建筑物变形观测与竣工测量

• 6.1.3知识链接 • 一、建筑物变形概述
• 1.建筑物变形观测的必要性 • 现在社会越来越发展，土地资源越来越紧张。为了充分利用有限的土
地资源，充分开发土地价值，高层和大型建筑越来越多。建筑正在向 高空和地下两个空间方向发展。也就是说，现在的高层建筑往往都要 在狭窄的场地上进行深基坑的垂直开挖和建筑的施工建设。在开挖和 施工过程中，由于受到深基坑土体自身的重力作用、建筑物本身以及 周围高大建筑物的影响，建筑物会发生不同程度的变形。不同程度的 变形会对建筑物产生不同程度的影响，严重的变形会对建筑物产生危 害。为了评估和保证建筑物的安全性，需要对建筑物进行变形观测。 • 2.建筑物的变形形式 • （1）基本形式。
• i=e/H(6.1) • 通常H是已知的，故只需测定e的大小，便可算出倾斜度的大小。为
了测定。，可在相互垂直的两个方向上且距建筑物不小于(1~1.5) H的地方设站。先用经纬仪瞄准A，再将视线投到B所在的水平面上， 则两个方向视线的交点即为A'。投测时应用正倒镜取中法。最后，用 钢尺直接量取A’与B的距离获得值。
• 水准点的高程须以永久性水准点为依据来精确测定。测定时应往返观 测，并经常检查有无变动。对于重要厂房和重要设备基础的观测，要 求能反映出1~2 mm的沉降量。因此，必须应用S1级以上精密水准 仪和精密水准尺进行往返观测，其观测的闭合差不应超过±0.6 mm，观测应在成像清晰、稳定的时间内进行。对于一般厂房建筑物， 精度要求可放宽些，可以使用四等水准测量的水准仪进行往返观测， 观测闭合差应不超过±1.4mm。
• 二、沉降变形的原因及对建筑物造成的危害
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学习单元1建筑物的沉降观测
• 在建筑施工过程中，随着荷载的不断增加，会使深基坑从负向受压变 为正向受压，并且受到建筑物自身荷重和周围建筑物的影响，不可避 免地会产生一定量的沉降。建筑物产生沉降是必然的，但不是所有的 沉降变形都会对建筑物产生危害。比如:匀速、缓慢的沉降，基本上 不会对建筑物产生危害。但是沉降不均匀、沉降速率过快及累计沉降 量过大等，会对建筑物的安全产生严重影响。造成的后果有:建筑物 发生倾斜、造成建筑物开裂甚至造成建筑物整体坍塌。因此，在建筑 施工过程中和建筑物最初交付的使用阶段，定期观测其沉降变化非常 必要。
• 二、案例分析与实施
• 1.设置水准点和观侧点 • 建筑物的沉降观测是根据埋设在建筑物附近的水准点进行的，所以水
准点的布设要把水准点的稳定、观测方便和精度要求综合起来考虑， 合理地埋设。为了相互校核并防止由于个别水准点的高程变动造成的 差错，一般要布设三个水准点，它们应埋设在受压、受震范围以外， 埋设深度在冻土线以下0.5 m，才能保证水准点的稳定性，但又不
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• 对于永久性基本水准点之间及其与工作水准基点间的高差，采用I等 精密水测量测定，路线闭合差调整后，算出各水准点的高程。
• 对于工作水准基点与观测点之间的高差，对于大型厂房、连续性生产 设备基础等，应采用且等精密水准测定。对于中、小型厂房和民用建 筑物，可采用批等水准测定。
• 二、可选工作手段
• 电子经纬仪，术桩，小铁钉，油漆，白灰，锤子，线绳，计算器，变 形观测相关表格，《建筑工程测量规范》等。
• 6.2.2案例示范 • 一、案例描述
• 1.工作任务
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学习单元2建筑物的倾斜观测
• 对图6.7中建筑物进行倾斜观测。已知建筑物的高度H=63m，根据 测设数据，对该建筑物的倾斜程度给出结论。
分所示。在曲线连接的过程中，应注意曲线的平滑处理。
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学习单元2建筑物的倾斜观测
• 6.2.1任务描述 • 一、工作任务
• (1)自选某发生倾斜变形的建筑物(如图6.6)进行观测; • (2)编制倾斜观测变形方案; • (3)根据已经确定好的变形观测工作方案，以小组为单位，利用电子
经纬仪独立完成倾斜观测工作。
• 2.可选工作手段 • 电子经纬仪，术桩，小铁钉，油漆，白灰，锤子，线绳，计算器，变
形观测相关表格，《建筑工程测量规范》等。
