1、建筑物的变形观测建筑物的变形观测主要内容主要内容一一.概概 述述二二.建筑物的沉降观测建筑物的沉降观测三三.建筑物水平的位移观测建筑物水平的位移观测 四四.建筑物的倾斜观测建筑物的倾斜观测五五.建筑物的裂缝观测和挠度观测建筑物的裂缝观测和挠度观测一一.概概 述述1.建筑物的变形观测建筑物的变形观测:主要就是对建筑物（构筑物）以主要就是对建筑物（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。变形现象进行的测量工作。2.变形产生的原因：变形产生的原因：一是自然条件及其变化（如地质一是自然条件及其变化（如地质水文），二是建筑
2、物本身相联系的原因（如建筑物水文），二是建筑物本身相联系的原因（如建筑物本身荷载）；本身荷载）；3.变形分类：变形分类：静态变形和动态变形；静态变形和动态变形；4.变形观测的任务：变形观测的任务：周期性地对观测点进行重复观测，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。求得其在两个观测周期内的变化量。5.建筑物的变形观测的分级：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，各等级精度要求见下表按不同的工程要求分为四个等级，各等级精度要求见下表变形测量等级垂直位移测量垂直位移测量水平位移测量水平位移测量适用范围适用范围变形点变形点的高程的高程中误差中误差（mm） 相邻
3、变形相邻变形 点的高差点的高差中误差中误差（mm）变形点变形点的点位的点位中误差中误差（mm）一级一级0.30.11.5变形特别敏感的高层、高耸建、构筑变形特别敏感的高层、高耸建、构筑物、精密工程设施、地下管线等物、精密工程设施、地下管线等二级二级0.50.33.0变形比较敏感的高层、高耸建、构筑变形比较敏感的高层、高耸建、构筑物、重要工程设施、地下管线、物、重要工程设施、地下管线、隧道拱顶下沉、结构收敛等隧道拱顶下沉、结构收敛等三级三级1.00.56.0一般性高层、高耸构筑物、地下管线一般性高层、高耸构筑物、地下管线等等四级四级2.01.012.0观测精度要求低的建、构筑物、地下观测精度要求
4、低的建、构筑物、地下管线等管线等 二二.建筑物的沉降观测建筑物的沉降观测 u建筑物受地下水位升降、荷载的作用及地震等的影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。u沉降观测通常采取水准测量的方法。沉降观测通常采取水准测量的方法。u沉降观测的高程依据是沉降观测的高程依据是水准基点水准基点，即在水准基点高，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程不变的前提下，定期地测出变形点相对于水
5、准基点的高差，并求出其高程，将不同周期的高程加以点的高差，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比较，即可得出变形点高程变化的大小及规律。水基准点水基准点：是沉降观测的基准，应是沉降观测的基准，应埋设在建筑物变形影响围之外，距埋设在建筑物变形影响围之外，距开挖边线开挖边线50m50m之外，按二、三等水之外，按二、三等水准点规格埋石，个数不少于准点规格埋石，个数不少于3 3个个1.水准基点及其布设水准基点及其布设v基准点：基准点：用来定期检查工作基点的稳定的参考点称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、地质条为基准点；基准点
6、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；宜少于三个；v工作基点：工作基点：直接用来测定沉降观测点的参考点称为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；引测和观测沉降观测点的地方；v基准点基准点和和工作基点工作基点应联成水准路线，构成沉降观测应联成水准路线，构成沉降观测的高程控制网。的高程控制网。2.2.基准点的布设基准点的布设 基准点是沉降观测的基准，因此基准点的布设应基准点是沉降观测的基准，因此基准
7、点的布设应满足以下要求：满足以下要求：v要有足够的稳定性：要有足够的稳定性：基准点必须设置在沉降影响范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围以外，冰冻地区基准点应埋设在冰冻线以下0.5m。v要具备检核条件：要具备检核条件：为了保证基准点高程的正确性，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。基准点最少应布设三个，以便相互检核。v要满足一定的观测精度：要满足一定的观测精度：基准点和观测及基基准点和观测及基 点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在一般应在100m范围内。范围内。沉降观测基准
8、点沉降观测基准点3.沉降观测点的布设沉降观测点的布设 v沉降观测点的位置 沉降观测点应布设在能全面反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。础和地质条件变化处。v沉降观测点的数量 一一般沉降观测点是均匀布置的，般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为它们之间的距离一般为1020m。v沉降观测点的设置形式 如图所示。如图所示。沉降观测点的布设1.1.深基坑支护结构观测点埋设在锁口架上，一般深基坑支护结构观测点埋
