建筑工程计量与计价

建筑工程质量检测任务九建筑物变形检测9.1.建筑物变形观测简述目录9.1.1建筑物变形观测简述9.1.2测量误差概述9.1.1建筑物变形观测简述建筑物在工程建设中建筑物在使用过程中建筑物沉降建筑物位移建筑物挠曲建筑物倾斜建筑物裂缝勘察设计施工使用失误建筑物特点工程地质复杂外界环境变化建筑物高大建筑物荷载大建筑物体形复杂建筑物荷载不均匀沙质土淤泥冻土地下水位变化大气温度变化外界风力变化地震破坏其它外力意大利比莎斜塔资料介绍：八层，高55m，1~6层为大理石砌，7~8为青砖石砌，内径7.65m，呈圆环形。1173年—1371年竣工，经过198年建到四层倾斜，停工94年。复建到第七层又停工83年，再建时第八层明显有转折。经测量：塔北侧沉降为量为90cm，塔南侧沉降为量为270cm，向南倾5.5°塔顶离开竖向中心线为5m,倾斜值为0.093原因：1.地基粉砂土，施工不慎，粉砂外挤，偏心荷载南侧压力大，造成倾斜。2.塔基地压力大，超过地基承受力，下沉。3.比萨平原深层抽水，使水位下降相当于大面积加载。变形观测特点1.测量精度高：一般位置精度为1mm，相对精度1ppm。2.重复观测：测量时间跨度大，观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。3.严密数据处理方法：数据量大，变形量小，变形原因复杂。4.变形资料提供快和准确。9.1.1建筑物变形观测简述变形观测内容一、内部监测：内部应力、应变监测动力特性监测加速度监测二、外部监测：沉降监测位移监测倾斜监测裂缝监测挠度监测9.1.1建筑物变形观测简述外部变形观测基本方法常规大地测量方法：水准测量三角高程测量三角（边）测量，交会测量导线测量全站仪自动跟踪测量9.1.1建筑物变形观测简述建筑物的变形包括三个方面：沉降、水平位移和倾斜。由于建筑物的重量，使地基受荷载而扰动，引起建筑物沉降；由于横向力作用于建筑物地基，使建筑物产生水平位移；建筑物在平面上不均匀沉降，使建筑物产生倾斜。此外，由于沉降与水平位移的共同作用达到一定程度，使建筑物产生裂缝，直至倒塌。变形观测就是用测量的手段，观测建筑物沉降、水平位移和倾斜的变化量，并通过一定时间段的变化量，确定建筑物的变形趋势，以利采取相应措施。建筑物变形观测9.1.1建筑物变形观测简述9.1.1建筑物变形观测简述对一个实际工程，变形测量的精度等级按以下原则确定：（1）绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）的观测中误差，对于特高精度要求的工程可按地基条件，结合经验与分析具体确定；对于其他精度要求的工程，可按低、中、高压缩性地基土的类别，分别选±0.5mm、±1.0mm、±2.5mm。（2）相对沉降（如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）、局部地基沉降（如基坑回弹、地基土分层沉降等）以及膨胀土地基变形等的观测中误差，均不应超过其变形允许值的1/20。（3）建筑物整体性变形(如工程设施的整体垂直挠曲等)的观测中误差，不应超过允许垂直偏差的1/10。（4）结构段变形（如平置构件挠度等）的观测中误差，不应超过变形允许值的1/6。（5）对于科研项目变形量的观测中误差，可视所需提高观测精度的程度，将上列各项观测中误差乘以1/5—1/2系数后采用。9.1.1建筑物变形观测简述9.1.2测量误差概述（一）测量误差的来源测量工作是观测者使用测量仪器和工具，按照一定的观测方法，在一定的外界条件下完成的。归纳起来，产生误差的原因主要有：1.仪器、工具制造或检校不完善的影响；（测量的仪器有关）2.人为因素在安置仪器、照准目标或读数方面的影响；（测量的人有关）3.外界条件变化或不适宜的观测条件的影响。（测量的工作环境有关）9.1.2测量误差概述（二）《建筑变形测量规范》沉降观测环境要求：1.应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测。2.观测前半小时，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。设站时，应用测伞遮蔽阳光。3.使用数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳，并避免视线被遮挡。