? 每个工程师都应该懂的建筑变形观测(沉降、倾斜、裂缝、位移观测)--成都合利达测绘有限公司

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每個工程師都應該懂的建筑變形觀測(沉降、傾斜、裂縫、位移觀測)

發布時間: 2016-12-21 16:33   1437 次瀏覽

建筑變形觀測起了什么作用?

為保證建筑物在施工、使用和運行中的安全,以及為建筑物的設計、施工、管理及科學研究提供可靠的資料,在建筑物施工和運行期間,需要對建筑物的穩定性進行觀測,這種觀測稱為建筑物的變形觀測。

建筑物變形觀測包括哪些內容?

建筑物沉降觀測

建筑物傾斜觀測

建筑物裂縫觀測

建筑物位移觀測

建筑物的沉降觀測

建筑物沉降觀測是用水準測量的方法,周期性地觀測建筑物上的沉降觀測點和水準基點之間的高差變化值。

1.水準基點的布設

水準基點是沉降觀測的基準,因此水準基點的布設應滿足以下要求:

(1)要有足夠的穩定性  水準基點必須設置在沉降影響范圍以外,冰凍地區水準基點應埋設在冰凍線以下0.5m。

(2)要具備檢核條件  為了保證水準基點高程的正確性,水準基點***少應布設三個,以便相互檢核。

(3)要滿足一定的觀測精度  水準基點和觀測點之間的距離應適中,相距太遠會影響觀測精度,一般應在100m范圍內。

2.沉降觀測點的布設

進行沉降觀測的建筑物,應埋設沉降觀測點,沉降觀測點的布設應滿足以下要求:

(1)沉降觀測點的位置  沉降觀測點應布設在能全面反映建筑物沉降情況的部位,如建筑物四角,沉降縫兩側,荷載有變化的部位,大型設備基礎,柱子基礎和地質條件變化處。

(2)沉降觀測點的數量  一般沉降觀測點是均勻布置的,它們之間的距離一般為10~20m。

(3)沉降觀測點的設置形式 。


3.沉降觀測

(1)觀測周期

        1)當埋設的沉降觀測點穩固后,在建筑物主體開工前,進行******次觀測。

        2)在建(構)筑物主體施工過程中,一般每蓋1~2層觀測一次。如中途停工時間較長,應在停工時和復工時進行觀測。

        3)當發生大量沉降或嚴重裂縫時,應立即或幾天一次連續觀測。

        4)建筑物封頂或竣工后,一般每月觀測一次,如果沉降速度減緩,可改為2~3個月觀測一次,直至沉降穩定為止。

(2)觀測方法

        觀測時先后視水準基點,接著依次前視各沉降觀測點,***后再次后視該水準基點,兩次后視讀數之差不應超過±1mm。

       沉降觀測的水準路線(從一個水準基點到另一個水準基點)應為閉合水準路線。

(3)精度要求

沉降觀測的精度應根據建筑物的性質而定。

        1)多層建筑物的沉降觀測,可采用DS3水準儀,用普通水準測量的方法進行,其水準路線的閉合差不應超過

             (n為測站數)。

        2)高層建筑物的沉降觀測,則應采用DS1精密水準儀,用二等水準測量的方法進行,其水準路線的閉合差不應超過: 

(4)工作要求

        沉降觀測是一項長期、連續的工作,為了保證觀測成果的正確性,應盡可能做到四定:

1)固定觀測人員

2)使用固定的水準儀和水準尺

3)使用固定的水準基點

4)按固定的實測路線和測站進行


4.沉降觀測的成果整理

(1)整理原始記錄

       每次觀測結束后,應檢查記錄的數據和計算是否正確,精度是否合格,然后,調整高差閉合差,推算出各沉降觀測點的高程,并填入“沉降觀測表”中。

(2)計算沉降量

       1)計算各沉降觀測點的本次沉降量:

本次沉降量=本次觀測所得的高程-上次觀測所得的高程

       2)計算累積沉降量:

累積沉降量=本次沉降量+上次累積沉降量

        將計算出的沉降觀測點本次沉降量、累積沉降量和觀測日期、荷載情況等記入“沉降觀測表”中。 

(3)繪制沉降曲線 

        沉降曲線分為兩部分,即時間與沉降量關系曲線和時間與荷載關系曲線。

1)繪制時間與沉降量關系曲線

        首先,以沉降量s為縱軸,以時間t為橫軸,組成直角坐標系。

       然后,以每次累積沉降量為縱坐標,以每次觀測日期為橫坐標,標出沉降觀測點的位置。

       ***后,用曲線將標出的各點連接起來,并在曲線的一端注明沉降觀測點號碼,這樣就繪制出了時間與沉降量關系曲線。

2)繪制時間與荷載關系曲線

       首先,以荷載為縱軸,以時間為橫軸,組成直角坐標系。

       再根據每次觀測時間和相應的荷載標出各點,將各點連接起來,即可繪制出時間與荷載關系曲線。


建筑物的傾斜觀測

       用測量儀器來測定建筑物的基礎和主體結構傾斜變化的工作,稱為傾斜觀測。

1.一般建筑物主體的傾斜觀測

       建筑物主體的傾斜觀測,應測定建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值,再根據建筑物的高度,計算建筑物主體的傾斜度,即

