建筑工程测量(第12章)变形观测

《建筑工程测量》CAI课件第十二章建（构）筑物变形监测与竣工测量§12.2建筑物变形观测§12.1变形监测概述§12.3竣工测量《建筑工程测量》CAI课件§12.1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《建筑工程测量》CAI课件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。《建筑工程测量》CAI课件二、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。《建筑工程测量》CAI课件三、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《建筑工程测量》CAI课件四、变形监测特点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。《建筑工程测量》CAI课件五、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《建筑工程测量》CAI课件沉降观测基准点《建筑工程测量》CAI课件使用TCA—2003A全站仪对大坝变形自动观测《建筑工程测量》CAI课件2.物理仪器法：激光准直仪测量倾斜仪测量静力水准测量应变仪测量3.空间测量技术：甚长基线干涉测量（VLBI）卫星激光测距全球卫星定位系统（GPS、GLONASS双星）《建筑工程测量》CAI课件建筑物(构筑物)的变形观测包括：沉降观测、倾斜观测、水平位移观测、裂缝观测和饶度观测等。§12.2建筑物变形观测一、概述沉降观测—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。水平位移观测—指建筑水平内的变形，表现为不同时期的平面坐标或距离的变化（移动的大小和方向）。倾斜观测—指建筑倾斜度随时间而变化的工作裂缝观测—指建筑产生裂缝后，随时间的变化而变化的情况（裂缝大小变化）。变形观测任务：周期性地对设置在建筑物上的观测点进行重复的观测，求得观测点位置的变化量。《建筑工程测量》CAI课件二、沉降观测建筑物沉降——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深坑基《建筑工程测量》CAI课件采用方法：精密水准测量静力水准测量（一）、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。《建筑工程测量》CAI课件3.观测点埋设：《建筑工程测量》CAI课件1、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个月直至沿体稳定观测周期（二）沉降观测方法《建筑工程测量》CAI课件（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n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0.2mm《建筑工程测量》CAI课件（3）、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《建筑工程测量》CAI课件《建筑工程测量》CAI课件2、静力水准测量方法（1）.静力水准测量—根据静止液体在重力作用下，保护同一水准面的原理，测定观测点的高程变化，从而得到沉降。可达到二等水准精度。（2）.静力水准仪：由测高仪、观测器、控制系统、溢水器、连通道等构成。《建筑工程测量》CAI课件三、建筑物水平位移测量水平位移—指建筑水平内的变形，表现为不同时期的平面坐标或距离的变化。基准线法小三角活动觇标法激光准直法引张线法常用方法：基准线法导线法前方交会法《建筑工程测量》CAI课件（一）、基准线法测水平位移1.基准线法观测墩BA工作基点《建筑工程测量》CAI课件2.小三角法△βD观测墩ABPP′D《建筑工程测量》CAI课件（二）、导线法和前方交会法此方法常用于非直线建筑物——如曲线型建筑物的位移测量β1bβnbnA12n-1nB采用无定向导线——利用A、B连线为x轴假定坐标系。《建筑工程测量》CAI课件四、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《建筑工程测量》CAI课件测量方法（一）、深基坑的倾斜测量——采用钻孔测斜仪测斜仪探头：竖直角传感器——圆气泡测倾斜方位传感器——指南针测方位CCD摄象系统微机：将图象处理成坐标《建筑工程测量》CAI课件《建筑工程测量》CAI课件（二）、房物建筑的倾斜观测——直接利用经纬仪投点法测量Hai《建筑工程测量》CAI课件（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《建筑工程测量》CAI课件224321::2BABBBAAAAHiRDARDBaaaaBOAO烟囱倾斜度：方向倾斜分量方向倾斜分量《建筑工程测量》CAI课件五、挠度和裂缝测量（一）、挠度测量——是通过测量建筑物沉降量计算得到ABBCcSLLLSf211基础挠度：《建筑工程测量》CAI课件（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。《建筑工程测量》CAI课件六、构筑物动态变形监测高大建筑物桥梁大射电望远镜风荷载加重荷载加温荷载虎门大桥：1.温度变形2.车载变形《建筑工程测量》CAI课件虎门大桥单点振动《建筑工程测量》CAI课件虎门大桥全桥振动《建筑工程测量》CAI课件虎门大桥车振反应《建筑工程测量》CAI课件虎门大桥24小时桥形变化《建筑工程测量》CAI课件§12.3竣工测量一、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。《建筑工程测量》CAI课件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。二、竣工总平面图的编绘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《建筑工程测量》CAI课件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。《建筑工程测量》CAI课件Thankyou!!