1、建筑变形测量一、变形观测的基本规定一、变形观测的基本规定1）工程建筑物变形观测的意义和原因）工程建筑物变形观测的意义和原因由于各种因素的影响工程建筑物以及其设备的运营过程中，都会产生变形。这种变形如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和运营期间，必须对它们进行变形观测。一般来讲，建筑物变形主要是由两个方面的原因引起的。一是自然条件及其变化，建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等；另一种是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载（如风力、震动等）的作用。此外由于勘测、设计、施工以及运
2、营管理工作做得不合理，也会引起建筑物的变形。工程建筑物的变形按其类型来区分，可以分为相对静态变形和实时动态变形。2）工程建筑物变形观测的内容）工程建筑物变形观测的内容变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量。如果要求得瞬时变形，则应采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置。变形观测的主要内容：（1）沉降观测（建筑场地沉降观测、基坑回弹观测、地基土分层沉降观测、 建筑沉降观测）（2）位移观测（建筑主体倾斜观测、建筑水平位移观测、基坑壁侧向位移观测、建筑场地滑坡观测、挠度观测）（3）特殊变形观测（裂缝观测、日照变形观测、风振观测等）3）变形观测的方法）变形观测的方法至
3、于工程建筑物变形观测的方法，要根据建筑物的性质、使用情况、观测精度、周围的环境以及对观测的要求来选定。垂直位移：水准测量、液体静力水准测量、电磁波测距三角高程测量等。水平位移：对于建筑物主体倾斜观测，宜选用下列经纬仪观测法（如投点法、测水平角法、前方交会法等）；建筑水平位移观测，当测量地面观测点在特定方向的位移时可使用视准线、激光准直、测边角等方法； 挠度观测：差异沉降法、位移计、挠度计等。4）建筑物变形观测的精度）建筑物变形观测的精度建筑变形测量的级别、精度指标及其适用范围 变形测量等级 沉降观测 位移观测 主要适用范围 观测点测站高差中误差（mm） 观测点坐标中误差（mm） 特级 0.05
4、 0.3 特高精度要求的特种精密工程的变形测量 一级 0.15 1.0 地基基础设计为甲级的建筑的变形测量；重要的古建筑和特大型市政桥梁等变形测量等 二级 0.5 3.0 地基基础设计为甲、乙级的建筑的变形测量；场地滑坡测量；重要管线、大型市政桥梁的变形测量；地下工程施工及运营中变形测量等 三级 1.5 10.0 地基基础设计为乙、丙级的建筑的变形测量；地表、道路及一般管线的变形测量；中小型市政桥梁的变形测量等 5) 5)部分主要检测和验收依据部分主要检测和验收依据5.1)5.1)检测依据：检测依据：建筑变形测量规范 JGJ 8 2007工程测量规范 GB 50026 - 2007建筑地基基础
5、设计规范 GB50007 - 2002建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-20095.2)5.2)验收依据：验收依据：民用建筑可靠性鉴定标准 GB 50292-1999危险房屋鉴定标准 JGJ 125-1999建筑地基基础检测规范 DBJ 15-60-2008钢结构工程施工质量验收标准GB 50205-20012. 2.变形控制测量变形控制测量2.12.1）一般规定）一般规定建筑变形测量基准点和工作基点的设置应符合下列规定：1建筑物沉降观测应设置高程基准点；2建筑位移和特殊变形观测应设置平面基准点，必要时应设置高程基准点；3当基准点离所测建筑距离较远致使变形测量作业不方便时，宜设置工作基
6、点。2.22.2）变形监测网的网点，宜分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设应）变形监测网的网点，宜分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设应符合下列要求符合下列要求（1 1）基准点）基准点 基准点为变形观测系统的基本控制点，是测定工作点和变形点的依据。基准点通常埋设在稳固的基岩上或变形区域以外，尽可能长期保存，稳定不动。每个工程一般应建立3个基准点。 为了达到基准点稳定的要求，可有两种方法： （2 2）工作点）工作点 工作点又称工作基点，它是基准点与变形观测点之间起联系作用的点。工作埋设在被研究对象附近，要求在观测期间保持点位稳定。（3 3）观测点）观测点 变形观测点是直接埋设在变形体上的