       式中  i——建筑物主體的傾斜度;

       ?D——建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值(m);

         H——建筑物的高度(m);

        α——傾斜角(°)。

        傾斜測量主要是測定建筑物主體的偏移值ΔD。偏移值ΔD的測定一般采用經緯儀投影法。 

經緯儀投影法,觀測方法如下:

(1)將經緯儀安置在固定測站上,該測站到建筑物的距離,為建筑物高度的1.5倍以上。瞄準建筑物X墻面上部的觀測點M,用盤左、盤右分中投點法,定出下部的觀測點N。用同樣的方法,在與X墻面垂直的Y墻面上定出上觀測點P和下觀測點Q。M、N和P、Q即為所設觀測標志。

(2)隔一段時間后,在原固定測站上,安置經緯儀,分別瞄準上觀測點M和P,用盤左、盤右分中投點法,得到N′和Q′。如果,N與N′、Q與Q′不重合,說明建筑物發生了傾斜。

(3)用尺子,量出在X、Y墻面的偏移值ΔA、ΔB,然后用矢量相加的方法,計算出該建筑物的總偏移值ΔD,即:

        根據總偏移值ΔD和建筑物的高度H即可計算出其傾斜度i。


2.圓形建(構)筑物主體的傾斜觀測

對圓形建(構)筑物的傾斜觀測,是在互相垂直的兩個方向上,測定其頂部中心對底部中心的偏移值。 

       (1)在煙囪底部橫放一根標尺,在標尺中垂線方向上,安置經緯儀,經緯儀到煙囪的距離為煙囪高度的1.5倍。

       (2)用望遠鏡將煙囪頂部邊緣兩點A、A′及底部邊緣兩點B、B′分別投到標尺上,得讀數為y1、y1′及y2、y2′。煙囪頂部中心O對底部中心O′在y方向上的偏移值Δy為:


       (3)用同樣的方法,可測得在x方向上,頂部中心O的偏移值Δx為:


        (4)用矢量相加的方法,計算出頂部中心O對底部中心O′的總偏移值ΔD,即

根據總偏移值ΔD和圓形建(構)筑物的高度H即可計算出其傾斜度i。

 另外,亦可采用激光鉛垂儀或懸吊錘球的方法,直接測定建(構)筑物的傾斜量。


3.建筑物基礎傾斜觀測

建筑物的基礎傾斜觀測一般采用精密水準測量的方法,定期測出基礎兩端點的沉降量差值Δh,在根據兩點間的距離L,即可計算出基礎的傾斜度:                                                                          

對整體剛度較好的建筑物的傾斜觀測,亦可采用基礎沉降量差值,推算主體偏移值。

用精密水準測量測定建筑物基礎兩端點的沉降量差值Δh,在根據建筑物的寬度L和高度H,推算出該建筑物主體的偏移值ΔD,即

建筑物的裂縫觀測

 當建筑物出現裂縫之后,應及時進行裂縫觀測,常用的裂縫觀測方法有兩種。

1.石膏板標志

用厚10mm,寬約50~80mm的石膏板(長度視裂縫大小而定),固定在裂縫的兩側。當裂縫繼續發展時,石膏板也隨之開裂,從而觀察裂縫繼續發展的情況。

2.白鐵皮標志

(1)用兩塊白鐵皮,一片取150mm×150mm的正方形,固定在裂縫的一側。

(2)另一片為50mm×200mm的矩形,固定在裂縫的另一側,使兩塊白鐵皮的邊緣相互平行,并使其中的一部分重疊。

(3)在兩塊白鐵皮的表面,涂上紅色油漆。

(4)如果裂縫繼續發展,兩塊白鐵皮將逐漸拉開,露出正方形上,原被覆蓋沒有油漆的部分,其寬度即為裂縫加大的寬度,可用尺子量出。

建筑物位移觀測

根據平面控制點測定建筑物的平面位置隨時間而移動的大小及方向,稱為位移觀測。

 位移觀測首先要在建筑物附近埋設測量控制點,再在建筑物上設置位移觀測點。


位移觀測的方法有以下兩種:

1.角度前方交會法

2.基準線法

建筑變形觀測起了什么作用?