9、设在锁口架上，一般20m 20m 埋设一个埋设一个, ,在支在支护的转角处和距基坑很近的原建筑物应加密观测点。护的转角处和距基坑很近的原建筑物应加密观测点。2.2.建筑物在建筑物四角沿外墙间隔建筑物在建筑物四角沿外墙间隔10151015米处布设，在柱上每隔米处布设，在柱上每隔2323根根柱设一个点。柱设一个点。3.3.圆形构筑物在基础轴线对称部位设点，不少于四个点。圆形构筑物在基础轴线对称部位设点，不少于四个点。4.4.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。不同高度建筑交接处
10、，新旧建筑物交接处。4.4.建筑物的沉降观测建筑物的沉降观测1.1. 沉降观测的周期沉降观测的周期（1 1）基准点应在建筑物基坑开挖前布）基准点应在建筑物基坑开挖前布设，并与已知水准点联测。设，并与已知水准点联测。（2 2）观测点埋设稳定后，应与基准点）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联测两次，作为沉降观测数据处理基础。基础。（3 3）施工过程中）施工过程中深基坑开挖时深基坑开挖时 12天天 出现暴雨，管涌应加密出现暴雨，管涌应加密浇筑地下室底扳后浇筑地下室底扳后 34天天建筑物主体施工建筑物主体施工 12层层 结构封顶后结构封顶后 3个月个月竣工投入使用竣工投入使用
11、 3个月个月 直至沿体稳定直至沿体稳定观测周期观测周期5.观测方法观测方法 l观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测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，两次后视读数之差点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过不应超过1mm。l沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水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。准基点）应为闭合水准路线。6.精度要求精度要求 沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。v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）。v高
12、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）。n0 . 2n0 . 1精度要求：精度要求：一般建筑物能反映一般建筑物能反映 2 mm 重要建筑物能反映重要建筑物能反映 1 mm 精密工程能反映精密工程能反映 0.2 mmuDS 分别为分别为“大地大地”和和“水准仪水准仪”的汉语拼音第一个字母，通常的汉语拼音第一个字母，通常书写省略字母书写省略字母D。其后。其后05”、“1”、“2”、“3“等数字表示该仪器的等数字表示该仪器的精度。精度。DS2级、级、DS3级水准仪又称为普通水准仪，用于我国国家三、级水准仪又称为普通水准仪
13、，用于我国国家三、四等水准及普通水准测量，四等水准及普通水准测量，DS05级和级和DS1级水准仪称为精密水准仪，级水准仪称为精密水准仪，用于国家一、二等精密水准测量用于国家一、二等精密水准测量u精度等级精度等级（每公里往返中测量的误差每公里往返中测量的误差） DS05 0.5mm DS1 1mm DS2 2mm DS3 3mm 7.工作要求工作要求 沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证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：观测成果的正确性，应尽可能做到四定：l 固定观测人员；固定观测人员；l 使用固定的水准仪和水准尺；使用固定的水准仪和水准尺；l 使用
14、固定的水准基点；使用固定的水准基点；l 按固定的实测路线和测站进行按固定的实测路线和测站进行。8.沉降观测的成果整理沉降观测的成果整理 u 整理原始记录整理原始记录 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，并填入程，并填入 “沉降观测表沉降观测表”中。中。u计算沉降量计算沉降量 l计算各沉降观测点的本次沉降量：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沉降观测点的本次沉降量=本次观测所得的高程上次观本次观测所得的高程
15、上次观测所得的高程测所得的高程l计算累积沉降量：计算累积沉降量： 累积沉降量累积沉降量=本次沉降量本次沉降量+上次累积沉降量上次累积沉降量l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、荷载等情况填入测日期、荷载等情况填入 “沉降观测表沉降观测表”中。中。观观测测次次数数观测时间观测时间各观测点的沉降情况各观测点的沉降情况施工进施工进展情况展情况荷载荷载情况情况/ /（t/mt/m2 2）123高程高程/m/m本次本次下沉下沉/mm/mm累积下沉累积下沉/mm/mm高程高程/m/m本次本次下沉下沉/mm/mm累积下沉累积下沉/m
16、m/mm11998.02.1040.3540040.37300上一层楼板上一层楼板203.2240.350-4-440.368-5-5上三层楼板上三层楼板45304.1740.345-5-940.365-3-8上五层楼板上五层楼板65405.1240.341-4-1340.361-4-12上七层楼板上七层楼板75506.0640.338-3-1640.357-4-16上九层楼板上九层楼板85607.3140.334-4-2040.352-5-21主体完主体完115709.3040.331-3-2340.348-4-25竣工竣工812.0640.329-2-2540.347-1-26使用使用91