7、能反映建筑物变形特征的测量点，又称观测点，一般地设在建筑物内部。并根据测定它们的变化来判断这些建筑物的沉陷与位移。三、建筑物的沉降观测三、建筑物的沉降观测( (一一) )、概念、概念建筑物在施工期间及竣工后，由于自然条件即建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度、土壤的物理性质等的变化和建筑物本身的荷重、结构、型式及动荷载的作用，建筑物产生均匀或不均匀的沉降。建筑物沉降观测是通过采用相关等级及精度要求的水准仪，通过在建筑物上所设置的若干观测点定期观测相对于建筑物附近的水准点的高差随时间的变化量，获得建筑物实际沉降的变化或变形趋势，并判定沉降是否进入稳定期和是否存在不均匀沉降对建筑物的影响，建筑
8、物沉降观测应测定建筑及地基的沉降量、沉降差及沉降速度。1）沉降观测的目的）沉降观测的目的监测建筑物在垂直方向上的位移（沉降），以确保建筑物及其周围环境的安全。建筑物沉降观测应测定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。2 2）沉降观测原理沉降观测原理定期地测量观测点相对于稳定的水准点的高差以计算观测点的高程，并将不同时间所得同一观测点的高程加以比较，从而得出观测点在该时间段内的沉降量： 式中：i表示观测点点号；j表示观测期数。(二)沉降观测的几个主要参数和基本概念：高差的概念高差：两个地面点之间的高程差称为高差。水准点（BM）：水准点有永久性和临时性两
9、种。由测绘部门，按国家规范埋设和测定的已知高程的固定点，作为在其附近进行水准测量时的高程依据，叫永久水准点。)()1(jijiHHH （二）沉降观测高程基准点的布设和测量（二）沉降观测高程基准点的布设和测量1、基准点的布设要求、基准点的布设要求建筑沉降观测应设置基准点，当基准点离所测建筑距离较远时还可加设工作基点。对特级沉降观测的基准点数不应少于4个，其他级别沉降观测的基准点数不应少于3个，工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。基准点应设置在位置稳定，易于长期保存的地方，并应定期复测。基准点在建筑施工过程中12月复测一次，稳定后每季度或每半年复测一次
10、。当观测点测量成果出现异常，或测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，需及时进行复测，并对其稳定性进行分析。基准点的标石应埋设在基岩层或原状土层中，在建筑区内，点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。在建筑物内部的点位，标石埋深应大于地基土压缩层的深度。基准点和工作基点应避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方。( (三三) )、沉降观测点的布置方法与要求、沉降观测点的布置方法与要求1 1、沉降观测点的布置、沉降观测点的布置沉降观测点的位置以能全面反映建筑物地基变形特
11、征，并结合地质情况及建筑结构特点确定，点位宜选设在下列位置：建筑物的四角、核心筒四角、大转角处及沿外墙每1015处或每隔23根柱基上。高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。建筑物裂缝、后浇带和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊外、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。宽度大于等于15或小于15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。邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处。框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。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。重型设备基础和动
12、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。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。2 2、沉降观测标志的形式与埋设要求、沉降观测标志的形式与埋设要求沉降观测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。隐蔽式沉降观测点标志的型式，可按图1、图2、图3的
