山东理工大学图书馆沉降观测方案设计.doc

山东理工大学图书馆沉降观测方案设计

中国地质大学（武汉）题题目目中国地质大学（武汉）中国地质大学（武汉）北区综合楼沉降观测方案北区综合楼沉降观测方案学院信息工程学院专业测绘工程学生姓名指导教师摘要随着我国改革开放的不断深入和经济建设的飞速发展，各种建筑物及重点工程不断出现。

这些建筑物在施工和运营过程中，由于地质条件和土壤性质的不同、地下水位和大气温度的变化、建筑物荷载和外力作用等影响，使其在施工和使用过程中，会产生一定的变形，当这种变形在一定限度内时可认为属正常现象，但超过了一定的范围就会影响其正常使用并危及建筑物自身及人身的安全。

因此需要对施工中的重要建筑物和已发现变形的建筑物进行变形观测，掌握其变形量、变形发展趋势和规律，以便一旦发现对建筑物不利的变形可以及时采取加固措施，以确保建筑物的施工安全和使用安全。

本次设计采用三等水准测量的方法对我校图书馆的沉降变化进行了实验研究，阐述了北区综合楼沉降观测的等级和所达到的技术指标，研究了建筑物沉降观测点的布设原则，以及在特定条件下如何进行基准点的选择与埋设及基准点、观测点的外业观测和内业计算。

同时，提出了具体的一些预防沉降的措施，用以指导建筑物的设计、施工和已有建筑物的健康维护。

主要成果有（1）依据北区综合楼所处位置及周围控制点分布情况，合理地选择了对图书馆沉降及其变形进行观测的基准点和工作基点，并与已知控制点进行联测，得到了基础数据，建立了沉降观测网，为进一步进行多周期观测做好了准备条件，具有现实意义。

（2）对各沉降观测点进行了周期性的观测，并得出了相应的数据，通过理论分析，论证了北区综合楼在近期的沉降变化情况及其稳定性，验证了有关建筑地基、结构设计的理论和设计参数的准确性与可靠性。

（3）运用Microsoft Excel 电子表格处理软件代替传统手工进行沉降观测数据的整理、计算和汇总。

（4）研究变形规律，预报变形趋势，为安全性诊断提供依据，最后提出了建筑物不均匀沉降的防治措施。

目录摘要I 目录Ⅱ第一章第一章引引言言.1 1.1 课题的目的和意义1 1.2 变形观测研究近期的进展3 1.3 本课题的研究目标、方法和内容7 第二章变形观测的基本理论.8 2.1 引起变形的原因分析8 2.2 类型划分、观测方法及特点8 2.3 监测网参考基准的选取与统一10 2.4 建筑物变形观测的实施过程12 2.5 观测成果的整理与分析13 2.6 反馈调整，确保安全14 第三章北区综合楼降观测方案设

计. 15 3.1 中国地质大学（武汉）北区综合楼概况. 15 3.2 变形观测点的布设. 15 3.2.1 沉降观测点的布设16 3.2.2 基准点的设置18 3.3 观测周期及频率的确定. 19 3.4 观测方法和精度要求. 19 3.4.1

三、四等水准测量相关规范和方法. 20 3.4.2 沉降观测各等级观测的技术指标. 23 3.5 三等水准测量中应注意的问题.

24 3.6 沉降观测的成果整理. 25 第四章测量数据处理及成果整理分析. 28 4.1 已知控制点分布图及三维坐标数据28 4.2 基准网的测量及平差计算29 4.2.1 引点联测30 4.2.2 各基准点高程计算31 4.3 基准点的检核34 4.4 沉降观测点各期观测数据整理分析35 第五章不均匀沉降对建筑物的影响及防治措施. 39 5.1 不均匀沉降对建筑物的影响39 5.2 建筑措施39 5.3 结构措施42 5.4 施工措施45 结论.

47 参考文献48 致谢及声明49 第一章引言 1.1 课题的目的和意义

一、问题的提出变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间和空间域中的变化。

变形体的变形在一定范围内是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。

自然界的变形危害现象很普遍，如地震、滑坡、岩崩、地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。

建筑在软土地基上的建（构）筑物，人们对其结构和地质条件等环境因素精心设计、研究，在施工或运营过程中，仍然产生倾斜、裂缝，影响安全使用，更有甚者倒塌或自行实施爆破销毁。

例如苏州虎丘塔，原名云岩寺塔，建于公元961 年（宋朝），距今1040 年有余。

全塔七层，高47.5m，塔底直径13.66m，呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。

1961 年国务院将其列为全国重点文物保护单位。

1980 年，虎丘塔因向东北方向严重倾斜（塔顶离中心垂线2.31m，倾斜角2°47 02“，倾斜值0.0486 大于建筑地基基础设计规范0.006 这个允许值的8 倍），塔底座处发生多处裂缝，成为危险建筑而停止开放，称为中国的“比萨斜塔”。

相比之下，加拿大特朗斯康谷仓（平面呈矩形，长度59.4m，宽度23.47m ，高度31.00m，容积36368m3。

谷仓圆筒仓，每排13 个，5 排，总计65 个圆筒仓组成，1911 年谷仓开始施工）却没有这么幸运，它1913 年秋完工，谷仓自重20000t，相当于装满谷物后总重的42.5。

1913 年9 月起，往此谷仓装谷物，仔细装载，均匀分布。

10 月，当谷仓装了31822 m3 谷物时，发现谷仓下沉，一小时沉降达30.5cm ，结构物向西倾斜，并在24 小时整

座谷仓迅速倾倒，倾斜度离垂线达27°，谷仓西端下沉了8.8m，东端上抬1.5m。

人们不禁要问如何保证建筑物的质量采用什么样的手段监控建筑物的质量采取什么样的措施确保建筑物的安全为此，变形监测的首要目的是要掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要的信息。

本文通过对建筑物沉降变形观测的方案设计进行系统的研究，取得了部分可用于工程实践的成果。

本次设计的目的是结合我校图书馆沉降观测方案设计，掌握变形监测方案的整个设计及观测、分析过程，对变形分析在工程建设及安全保障中的应用做进一步的深入了解。

二、课题的意义改革开放以来，我国工程建设方面同其他领域一样在改革发展，在搞活经济的带动下，整体上取得了较好的业绩，人民居住条件进一步改善。

随着我国建筑事业的发展，各种高层建筑、超高层建筑等复杂的建筑物应运而生。

但是在当前，地基不均匀沉降、墙体渗水、屋面渗水、管道漏水、下水道堵塞不畅等质量通病仍然存在，有些已建住宅的上述情况还十分严重。

这些问题的存在就对建筑物的质量及安全保证提出了更高及更加严格的要求，如何及时发现潜在问题并进行有