第十八讲 变形观测

第十一章建（构）筑物变形监测变形监测概述变形监测目的变形监测内容建筑物沉降观测第十八讲课题(章、节)名称14建筑物变形观测和竣工总平面图编绘14.1—14.5本次授课目的与要求掌握房屋建筑沉降及水平位移的观测方法，以及建筑物的倾斜、裂缝观测。本次授课重点与难点分析（1）重点房屋建筑沉降及水平位移的观测方法，以及建筑物的倾斜、裂缝观测；（2）难点房屋建筑沉降及水平位移的观测方法，以及建筑物的倾斜、裂缝观测。§14.1变形监测概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一、概述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。天津市人民会堂办公楼新建天津市科学会堂学术楼相邻高5.6m(办公楼)27m30m27m18m（学术楼）高22m开裂宽度100mm原因：两楼太近，学术楼产生地基附加应用，扩散到办公楼地基中，造成下沉。天津市人民会堂办公楼墙体开裂情况（1986年7月摄)二、变形监测目的通过对变形体动态监测，获得精确观测数据，对监测数据综合分析，达到以下目的：对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形作出预报，提供施工和管理方法，以便及时采取措施，保证工程质量和建筑物安全。了解变形机理，验证工程设计理论和地壳运动假说。对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。建立正确的监测预报理论和方法。三、变形监测内容一、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静态监测动态监测四、变形监测特点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。1.测量精度高：一般位置精度为1mm，相对精度1ppm。五、外部变形监测基本方法1.常规大地测量方法几何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北京西客站沉降观测沉降观测基准点在施工现场进行沉降观测沉降观测现场桥沉降观测中央彩电发射塔倾斜与日照变形观测雄伟的二滩水电站大坝使用TCA—2003A全站仪对大坝变形自动观测§14.2建筑物沉降观测一、概述建筑物沉降——是指建筑物及其基础在垂直方向上的变形即垂直位移，通过测定观测点与基准点之间高差随时间变化量。被测建筑物：高层建筑物高层建筑物深坑基重要厂房柱基及主要设备基础高大构筑物——水塔、烟囱、高炉等人工加固地基等采用方法：精密水准测量静力水准测量二、沉降观测监测网的布设沉降观测监测网点包括基准点和观测点1.基准点：是沉降观测的基准，应埋设在建筑物变形影响范围之外，距开挖边线50m之外，按二、三等水准点规格埋石，个数不少于3个。2.观测点：观测点设立在变形体上，能反应变形的特征点深基坑支护结构观测点埋设在锁口架上，一般20m埋设一个,在支护的阳角处和距基坑很近的原建筑物应加密观测点。建筑物——在建筑物四角沿外墙间隔10~15米处布设，在柱上每隔2~3根柱设一个点。圆形构筑物——在基础轴线对称部位设点，不少于四个点。不同建筑物分界处：人工地基和天然地基接壤处，烈缝、伸缩缝处，不同高度建筑交接处，新旧建筑物交接处。3.观测点埋设：三、精密水准测量方法1.观测周期（1）基准点应在建筑物基坑开挖前布设，并与已知水准点联测。（2）观测点埋设稳定后，应与基准点联测两次，作为沉降观测数据处理基础。（3）施工过程中观测周期深基坑开挖时1~2天出现暴雨，管涌应加密浇筑地下室底扳后3~4天建筑物主体施工1~2层结构封顶后3个月竣工投入使用3个月直至沿体稳定2.观测方法仪器技术标准观测方法限差（mm）精密水准仪二等水准测量闭合水准闭合差容许值±0.6附合水准精度要求：一般建筑物能反映2mm重要建筑物能反映1mm精密工程0.2mm3、成果整理1.采用专用记录手簿——逐步检查2.每次观测当日计算成果，分析成果。3.及时上报沉降结果4.绘制沉降曲线图5.沉降观测总结报告。计算各观测点高程计算相邻两次观测沉降量计算累积沉降量建筑物倾斜测量建筑物不均匀的水平位移——高程建筑物建筑物不均匀的沉降——基础倾斜多层和高层建筑物基础倾斜容许值倾斜原因：建筑物高度（m）≤2424~6060~100＞100倾斜容许值（mm）4321.5高耸结构基础的倾斜容许值建筑物高度（m）≤2020~5050~100100~150150~200200~250倾斜容许值（mm）865432二、房物建筑的倾斜观测——直接利用经纬仪投点法测量Hai三、塔式建筑物的倾斜测量测定顶部中心相对于底部中心的偏心位移量224321::2BABBBAAAAHiRDARDBaaaaBOAO烟囱倾斜度：方向倾斜分量方向倾斜分量二、裂缝观测当挠度过大建筑物会由于剪切破坏产生裂缝，这时除增加沉降观测次数，还应进行裂缝观测。•14．5竣工总平面图的编绘•竣工总平面图是设计总平面图在施工后实际情况的全面反映。由于在施工过程中可能会因设计时没有考虑到的问题而使设计有所变更，所以设计总平面图不能完全代替竣工总平面图。•编绘竣工总平面图的目的：首先是把变更设计的情况通过测量全面反映到竣工总平面图上；其次是将竣工总平面图应用于对各种设施的管理、维修、扩建、事故处理等工作，特别是对地下管道等隐蔽工程的检查和维修；同时还为企业的扩建提供了原有各项建筑物、构筑物、地上和地下各种管线及交通线路的坐标、高程资料。•通常采用边竣工边编绘的方法来编绘竣工总平面图。•竣工总平面图的编绘，包括室外实测和室内资料编绘两方面的内容。14．5．1竣工测量的内容在每一个单项工程完成后，必须由施工单位进行竣工测量。提出工程的竣工测量成果，作为编绘竣工总平面图的依据。其内容包括以下各方面：•1．工业厂房及一般建筑物•包括房角坐标、各种管线进出口的位置和高程，并附房屋编号、结构层数、面积和竣工时间等资料。•2．铁路与公路•包括起终点、转折点、交叉点的坐标，曲线元素，桥涵、路面、人行道等构筑物的位置和高程。•3．地下管网•窨井、转折点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程，并附注管道及窨井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向。•4．架空管网•包括转折点、结点、交叉点的坐标，支架间距，基础面高程等。•5．特种构筑物•包括沉淀池、烟囱、煤气罐等及其附属建筑物的外形和四角坐标，圆形构筑物的中心坐标，基础面标高，烟囱高度和沉淀池深度等。•竣工测量完成后，应提交完整的资料，包括工程的名称、施工依据和施工成果，作为编绘竣工总平面图的依据。14．5．2竣工总平面图的编绘•竣工总平面图上应包括建筑方格网点、水准点、建（构）筑物辅助设施、生活福利设施、架空及地下管线、铁路等建筑物或构筑物的坐标和高程，以及相关区域内空地等的地形。有关建筑物、构筑物的符号应与设计图例相同，有关地形图的图例应使用国家地形图图式符号。•建筑区地上和地下所有建筑物、构筑物绘在一张竣工总平面图上时，往往因线条过于密集而不醒目，为此可采用分类编图。如综合竣工总平面图、交通运输总平面图和管线竣工总平面图等等。比例尺一般采用1：1000。如不能清楚地表示某些特别密集的地区，也可在局部采用1:500的比例尺。•当施工的单位较多，工程多次转手，造成竣工测量资料不全，图面不完整或与现场情况不符时，需要实地进行施测，这样绘出的平面图，称为实测竣工总平面图。谢谢！