• 二、案例分析与实施
• 投点法:如图6.7所示，按设计要求，A、B应在同一铅垂线上。但由 于建筑物发生厂倾斜，A偏离了铅垂线一段距离A'B=e。设建筑物 的高度为H，则其倾斜度i可按下式计算，即:
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学习单元1建筑物的沉降观测
• 能离观测点太远(不应大于100m)，以便提高观测精度。 • 观测点的数目和位置应能全面反映建筑物沉降的情况，这与建筑物的
大小、荷重、基础形式和地质条件有关。建筑物、构筑物的沉降观测 点，应按设计图纸埋设。选点时，可参考以下事项: • (1)一般情况下，建筑物四角或沿外墙每隔10~15 m处或每隔 2~3根柱基上布置一个观测点; • (2)另外，在最容易变形的地方，如设备基础、柱子基础、裂缝或伸 缩缝两旁、基础形式改变处、地质条件改变处、高低层建筑物及建筑 物沉降缝两侧等，也应设立观测点; • (3)在一些用于研究等目的的，如需测定挠度的基础轴线上，也应设 观测点; • (4)对于烟囱、水塔和大型储藏罐等高耸构筑物的基础轴线的对称部 位，每一构筑物不得少于4个观测点。观测点的埋设要求稳固，通常 采用角钢、圆钢或铆钉作为观测点的标志，并分别埋设在砖墙上、钢 筋混凝土柱子上和设备基础上。 • 2.观侧时间、方法和精度要求
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• 施工过程中，一般在增加较大荷重前后，如基础浇灌、回填土、安装 柱子和屋架、砌筑砖墙、安装吊车、设备运转等，都要进行沉降观测。 当基础附近地面荷重突然增加，周围大量积水及暴雨后，或周围大量 挖方等均应观测，施工中如中途停工时间较长，应在停工时及复工前 进行观测。工程完工后应连续进行观测，观测时间的间隔可按沉降量 的大小及速度而定。开始时可每隔1~2月观测一次，以每次沉降量 在5~10 mm为限;否则，要增加观测次数。以后随着沉降速度的减 慢，再逐渐延长观测周期，直至沉降稳定为止。
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• 按照变形的最基本形式，可以将建筑物的变形分为两种:沉降变形和 水平变形。
• 沉降变形是建筑物高程（铅垂方向）上的变化；水平变形是建筑物在 某一平面上发生的变形。
• (2)其他形式。 • 由于上述两种变形以及其他因素的综合影响，还会产生其他形式的变
形，如倾斜变形、曲率变形、挠度等。 • 倾斜变形是建筑物整体偏离铅垂线的一种变形。 • 曲率变形是指地表倾斜的变化程度。建筑物位于正曲率(地表上凸)和
点号码。在曲线连接的过程中，应注意曲线的平滑处理。 • 这样就绘制出厂时间与沉降量关系曲线，如图6.5下半部分所示。
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• (2)绘制时间与荷载关系曲线。 • ①坐标系的绘制: • 首先，以荷载为纵轴，以时间为横轴，组成直角坐标系。 • ②观测点的绘制: • 再根据每次观测时间和相应的荷载标出各点。 • ③曲线的连接: • 将各点连接起来，即可绘制出时间与荷载关系曲线，如图6.5上半部
安平水准仪独立完成沉降观测工作。
• 二、可选工作手段
• 自动安平水准仪，电子经纬仪，术桩，小铁钉，油漆，白灰，锤子， 线绳，计算器，变形观测相关表格，《建筑工程测量规范》等。
• 6.1.2案例示范 • 一、案例描述
• 1.工作任务 • 按照测量规范及编制好的变形测量方案，对如图6.2所示的某民用高
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负曲率(地表下凹)的不同部位，其受力状态和破坏特征也不相同。前 者是建筑物中间受力大、两端受力小，甚至处于悬空状态。产生破坏 时，其裂缝为倒“八”字形，具体见图6.3(a) ;后者中间部位受力 小，两端处于支撑状态。产生破坏时，其裂缝为正“八”字形。挠度 是指结构构件的轴线或中面由于弯曲引起垂直于轴线或中面方向的线 的位移，具体见图6.3(b)。
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学习单元1建筑物的沉降观测
• 距建筑物20~100 m为宜。 • 对于民用建筑，在墙角和纵横墙交界处，周边每隔10~20m处均应
