降观测点随时间和荷载的增加，观测点的沉降量的变化，并进一步估计沉降发展的趋势以及沉降过程是否渐趋稳定或者已经稳定，还要绘制时间t与沉降量s的关系曲线和时间t与荷载p的关系曲线。如图8-4所示。1）绘制时间t与沉降量s的关系曲线首先，以沉降量s为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。然后，以每次累积沉降量为纵坐标，以每次观测日期为横坐标，标出沉降观测点的位置。最后，用曲线将标出的各点连接起来，并在曲线的一端注明沉降观测点号码，这样就绘制出了如图8-4所示的时间与沉降量关系曲线。2）绘制时间与荷载关系曲线首先，以荷载p为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。再根据每次观测时间和相应的荷载标出各点，将各点连接起来，即可绘制出如图8-4所示的时间与荷载关系曲线。24681012246810124060801001203915212733P荷载t/m2S累计沉降量/mmT时间（1998）（1999）12图8-4沉降曲线第三节建筑物的倾斜观测建筑物在施工和使用过程中由于某些因素的影响，可能会使建筑物的基础产生不均匀沉降，这会导致建筑物的上部主体结构产生倾斜，当倾斜严重时就会影响建筑物的安全使用，对于这种情况应该进行倾斜观测。一、一般建筑物的倾斜观测建筑物主体的倾斜观测通常采用经纬仪投影法。如图8-5所示，根据建筑物的设计，其顶部观测点A点与底部观测点B点应该在同一竖直线上，当建筑物发生倾斜时，顶部观测点A相对于底部观测点B有一个偏移值ΔD，根据建筑物的高度H，就可以计算出建筑物主体的倾斜度，即：式中i表示建筑物主体的倾斜度；ΔD表示建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值（m）；H表示建筑物的高度（m）；α表示倾斜角（°）。）（18/tanHDiABBOPPD1D2D1D2D图8-5一般建筑物的倾斜观测由式（8-1）可知，倾斜观测主要是测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值ΔD。具体观测方法如下：如图8-5所示，将经纬仪安置在固定测站上，进行严格的对中、整平，用盘左、盘右分别瞄准建筑物顶部的观测点A，向下投影取其中点B/，量出B/点与底部观测点B之间的偏移量ΔD1；用同样的方法，在与原观测墙面约成90°的方向上，测出P/点与底部观测点P之间的偏移量ΔD2，然后用矢量相加的方法，计算出该建筑物的总偏移量ΔD，即：（8-2）根据总偏移值ΔD和建筑物的高度H用式（8-1）即可计算出建筑物的倾斜度i。2221DDD第四节建筑物的裂缝和位移观测一、构件的挠度观测建筑物的结构构件在施工和使用阶段随着荷载的增加会产生挠曲，挠曲的大小对建筑物结构构件受力状态的影响很大。因此，结构构件的挠度不应超过某一限值，否则将危及建筑物的安全。BCfBBCAABC图8-7测量观测点的沉降量挠度观测是通过测量观测点的沉降量来进行计算。如图8-7所示，A，B，C是某构件同一轴线上的三个沉降观测点（A，C为支座