17、999.02.1640.327-2-2740.346-1-271005.1040.326-1-2840.344-2-291108.1240.325-1-2940.343-1-301212.2040.3250-2940.3430-30备注：此栏应说明点位草图、水准点号码及高程、其他备注：此栏应说明点位草图、水准点号码及高程、其他沉降观测记录表沉降观测记录表工程名称：工程名称：XX 工程工程 记录：记录： 计算：计算： 校核：校核：9. 绘制沉降曲线绘制沉降曲线 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。 2001200220
18、033579113579110408010012010203040F/(t/m2)s/mmt时间（年、月）121 1、测角前方交会、测角前方交会利用经纬仪分别在已知点利用经纬仪分别在已知点A和和B上测出上测出角角和角和角，根据下列公式可以算出点，根据下列公式可以算出点P的坐标。的坐标。三三. 建筑物水平位移观测建筑物水平位移观测 前方交会点前方交会点P中的点位误差计算公式：中的点位误差计算公式：m为测角中误差为测角中误差 为测量常数（为测量常数（ =206265）D 为为A,B之间距离之间距离2.视准线法视准线法点点A、B是视准线的两个基准点（端点），是视准线的两个基准点（端点），d1 、d2
19、、 d3 为水平位移监测点。观测时将经纬仪置于为水平位移监测点。观测时将经纬仪置于A 点，点，将仪器照准将仪器照准B点，将水平制动装置制动。竖直方向点，将水平制动装置制动。竖直方向转动经纬仪望远镜，分别转至转动经纬仪望远镜，分别转至d1 , d2 , d3 三个点附三个点附近，用小钢尺等工具分别量取水平位移监测点近，用小钢尺等工具分别量取水平位移监测点d1 , d2 , d3 至至AB这条视准线的距离。根据前后两次这条视准线的距离。根据前后两次量取的距离，得出这段时间内水平位移量量取的距离，得出这段时间内水平位移量四四.建筑物的倾斜观测建筑物的倾斜观测 l倾斜观测倾斜观测: :用测量仪器来测定
20、建筑物的基础和主体结构倾斜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。变化的工作。l原因：原因：地基承载力不均匀、建筑物体型复杂形成不同荷载及地基承载力不均匀、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受外力风荷载、地震等影响引起基础的不均匀沉降。l表示方法：表示方法：一般用倾斜率一般用倾斜率i值来衡量建筑物的倾斜程度值来衡量建筑物的倾斜程度 。 HaHi tan式中：式中： a倾斜角倾斜角直接利用经纬仪投点法测量直接利用经纬仪投点法测量Hai 圆形建（构）筑物主体的倾斜观测圆形建（构）筑物主体的倾斜观测 对圆形建（构）筑物的对圆形建（构）筑物的倾斜观测
21、，是在互相垂直的倾斜观测，是在互相垂直的两个方向上，测定其顶部中两个方向上，测定其顶部中心对底部中心的偏移值。心对底部中心的偏移值。 yy1y2y1y2x1x2x1x2xOOxyABAB222211yyyyy 222211xxxxx 用矢量相加的方法，计用矢量相加的方法，计算出顶部中心算出顶部中心O对底部中心对底部中心O的总偏移值的总偏移值D，即，即 22yxD )(arctan1HD五五.建筑物的裂缝观测和挠度观测建筑物的裂缝观测和挠度观测一、裂缝观测一、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：裂缝观测
22、方法有以下三种：l石膏板标志石膏板标志l白铁皮标志白铁皮标志 l金属棒标志金属棒标志1、石膏板标志、石膏板标志 用厚用厚10mm，宽约，宽约5080mm的石膏板（长度视裂的石膏板（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，从而观察裂缝继续发展的情时，石膏板也随之开裂，从而观察裂缝继续发展的情况。况。石膏板石膏板2、利用白铁皮标志建筑物的裂缝观测、利用白铁皮标志建筑物的裂缝观测l用两块白铁皮，一片取用两块白铁皮，一片取150mm150mm的正方形，固定在的正方形，固定在裂缝的一侧。裂缝的一侧。l另一片为另一片为50m
23、m200mm的矩形，固定在裂缝的另一侧，使的矩形，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。两块白铁皮的边缘相互平行，并使其中的一部分重叠。l在两块白铁皮的表面，涂上红色油漆。在两块白铁皮的表面，涂上红色油漆。l如果裂缝继续发展，两块白铁皮将逐渐拉开，露出正方形上，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。用尺子量出。白铁板白铁板 3、金属棒标志、金属棒标志 在发生裂缝变形的墙体内埋设间距为在发生裂缝变形的墙体内埋设间距为l钢筋，若裂缝钢筋
24、，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。两金属棒的间距并比较，即可获得裂缝的变化情况。 l二、挠度观测二、挠度观测l挠度：挠度：指建指建(构构)筑物或其构件在水平方向或竖直方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曲，高耸建筑物会产生侧向弯曲 。 l测定建筑物构件受力后产生弯曲变形的工作称为挠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。度观测。l挠度是通过测量观测点的沉降量来计算的挠度是通过测量观测点的沉降量来计算的。 )()(ACBAAABessLLLssF 观测点间的距离；观测点间的距离； 观测点的沉降量。观测点的沉降量。CBAsss、BALL 、