13、规格埋设。图窨井式标志 图盒式标志（适用于建筑物内部埋设，单位：mm） （适用于设备基础上埋设，单位：mm）图螺栓式标志 （适用于墙体上埋设，单位：mm）沉降观测点墙上标志观测点埋设观测点埋设观测点埋设观测点埋设沉降观测基准点沉降观测基准点（四）沉降观测方法与观测要求（四）沉降观测方法与观测要求沉降观测的周期和观测时间：沉降观测的周期和观测时间：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砌完后开始观测，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。民用高层建筑可每加高15层观测一次；工业建筑可按不同施工阶段（如
14、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23个月观测一次。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34次，第二年观测23次，第三年后每年1次，直至稳定为止。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，应立即进行逐日或23天一次的连续观测。（五）沉降是否进入稳
15、定阶段，有几种方法进行判断：（五）沉降是否进入稳定阶段，有几种方法进行判断： 对于一般观测工程，若沉降速度小于0.010.04mm/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。8）沉降观测的工作方式 “分级观测”方式。将沉降观测的布点分为三级：水准基点、工作基点和沉降观测点，沉降观测分两级进行：（1）水准基点工作基点；（2）工作基点沉降观测点。如果建筑物施工场地不大，则可不必分级观测，但水准点应至少布设3个，并选择其中最稳定的一个点作为水准基点。 ( (六六) ) 观测结果与结果判定观测结果与结果判定1、观测工作结束后，应提交下列成果：沉降观测成果表；沉降观测点位分布图；
16、工程平面位置图及基准点分布图；（荷载、时间、沉降量）曲线图（视需要提交）；建筑物等沉降曲线图（如观测点数量较少可不提交）；沉降观测分析报告。2、根据沉降量与时间关系曲线判定沉降是否进入稳定阶段。一般观测工程，若最后100d的沉降速率小于0.010.04/，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。(七)、实例沉降观测实例1、概况某住宅楼为三层结构，施工期间需对该楼进行六次沉降观测，布设沉降观测点共6个，具体点位布置见下图：2、检测仪器水准仪DS1型；2m精密铟钢水准标尺（两根）；3、现场观测 此次沉降观测采用仪器两次测高法进行观测；现场观测时，整个观测过程为一闭合回路；受现
17、场条件限制时，可使用适当的转点进行观测。4、原始记录整理每次观测结束后，应及时计算出每次观测后各个测点的相对高程，同时计算出各个测点的本次沉降量和累计沉降量。计算如下：、本次沉降本次高程-上次高程、累计沉降本次高程-首次高程六次沉降观测汇总结果见下表 沉 降 观 测 成 果 表 表3-45、观测结果总结、沉降量时间曲线图(S-t)取1#测点、2#测点、4#测点、6#测点为例，沉降量时间曲线图如下所示：0.001.002.003.004.005.006.007.008.002005.3.12005.3.162005.3.312005.4.162005.5.12005.5.16沉降量(mm)时间(
18、d)沉降量-时间曲线1#测点2#测点4#测点6#测点、沉降速率时间曲线图(V-t)取1#测点、2#测点、4#测点、6#测点为例，沉降速率时间曲线图如下所示：0.000000.020000.040000.060000.080000.100000.120000.140000.160000.180000.200002005.3.12005.3.162005.3.312005.4.162005.5.12005.5.16沉降速率(mm/d)时间(d)沉降速率时间曲线1#测点2#测点4#测点6#测点从沉降观测成果中可得，自2004年03月01日2004年05月16日, 该楼的平均沉降量为6.69mm，最大
19、沉降量为4#测点7.30mm，最小沉降量为6#测点6.19mm。最近一次平均沉降速率为0.0168mm/d，其中最近一次最大沉降速率为1#测点，最大值0.0233mm/d。 四、位移观测四、位移观测( (一一) )、概念、概念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
20、的差异沉降来间接确定。( (二二) )、观测点的布设与要求、观测点的布设与要求1 1、主体倾斜观测点位的布设、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1.52.0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 2、主体倾斜观测点位的标志设置、主体倾斜观测点位