9.1.2测量误差概述（三）测量误差的分类在任何一项测量工作中，误差都是不可避免的，但测量错误是可以避免的。误差按性质可分为系统误差和偶然误差两类。1.系统误差：是指在相同的观测条件下，对某个量进行一系列观测，其误差的数值大小和符号呈现出规律性的变化或保持常数，具有这种性质的误差称为系统误差。观测中应避免系统误差。2.偶然误差：是指在相同的观测条件下，对某个量进行一系列观测，如果误差出现的数值大小和符号都不相同，从表面上看没有明显的规律性,但就大量的误差总体而言,服从一定的统计规律,这种误差称为偶然误差。9.1.2测量误差概述3.中误差：设在相同的观测条件下对某一个量进行多次观测，观测值分别为l1、l2、l3……ln,如果该未知量的真值为X，相应的观测值真误差为Δ1、Δ2、Δ3……Δn,则通过以真误差的平方和的平均值再开方：式中：n是观测值的个数；m值小即表示观测精度较好，反之表示观测精度差。2222123...nmn9.1.2测量误差概述4.允许误差：又称极限误差或限差，是指在一定观测条件下偶然误差绝对值不应超过的限值。是区分观测成果是否合格的界限。在测量中常取2～3倍中误差作为允许误差。5.闭合差：由一个已知高程点起，按一个环线向施工现场各欲求高程点引测后，又闭合回到起始的已知高程点，各段高差的总和即为闭合差。6、平差：在水准路线上有若干个待求高程点，如果测得误差在允许范围内，则认为各测站产生的误差是相等垢，对闭合差要按测站数成正比例反符号分配，即对高差进行改正使闭合差等于零。该调整过程即为平差。9.2建筑物的沉降观测高程基准点和沉降观测点的设置◆点位稳固，在沉降变形区以外；◆不宜过远，通常一站能引测到观测点；◆每个工地设置23个，以便检核；◆一般需要与国家水准点联测，获得绝对高程；◆冻土地区应埋深至冻土线以下0.5米处。9.2.2沉降观测高程基准点的布设基准点9.2.2沉降观测高程基准点的布设◆沉降点埋设图：◆沉降点分布示意图：沉降观测点的布置●一定密度、均匀分布在待观测建筑物外围，能反映建筑物整体沉降情形的位置。◆观测时间按工程进展具体确定。◆观测精度须使用DS1级精密水准仪及铟钢带精密水准尺，沉降数据报至1mm0.1mm。◆控制视线长度，一般不超过50m。◆测站位置相对固定，以尽量减少仪器i角的影响。一、沉降观测的时间、方法和精度要求9.2.3沉降观测方法与观测要求《中华人民共和国行业标准·建筑变形测量规程JGJ/T8-97》规定：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。除有特殊要求者外，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。观测期限一般不少于如下规定：砂土地基2年，膨胀土地基3年，粘土地基5年，软土地基10年。沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。一般观测工程，若沉降速度小于0.01~0.04mm／d，可认为已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。9.2.3沉降观测方法与观测要求二、观测的周期和观测量时间（1）建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。一般建筑，可在基础完工后或地下室施工完成后开始观测。大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高1~5层观测一次：工业建筑可按不同施工阶段(如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等)分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的25％、50％、75％和100％时各测一次。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。（2）在观测过程中，如有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，均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，应立即进行逐日甚至一天数次的连续观测。