《建筑工程测量》项目十二--建筑物的变形观测.ppt

建建 筑筑 工工 程程 测测 量量使用规范说明使用规范说明【项目导读】【项目导读】在建筑物的建造和使用期间，由于建筑物基础的地质构造不均匀，土在建筑物的建造和使用期间，由于建筑物基础的地质构造不均匀，土壤的物理性质不同，大气温度变化，土基的弹性变形，建筑物本身的荷壤的物理性质不同，大气温度变化，土基的弹性变形，建筑物本身的荷重，建筑物的结构形式及动荷载（如风力、震动）等的作用，建筑物将重，建筑物的结构形式及动荷载（如风力、震动）等的作用，建筑物将发生沉降、倾斜、裂缝和位移等变形现象。这种变形在一定范围内可视发生沉降、倾斜、裂缝和位移等变形现象。这种变形在一定范围内可视为正常现象，但超过某一限度就会影响建筑物的正常使用，严重时会危为正常现象，但超过某一限度就会影响建筑物的正常使用，严重时会危及建筑物的安全。及建筑物的安全。因此，在建筑物施工过程中和运营使用期间，必须对建筑物的变形状因此，在建筑物施工过程中和运营使用期间，必须对建筑物的变形状态进行监测，即变形观测。本项目将介绍变形监测的主要内容：沉降观态进行监测，即变形观测。本项目将介绍变形监测的主要内容：沉降观测、倾斜观测、裂缝观测和位移观测。测、倾斜观测、裂缝观测和位移观测。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务一任务一 建筑物的沉降观测建筑物的沉降观测任务目标任务目标 了解建筑物变形观测的内容与要求；掌握建筑物沉降观测的方法。了解建筑物变形观测的内容与要求；掌握建筑物沉降观测的方法。相关知识相关知识 一、建筑物变形观测的内容与要求一、建筑物变形观测的内容与要求 建筑物变形观测是对建筑的地基、基础、上部结构及其他场地受各建筑物变形观测是对建筑的地基、基础、上部结构及其他场地受各种作用力而产生的形状或位置变化进行观测，并对观测结果进行处理和种作用力而产生的形状或位置变化进行观测，并对观测结果进行处理和分析的工作。变形观测的主要内容有沉降观测、倾斜观测、裂缝观测和分析的工作。变形观测的主要内容有沉降观测、倾斜观测、裂缝观测和位移观测。位移观测。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 二、建筑物的沉降观测二、建筑物的沉降观测 建筑物的沉降观测是测定高层建筑物、重要厂房的柱基和主要设备基建筑物的沉降观测是测定高层建筑物、重要厂房的柱基和主要设备基础，连续性生产和受震动较大的设备基础，人工加固的地基或地下水位础，连续性生产和受震动较大的设备基础，人工加固的地基或地下水位较高的建筑物等的基础沉降和上部结构沉降的工作。较高的建筑物等的基础沉降和上部结构沉降的工作。建筑物的沉降观测主要采用水准测量的方法，将埋设在建筑物周围的建筑物的沉降观测主要采用水准测量的方法，将埋设在建筑物周围的高程基准点作为后视点，以布设在建筑物上的沉降观测点作为前视点，高程基准点作为后视点，以布设在建筑物上的沉降观测点作为前视点，定期测量沉降观测点的高程，从沉降观测点的高程变化中了解建筑物的定期测量沉降观测点的高程，从沉降观测点的高程变化中了解建筑物的上升或下沉情况。上升或下沉情况。（一）沉降观测点（一）沉降观测点 沉降观测点的布设应能全面反映建筑及地基变形特征，并顾及地质情沉降观测点的布设应能全面反映建筑及地基变形特征，并顾及地质情况及建筑结构特点。况及建筑结构特点。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务实施任务实施 任务之前在学校选择一个建筑物任务之前在学校选择一个建筑物A，本任务就是对该建筑物，本任务就是对该建筑物A进行沉进行沉降观测。降观测。步骤步骤1 高程基准点的布设与观测高程基准点的布设与观测 各小组在该建筑物各小组在该建筑物A附近埋设多个高程基准点（要求不少于附近埋设多个高程基准点（要求不少于3个），个），以便互相检核。以便互相检核。高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。根据点位所在处的不同地址条件，可选用浅埋钢管水准标石和混凝土普根据点位所在处的不同地址条件，可选用浅埋钢管水准标石和混凝土普通水准标石。在建筑区内，其点位与邻近建筑物的距离应大于建筑基础通水准标石。