1、第12章 建筑物的变形观测,学习目标： 了解：变形观测的任务、目标、分类及变形观测实施的方法；变形观测的精度和频率； 掌握：沉降观测点的布设及方法；水平位移观测的方法；变形观测资料的整理。,12.1 概 述,建筑物的变形观测: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。 变形产生的原因：一是自然条件及其变化（如地质水文），二是建筑物本身相联系的原因（如建筑物本身荷载）； 变形分类：静态变形和动态变形； 变形观测的任务：周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期内的变化量。,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
2、度要求见下表。,变形观测的方法： 常规测量方法 摄影测量方法 特殊测量方法：激光准直仪、测斜仪 空间测量技术 变形观测的内容： 沉降观测； 位移观测； 倾斜观测； 裂缝观测； 挠度观测。,11.2 建筑物的沉降观测,建筑物受地下水位升降、荷载的作用及地震等的影响，会使其产生高程上的位移。一般说来，在没有其它外力作用时，多数呈下沉现象，对它的观测称沉降观测。 沉降观测通常采取水准测量的方法。 沉降观测的高程依据是水准基点，即在水准基点高程不变的前提下，定期地测出变形点相对于水准基点的高差，并求出其高程，将不同周期的高程加以比较，即可得出变形点高程变化的大小及规律。,一、水准基点及其布设,工作基点
3、：直接用来测定沉降观测点的参考点称为工作基点；工作基点可埋设在变形建筑附近、便于引测和观测沉降观测点的地方； 基准点：用来定期检查工作基点的稳定的参考点称为基准点；基准点应埋设在变形区域以外、地质条件良好的地方，且无论变形区域的大小，基准点不宜少于三个； 基准点和工作基点应联成水准路线，构成沉降观测的高程控制网。,1、基准点的布设,基准点是沉降观测的基准，因此基准点的布设应满足以下要求： 要有足够的稳定性：基准点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区基准点应埋设在冰冻线以下0.5m。 要具备检核条件：为了保证基准点高程的正确性，基准点最少应布设三个，以便相互检核。 要满足一定的观测精度：基准点和
4、观测及基 点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。,水准基点的布设,二、沉降观测点的布设,沉降观测点的位置 沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。 沉降观测点的数量 一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为1020m。 沉降观测点的设置形式 如图所示。,沉降观测点的布设,三、沉降观测,1、观测周期 观测的时间和次数，应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。 当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。 在建（构）筑物主体
5、施工过程中，一般每盖12层观测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。 当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。 建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为23个月观测一次，直至沉降稳定为止。,2、观测方法 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，两次后视读数之差不应超过1mm。 沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。,3、精度要求 沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。 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测站数）
6、。 高层建筑物的沉降观测，则应采用DS1精密水准仪，用二等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）。,4、工作要求 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，应尽可能做到四定：固定观测人员；使用固定的水准仪和水准尺；使用固定的水准基点；按固定的实测路线和测站进行。,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 “沉降观测表”中。 2、 计算沉降量 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 计算
7、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 “沉降观测表”中。,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清楚地表示沉降、荷重、时间三者的关系，还要画出各观测点的沉降、荷重、时间关系曲线图，即沉降曲线图，如图所示。,12.3 建筑物位移观测,根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间而移动的大小及方向，称为位移观测。 位移观测首先要在建筑物附近埋设测量控制点，再在建筑物上设置位移观测点。 位移观测的方法有以下几种： 测角前方交会 基准线法 极坐标法 导线法 基准线法,1
8、、测角前方交会,2、基准线法,原理：建立一条基准线，根据它测定建筑物垂直于基准线方向的水平位移。 这种方法适用于变形方向为已知的线形建(构)筑物，是水坝、桥梁等常用的方法。 基准线法由于观测方法的不同，又分为测小角法和活动觇牌法。,测小角法,活动觇牌法,基准点A,P 观测点,基准点B,12.4 建筑物的倾斜观测,倾斜观测: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。 原因：地基承载力不均匀、建筑物体型复杂形成不同荷载及受外力风荷载、地震等影响引起基础的不均匀沉降。 表示方法：一般用倾斜率i值来衡量建筑物的倾斜程度 。,式中： a倾斜角（）。,1、一般建筑物主体的倾斜观测,建筑物主体的
9、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。,2、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。,用矢量相加的方法，计算出顶部中心O对底部中心O的总偏移值D，即,12.5 建筑物的裂缝观测和挠度观测,一、裂缝观测 当建筑物出现裂缝之后，应及时进行裂缝观测。常用的裂缝观测方法有以下三种： 石膏板标志 白铁皮标志 金属棒标志,1、石膏板标志用厚10mm，宽约5080mm的石膏板（长度视裂缝大小而定），固定在裂缝的两侧。当裂缝继续发展时，石膏板也随之开裂，从而观察裂缝
10、继续发展的情况。,2、利用白铁皮标志建筑物的裂缝观测,用两块白铁皮，一片取150mm150mm的正方形，固定在裂缝的一侧。 另一片为50mm200mm的矩形，固定在裂缝的另一侧，使两块白铁皮的边缘相互平行，并使其中的一部分重叠。 在两块白铁皮的表面，涂上红色油漆。 如果裂缝继续发展，两块白铁皮将逐渐拉开，露出正方形上，原被覆盖没有油漆的部分，其宽度即为裂缝加大的宽度，可用尺子量出。,白铁板,3、金属棒标志 在发生裂缝变形的墙体内埋设间距为l钢筋，若裂缝继续发展，则金属棒之间的间距也不断增大。定期观测两金属棒的间距并比较，即可获得裂缝的变化情况。,二、挠度观测 挠度：指建(构)筑物或其构件在水平方向或竖直方向上的弯曲值，例如桥的梁部在中间会产生向下弯曲，高耸建筑物会产生侧向弯曲 。 测定建筑物构件受力后产生弯曲变形的工作称为挠度观测。 挠度是通过测量观测点的沉降量来计算的。,挠度观测： 首先需要在梁的两端及中部设置三个变形观测点A、B及C，定期对这三个点进行沉降观测； 然后，根据下式计算各期相对于首期的挠度值：,式中：LA、LB观测点间的距离； SA、SB 、SC观测点的沉降量。,本 章 重 点,建筑物变形观测的内容； 建筑物沉降观测和位移观测的方法及实施； 建筑物变形观测成果的处理。,