9.2.3沉降观测方法与观测要求沉降观测成果内容◆基准点与沉降点的点位分布图；◆沉降观测日报表(当次观测结果)；◆沉降观测汇总表；◆沉降曲线图；◆沉降观测总结报告(一个阶段观测全部结束)。沉降观测成果整理◆每次观测成果精度应符合要求。◆每次观测成果须及时上报(上报“本次沉降”与“累计沉降”数据)，当沉降变化异常时，工程施工及时采取措施。三、沉降观测的成果整理9.2.3沉降观测方法与观测要求用测量仪器来测定建筑物的基础和主体结构倾斜变化的工作，称为倾斜观测。倾斜观测内容：一、一般建筑物主体的倾斜观测二、圆形建（构）筑物主体的倾斜观测三、建筑物基础倾斜观测9.3建筑物倾斜观测9.3.1基本概念及检测依据1.建筑物产生倾斜的原因主要有：地基沉降不均匀；建筑物体型复杂（有部分高重、部分低轻）形成不同荷载；施工未达到设计要求，承载力不够；受外力作用，例如风荷、地下水抽取、地震等。建筑物主体倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部固定点或各层间上层相对于下层观测点的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速度。对具有刚性建筑物的整体倾斜，亦可通过测量顶面或基础的差异沉降来间接确定。2.检测依据：①《建筑变形测量规程》JGJ8－2007；②《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002；③《工程测量规范》GB50026-2007。9.3.2仪器设备及环境1.经纬仪、激光铅直仪、激光位移计、倾斜仪（如水管式倾斜仪、水平摆倾斜仪、气泡倾斜仪或电子倾斜仪）。2.倾斜观测应避开强日照和风荷载影响大的时间段。9.3.3观测点的布设与要求1.主体倾斜观测点位的布设当从建筑外部观测时，测站点的点位应选在与倾斜方向成正交的方向线上距照准目标1.5～2.0倍目标高度的固定位置。当利用建筑物内部竖向通道观测时，可将通道底部中心点作为测站点；对于整体倾斜，观测点及底部固定点应沿着对应测站点的建筑主体竖直线，在顶部和底部上下对应布设；对于分层倾斜，应按分层部位上下对应布设；按前方交会法布设的测站点，基线端点的选设应顾及测距或长度丈量的要求。按方向线水平角法布设的测站点，应设置好定向点。2.主体倾斜观测点位的标志设置建筑物顶部和墙体上的观测点标志，可采用埋入式照准标志型式。有特殊要求时，应专门设计。9.3.4主体倾斜观测的方法HDitan一、一般建筑物主体的倾斜观测建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑物主体的倾斜度，即式中i——建筑物主体的倾斜度；∆D——建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值（m）；H——建筑物的高度（m）；α——倾斜角（°）。倾斜测量主要是测定建筑物主体的偏移值ΔD。偏移值ΔD的测定一般采用经纬仪投影法。MNPQXYH∆A∆BN′Q′∆A∆B∆一般建筑物的倾斜观测9.3.4主体倾斜观测的方法经纬仪投影法，观测方法如下：（1）将经纬仪安置在固定测站上，该测站到建筑物的距离，为建筑物高度的1.5倍以上。瞄准建筑物X墙面上部的观测点M，用盘左、盘右分中投点法，定出下部的观测点N。用同样的方法，在与X墙面垂直的Y墙面上定出上观测点P和下观测点Q。M、N和P、Q即为所设观测标志。（2）隔一段时间后，在原固定测站上，安置经纬仪，分别瞄准上观测点M和P，用盘左、盘右分中投点法，得到N′和Q′。如果，N与N′、Q与Q′不重合，说明建筑物发生了倾斜。22BAD（3）用尺子，量出在X、Y墙面的偏移值ΔA、ΔB，然后用矢量相加的方法，计算出该建筑物的总偏移值ΔD，即：根据总偏移值ΔD和建筑物的高度H即可计算出其倾斜度i。9.3.4主体倾斜观测的方法9.3.4主体倾斜观测的方法yy1y2y1′y2′x1′x2′x1x2xOO′∆x∆yABA′B′圆形建（构）筑物的倾斜观测二、圆形建（构）筑物主体的倾斜观测对圆形建（构）筑物的倾斜观测，是在互相垂直的两个方向上，测定其顶部中心对底部中心的偏移值。222211yyyyy222211xxxxx（1）在烟囱底部横放一根标尺