21、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。不便埋设标志的塔形、圆形建筑物以及竖直构件，可以照准视线所切同高边缘认定的位置或用高度角控制的位置作为观测点位。位于地面的测站点和定向点，可根据不同的观测要求，采用带有强制对中设备的观测墩或混凝土标石。对于一次性倾斜观测项目，观测点标志可采用标记形式或直接利用符合位置与照准要求的建筑物特征部位；测站点可采用小标石或临时性标志。（三）（三）观测方法与观测要求观测方法与观测要求1 1、主体倾斜观测的方法、主体倾斜观测的方法 测定建筑物倾斜的方法有两类：一、直接测定法；二、间接推定（通过测量建筑物基础相对沉
22、降的方法来确定建筑物的倾斜）。（1 1）直接测定法）直接测定法1）投点法。观测时，应在底部观测点位置安置量测设施（如水平读数尺等）。在每测站安置经纬仪投影时，应按正倒镜法以所测每对上下观测点标志间的水平位移分量，按矢量相加法求得水平位移值（倾斜量）和位移方向（倾斜方向）。 对需要观测的建筑物，通常对建筑物的四个阳角进行倾斜观测，综合分析整栋建筑物的倾斜情况。 2）一般建筑倾斜观测 在轴线延长线上安仪器仪器距楼房距离1.5H楼顶外边上设置一固定小点(称高点)。 盘左、盘右将高点投到底部墙上,取中间点作好标志以后定期投测进行比较,量出位移量,计算倾斜度。经纬仪投点法示意图经纬仪投点法示意图盘左盘右
23、取中点aaH倾斜率（%）K= /Hb22baaab2）测水平角法。对塔形、圆形建筑物或构件，每测站的观测，应以定向点作为零方向，以所测各观测点的方向值和至底部中心的距离，计算顶部中心相对底部中心的水平位移分量。塔式建筑物倾斜观测：塔式建筑物倾斜观测： 在两互相垂直的轴线上对上下圆两外边缘进行投测，在两互相垂直的轴线上对上下圆两外边缘进行投测，取中点看是否重合，取中点看是否重合，若不重合则说明倾斜，若不重合则说明倾斜，根据偏差可计算倾斜度根据偏差可计算倾斜度。33( 8 )( 7 )( 6 )( 4 )( 5 )( 1 )( 2 )( 3 )7测 站 152161824测 站 21M42MhA
24、A1aa2aaAA hB方法2： 原理同法1，在两互相垂直的轴线上安置仪器，测上下两圆外边缘夹角，取平分角投点，看两点是否重合，不重合则倾斜，根据偏差计算倾斜度。yy1y2y1y2x1x2x1x2xOOxyABAB图图11-38 圆形建（构）筑物的倾斜观测圆形建（构）筑物的倾斜观测（七）实例倾斜观测实例一1、概况 某六层住宅楼，对该住宅楼的东、南、西、北四个楼角位置进行了倾斜测量。2、检测仪器 采用拓普康GPT-6002LP全站仪3、测量结果（1）倾斜测量成果说明 、所有点位的偏移量均为该楼最上面点相对于最下面点（勒脚处）沿南北向或东西向的偏移量。 、该楼楼角编号及楼角高度见下图所示：、倾斜测
25、量成果 倾斜测量成果五、裂缝观测五、裂缝观测裂缝由建筑物不均匀沉降产生裂缝观测与沉降观测同步进行，便于综合分析，及时采取措施，确保建筑物安全。建构筑物多处产生裂缝时进行裂缝观测。测定建筑物上的裂缝分布位置，裂缝走向、长度、宽度及其变化程度。观测数量视需要而定，主要的或变化大的裂缝应进行观测。观测周期视裂缝变化速度定。通常开始可半月测一次，以后一月左右测一次。裂缝加大时，增加观测次数，直至几天或逐日一次的连续观测。 （一（一) ) 裂缝观测标志裂缝观测标志统一编号裂缝。每条裂缝至少应布设两组观测标志，一组在裂缝最宽处，另一组在裂缝末端。每组观测标志由裂缝两侧各一个标志组成。观测标志具有可供量测的
26、明晰端面或中心。观测期较短或要求不高时，采用油漆平行标志或建筑胶粘帖的金属片标志；观测期较长时，采用嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志。要求较高、需要测出裂缝纵横向变化值时，采用坐标方格网板标志。裂缝观测标志裂缝观测标志白铁板白铁板图图11-41 建筑物的裂缝观测建筑物的裂缝观测（二（二) ) 裂缝观测的工具与方法裂缝观测的工具与方法数量不多，易于量测的裂缝，视标志型式的不同，用读数显微镜、比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具定期丈量标志间的距离求得裂缝变位值，或用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值；较大面积且不便于人工量测的众多裂缝，裂缝宽度数据应量取至0.1mm，每次观测应绘出裂缝的位置、形态和尺寸，注明日期，附必要的照片资料。 （三）裂缝观测的成果资料（三）裂缝观测的成果资料裂缝观测结束后，提供裂缝分布位置图、裂缝观测成果表、观测成果分析说明资料等。当建筑物裂缝与基础沉降同时观测时，可选择典型剖面绘制两者的关系曲线。 谢谢！