布点。当房屋宽度大于15m时，应在房屋内部纵轴线上和楼梯间布 点;对于工业建筑，应在房角、承重墙、柱子和设备基础上布点;对于 烟囱和水塔等，应在其四周均匀布设三个以上的观测点;基础四角及 拐角处，框架结构建筑物的每个(或两个)柱基上设一点;高、低层建 筑物及建筑物沉降缝两侧;基础形式或埋深不同处，不同结构分界处; 高耸建筑周边基础对称轴的特征点上均应布点。 • 图6.4为埋设在墙体上的观测点示意图。 • (二)建筑物变形观测 • 对建筑物进行沉降观测时，首先要确定观测时间和观测方法。 • 1.观侧方法 • 由于三角高程的测量精度较低，在沉降观测时应多采用水准测量的方 法。并且观测路线应组成闭合或附合水准路线。为了保证沉降观测的 精度，在路线的布设过程中，一般不允许出现支水准路线。在各种水 准路线间进行水准测量时，其要求的精度和使用的仪器也有所不同。
学习情境6建筑物变形观测与竣工测量
• 学习单元1 建筑物的沉降观测 • 学习单元2 建筑物的倾斜观测 • 学习单元3 建筑物的裂缝观测 • 学习单元4 建筑物的水平位移观测 • 学习单元5 竣工测量
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• 6.1.1任务描述 • 一、工作任务
• 进行某民用高层住宅变形方案的编制; • 设置如图6.1所示的沉降观测标志; • (3)根据已经确定好的变形观测工作方案，以小组为单位，利用自动
情况，头一年可每三个月测一次，以后每年一次，直至沉降稳定为止。 • 确定好观测方法和观测时间后，就可以按照既定方案进行观测，并记
录观测数据。在此期间如果发生建筑物的异常沉降现象，应做好记录 并及时向有关部门汇报，并按照有关意见进行处理。 • (三)观测成果的整理
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学习单元1建筑物的沉降观测
• 2.观测时间和周期 • 观测的时间安排应符合以下要求: • (1)埋设的观测点稳定后，做第一次观测; • (2)以后每增加一次较大的荷载(如浇灌基础、回填土、柱子和屋架
安装等)，长时间停工时和复工前以及暴雨过后等，均应观测一次; • (3)竣工后，应根据沉降量的大小来确定观测的时间间隔。若无特殊
• 每次观测结束后，应检查观测记录，计算路线闭合差。当闭合差不超 限时，将其反号平均分配，求出各观测点的高程。最后，将观测日期、 荷重大小和各观测点的高程等填人沉降量观测记录表，并算出各点的 “本次沉降量”和“累计沉降量”。同时，为了直观表达各点的下沉 情况及其与荷载的关系，还应绘制沉降和荷重曲线时间与沉降量关系 曲线和时间与荷载关系曲线。
• 3.沉降观侧的成果整理 • 沉降观测采用专用的外业手簿。每次观测结束后，应检查观测手簿中
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学习单元1建筑物的沉降观测
• 的记录数据和计算是否正确、精度是否符合要求。然后，把历次各观 测点的高程列入表6.1中，计算两次观测之间的沉降量和累计沉降量， 并注明观测日期和沉降一荷重一时间关系曲线图。
• (1)绘制时间与沉降量关系曲线。 • ①坐标系的绘制: • 以沉降量s为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。 • ②观测点的绘制: • 然后，以每次累积沉降量为纵坐标，以每次观测日期为横坐标，标出
沉降观测点的位置。 • ③曲线的连接: • 最后，用曲线将标出的各点连接起来，并在曲线的一端注明沉降观测
• 三、建筑物沉降变形观测程序
• 建筑物沉降变形观测的一般程序为:水准点与观测点的布设、施测和 成果整理。下面分别详细介绍建筑物沉降变形的一般程序。
• (一)水准点与观测点的布设 • 水准点包括工作水准点和永久性基本水准点两种。前者直接用作沉降
观测的后视点;后者则用于检查工作水准基点的稳定性。永久性基本 水准点应布设在沉降影响范围以外的稳定地点，并且三个为一组。工 作水准点应尽量布设在靠近建筑物而又受其沉降影响较小的地方，以
学习单元1建筑物的沉降观测
• 层住宅进行沉降观测。 • 具体任务: • (1)要求定期观测; • (2)记录沉降数据; • (3)对建筑物沉降情况进行分析，绘制沉降变形曲线，并给出结论。 • 2.可选工作手段 • 自动安平水准仪，电子经纬仪，木桩，小铁钉，油漆，白灰，锤子，
线绳，计算器，变形观测相关表格，《建筑工程测量规范》等。