在建筑区内，其点位与邻近建筑物的距离应大于建筑基础最大宽度的最大宽度的2倍，其埋深应大于邻近建筑基础的深度，高程基准点也可以倍，其埋深应大于邻近建筑基础的深度，高程基准点也可以选择在基础深且稳定的建筑上，如图选择在基础深且稳定的建筑上，如图12-1所示。所示。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明图图1-1 1-1 市政给水系统供给小区用水示意图市政给水系统供给小区用水示意图项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 步骤步骤2 沉降观测点的布设沉降观测点的布设 根据建筑物沉降点的布设位置要求，在建筑物根据建筑物沉降点的布设位置要求，在建筑物A的四周布设一些沉降的四周布设一些沉降观测点，如图观测点，如图12-2所示。所示。沉降观测点布设的数量和位置，应能全面正确地反映建筑物的沉降情沉降观测点布设的数量和位置，应能全面正确地反映建筑物的沉降情况。况。图图12-2 沉降观测点布置图沉降观测点布置图项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 承重墙沉降观测点采用一端焊接一铆头，另一端埋入承重墙内，用承重墙沉降观测点采用一端焊接一铆头，另一端埋入承重墙内，用1 2水泥砂浆填实，如图水泥砂浆填实，如图12-3（a）所示。）所示。柱沉降观测点采用钢筋，一端弯成向上的直钩，一端埋入柱内，如柱沉降观测点采用钢筋，一端弯成向上的直钩，一端埋入柱内，如图图12-3（b）所示。）所示。图图12-3 承重墙和柱沉降观测点的构造承重墙和柱沉降观测点的构造项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 基础上的沉降观测点通常是将铆钉或钢筋埋入混凝土中，如图基础上的沉降观测点通常是将铆钉或钢筋埋入混凝土中，如图12-4所所示。示。图图12-4 基础观测点埋设基础观测点埋设项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 步骤步骤3 建筑物沉降观测建筑物沉降观测 1沉降观测周期和时间沉降观测周期和时间 2观测方法与要求观测方法与要求 步骤步骤4 沉降观测的成果整理沉降观测的成果整理 每次观测结束后，应及时整理和检查外业观测数据，计算路线闭合差。每次观测结束后，应及时整理和检查外业观测数据，计算路线闭合差。当闭合差不超限时，则将闭合差按测站平均分配，然后计算各沉降观测当闭合差不超限时，则将闭合差按测站平均分配，然后计算各沉降观测点的高程，并将数据记入表点的高程，并将数据记入表12-3中。中。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明表表12-3 沉降观测的成果表沉降观测的成果表项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 根据表根据表12-3绘制沉降和荷载曲线，如图绘制沉降和荷载曲线，如图12-4所示。所示。1-荷载与观测时间荷载与观测时间的曲线图，的曲线图，2-观测点观测点1的累计沉降量与时间的曲线图，的累计沉降量与时间的曲线图，3-观测点观测点2的累计的累计沉降量与时间的曲线图。沉降量与时间的曲线图。图图12-4 沉降观测曲线图沉降观测曲线图项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务二任务二 建筑物的倾斜观测建筑物的倾斜观测任务目标任务目标 熟悉建筑物倾斜观测的内容，熟练掌握建筑物倾斜观测的方法。熟悉建筑物倾斜观测的内容，熟练掌握建筑物倾斜观测的方法。相关知识相关知识 一、建筑物的倾斜观测一、建筑物的倾斜观测 测定建筑物顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的测定建筑物顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度、倾斜方向及倾斜速率的工作称为建筑物的倾斜观测。倾斜度、倾斜方向及倾斜速率的工作称为建筑物的倾斜观测。在建筑物外部观测时，测站点的点位应选在与倾斜方向上成正交的方在建筑物外部观测时，测站点的点位应选在与倾斜方向上成正交的方向线上，距照准目标向线上，距照准目标2倍目标高度的固定位置。