為保證建筑物在施工、使用和運行中的安全,以及為建筑物的設計、施工、管理及科學研究提供可靠的資料,在建筑物施工和運行期間,需要對建筑物的穩定性進行觀測,這種觀測稱為建筑物的變形觀測。

建筑物變形觀測包括哪些內容?

建筑物沉降觀測

建筑物傾斜觀測

建筑物裂縫觀測

建筑物位移觀測

建筑物的沉降觀測

建筑物沉降觀測是用水準測量的方法,周期性地觀測建筑物上的沉降觀測點和水準基點之間的高差變化值。

1.水準基點的布設

水準基點是沉降觀測的基準,因此水準基點的布設應滿足以下要求:

(1)要有足夠的穩定性  水準基點必須設置在沉降影響范圍以外,冰凍地區水準基點應埋設在冰凍線以下0.5m。

(2)要具備檢核條件  為了保證水準基點高程的正確性,水準基點***少應布設三個,以便相互檢核。

(3)要滿足一定的觀測精度  水準基點和觀測點之間的距離應適中,相距太遠會影響觀測精度,一般應在100m范圍內。

2.沉降觀測點的布設

進行沉降觀測的建筑物,應埋設沉降觀測點,沉降觀測點的布設應滿足以下要求:

(1)沉降觀測點的位置  沉降觀測點應布設在能全面反映建筑物沉降情況的部位,如建筑物四角,沉降縫兩側,荷載有變化的部位,大型設備基礎,柱子基礎和地質條件變化處。

(2)沉降觀測點的數量  一般沉降觀測點是均勻布置的,它們之間的距離一般為10~20m。

(3)沉降觀測點的設置形式 。


3.沉降觀測

(1)觀測周期

        1)當埋設的沉降觀測點穩固后,在建筑物主體開工前,進行******次觀測。

        2)在建(構)筑物主體施工過程中,一般每蓋1~2層觀測一次。如中途停工時間較長,應在停工時和復工時進行觀測。

        3)當發生大量沉降或嚴重裂縫時,應立即或幾天一次連續觀測。

        4)建筑物封頂或竣工后,一般每月觀測一次,如果沉降速度減緩,可改為2~3個月觀測一次,直至沉降穩定為止。

(2)觀測方法

        觀測時先后視水準基點,接著依次前視各沉降觀測點,***后再次后視該水準基點,兩次后視讀數之差不應超過±1mm。

       沉降觀測的水準路線(從一個水準基點到另一個水準基點)應為閉合水準路線。

(3)精度要求

沉降觀測的精度應根據建筑物的性質而定。

        1)多層建筑物的沉降觀測,可采用DS3水準儀,用普通水準測量的方法進行,其水準路線的閉合差不應超過

             (n為測站數)。

        2)高層建筑物的沉降觀測,則應采用DS1精密水準儀,用二等水準測量的方法進行,其水準路線的閉合差不應超過: 

(4)工作要求

        沉降觀測是一項長期、連續的工作,為了保證觀測成果的正確性,應盡可能做到四定:

1)固定觀測人員

2)使用固定的水準儀和水準尺

3)使用固定的水準基點

4)按固定的實測路線和測站進行


4.沉降觀測的成果整理

(1)整理原始記錄

       每次觀測結束后,應檢查記錄的數據和計算是否正確,精度是否合格,然后,調整高差閉合差,推算出各沉降觀測點的高程,并填入“沉降觀測表”中。

(2)計算沉降量

       1)計算各沉降觀測點的本次沉降量:

本次沉降量=本次觀測所得的高程-上次觀測所得的高程

       2)計算累積沉降量:

累積沉降量=本次沉降量+上次累積沉降量

        將計算出的沉降觀測點本次沉降量、累積沉降量和觀測日期、荷載情況等記入“沉降觀測表”中。 

(3)繪制沉降曲線 

        沉降曲線分為兩部分,即時間與沉降量關系曲線和時間與荷載關系曲線。

1)繪制時間與沉降量關系曲線

        首先,以沉降量s為縱軸,以時間t為橫軸,組成直角坐標系。

       然后,以每次累積沉降量為縱坐標,以每次觀測日期為橫坐標,標出沉降觀測點的位置。

       ***后,用曲線將標出的各點連接起來,并在曲線的一端注明沉降觀測點號碼,這樣就繪制出了時間與沉降量關系曲線。

2)繪制時間與荷載關系曲線

       首先,以荷載為縱軸,以時間為橫軸,組成直角坐標系。

       再根據每次觀測時間和相應的荷載標出各點,將各點連接起來,即可繪制出時間與荷載關系曲線。


建筑物的傾斜觀測

       用測量儀器來測定建筑物的基礎和主體結構傾斜變化的工作,稱為傾斜觀測。

1.一般建筑物主體的傾斜觀測

       建筑物主體的傾斜觀測,應測定建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值,再根據建筑物的高度,計算建筑物主體的傾斜度,即

       式中  i——建筑物主體的傾斜度;

       ?D——建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值(m);

         H——建筑物的高度(m);

        α——傾斜角(°)。

        傾斜測量主要是測定建筑物主體的偏移值ΔD。偏移值ΔD的測定一般采用經緯儀投影法。 

經緯儀投影法,觀測方法如下:

(1)將經緯儀安置在固定測站上,該測站到建筑物的距離,為建筑物高度的1.5倍以上。瞄準建筑物X墻面上部的觀測點M,用盤左、盤右分中投點法,定出下部的觀測點N。用同樣的方法,在與X墻面垂直的Y墻面上定出上觀測點P和下觀測點Q。M、N和P、Q即為所設觀測標志。

(2)隔一段時間后,在原固定測站上,安置經緯儀,分別瞄準上觀測點M和P,用盤左、盤右分中投點法,得到N′和Q′。如果,N與N′、Q與Q′不重合,說明建筑物發生了傾斜。

(3)用尺子,量出在X、Y墻面的偏移值ΔA、ΔB,然后用矢量相加的方法,計算出該建筑物的總偏移值ΔD,即:

        根據總偏移值ΔD和建筑物的高度H即可計算出其傾斜度i。


2.圓形建(構)筑物主體的傾斜觀測

對圓形建(構)筑物的傾斜觀測,是在互相垂直的兩個方向上,測定其頂部中心對底部中心的偏移值。 

       (1)在煙囪底部橫放一根標尺,在標尺中垂線方向上,安置經緯儀,經緯儀到煙囪的距離為煙囪高度的1.5倍。

       (2)用望遠鏡將煙囪頂部邊緣兩點A、A′及底部邊緣兩點B、B′分別投到標尺上,得讀數為y1、y1′及y2、y2′。煙囪頂部中心O對底部中心O′在y方向上的偏移值Δy為:


       (3)用同樣的方法,可測得在x方向上,頂部中心O的偏移值Δx為:


        (4)用矢量相加的方法,計算出頂部中心O對底部中心O′的總偏移值ΔD,即

根據總偏移值ΔD和圓形建(構)筑物的高度H即可計算出其傾斜度i。

 另外,亦可采用激光鉛垂儀或懸吊錘球的方法,直接測定建(構)筑物的傾斜量。


3.建筑物基礎傾斜觀測

建筑物的基礎傾斜觀測一般采用精密水準測量的方法,定期測出基礎兩端點的沉降量差值Δh,在根據兩點間的距離L,即可計算出基礎的傾斜度:                                                                          

對整體剛度較好的建筑物的傾斜觀測,亦可采用基礎沉降量差值,推算主體偏移值。

用精密水準測量測定建筑物基礎兩端點的沉降量差值Δh,在根據建筑物的寬度L和高度H,推算出該建筑物主體的偏移值ΔD,即

建筑物的裂縫觀測

 當建筑物出現裂縫之后,應及時進行裂縫觀測,常用的裂縫觀測方法有兩種。

1.石膏板標志

用厚10mm,寬約50~80mm的石膏板(長度視裂縫大小而定),固定在裂縫的兩側。當裂縫繼續發展時,石膏板也隨之開裂,從而觀察裂縫繼續發展的情況。

2.白鐵皮標志

(1)用兩塊白鐵皮,一片取150mm×150mm的正方形,固定在裂縫的一側。

(2)另一片為50mm×200mm的矩形,固定在裂縫的另一側,使兩塊白鐵皮的邊緣相互平行,并使其中的一部分重疊。

(3)在兩塊白鐵皮的表面,涂上紅色油漆。

(4)如果裂縫繼續發展,兩塊白鐵皮將逐漸拉開,露出正方形上,原被覆蓋沒有油漆的部分,其寬度即為裂縫加大的寬度,可用尺子量出。

建筑物位移觀測

根據平面控制點測定建筑物的平面位置隨時間而移動的大小及方向,稱為位移觀測。

 位移觀測首先要在建筑物附近埋設測量控制點,再在建筑物上設置位移觀測點。


位移觀測的方法有以下兩種:

1.角度前方交會法

2.基準線法