当利用建筑内部竖向通道倍目标高度的固定位置。当利用建筑内部竖向通道观测时，可将通道底部中心点作为测站点。观测时，可将通道底部中心点作为测站点。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务实施任务实施 任务之前选择一个已经建好的建筑物（如教学楼），本任务就是运用任务之前选择一个已经建好的建筑物（如教学楼），本任务就是运用所学的知识对该建筑物进行倾斜观测。所学的知识对该建筑物进行倾斜观测。步骤步骤1 在建筑物在建筑物A的同一竖直面上设置上、下两个观测点，分别记的同一竖直面上设置上、下两个观测点，分别记为为M点、点、N点。在该竖直面的地面延长线上，距离建筑物点。在该竖直面的地面延长线上，距离建筑物A水平距离大于水平距离大于建筑物高度的建筑物高度的B点上架设经纬仪，对中整平，如图点上架设经纬仪，对中整平，如图12-5所示。这样，所示。这样，M、N和和B三点就处于同一竖直面上，如果建筑物倾斜，则三点就处于同一竖直面上，如果建筑物倾斜，则MN连线随之倾斜。连线随之倾斜。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明图图12-5 倾斜观测示意图倾斜观测示意图项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明 步骤步骤2 参照图参照图12-5，转动照准部，用经纬仪盘左位置将望远镜瞄准，转动照准部，用经纬仪盘左位置将望远镜瞄准M点，拧紧水平制动螺旋，向下转动望远镜瞄准点，拧紧水平制动螺旋，向下转动望远镜瞄准N点，得到一个点（由于点，得到一个点（由于建筑物倾斜，此点与建筑物倾斜，此点与N点存在偏差），做好标记。点存在偏差），做好标记。同理，用盘右位置测得一个点，取两点的中点位置，得同理，用盘右位置测得一个点，取两点的中点位置，得 点。点。步骤步骤3 当当 和和N点不重合时，则说明建筑物产生倾斜。点不重合时，则说明建筑物产生倾斜。和和N点之间的点之间的水平距离水平距离d1即为建筑物的倾斜值。若建筑物的高度为即为建筑物的倾斜值。若建筑物的高度为H，则建筑物的倾，则建筑物的倾斜度为：斜度为：步骤步骤4 一般高层建筑物都应分别在相互垂直的两个墙面上进行，参一般高层建筑物都应分别在相互垂直的两个墙面上进行，参照步骤照步骤1、2和和3，观测另一个竖直面的倾斜值，观测另一个竖直面的倾斜值d2和倾斜度，则两个方向和倾斜度，则两个方向的总倾斜值为：的总倾斜值为：项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务三任务三 建筑物的裂缝观测建筑物的裂缝观测任务目标任务目标 熟悉建筑物裂缝观测的内容，熟练掌握建筑物裂缝观测的方法。熟悉建筑物裂缝观测的内容，熟练掌握建筑物裂缝观测的方法。相关知识相关知识 一、裂缝观测一、裂缝观测 当挠度（建筑的基础、上部结构或构件等在弯矩作用下因挠曲引起的当挠度（建筑的基础、上部结构或构件等在弯矩作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移）过大时，建筑物会由于剪切破坏产生裂缝，这时垂直于轴线的线位移）过大时，建筑物会由于剪切破坏产生裂缝，这时除增加沉降观测次数外，还应进行裂缝观测。通过对建筑物的裂缝和沉除增加沉降观测次数外，还应进行裂缝观测。通过对建筑物的裂缝和沉降观测，分析其产生裂缝的根源以及对建筑物使用安全的影响因素，及降观测，分析其产生裂缝的根源以及对建筑物使用安全的影响因素，及时采取有效措施加以处理。时采取有效措施加以处理。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务实施任务实施 在学校任意选择一栋存在裂缝的建筑物，准备好仪器对该建筑物进行在学校任意选择一栋存在裂缝的建筑物，准备好仪器对该建筑物进行裂缝观测。裂缝观测。步骤步骤1 制作观测标志制作观测标志 如图如图12-6所示，在建筑物裂缝处用两片白铁皮，一片为边长为所示，在建筑物裂缝处用两片白铁皮，一片为边长为150 mm左右的正方形铁片，固定在裂缝的一侧；另一片为左右的正方形铁片，固定在裂缝的一侧；另一片为50 mm200 mm的长方形铁片，固定在裂缝的另一侧，并使其中的一部分紧贴在正方形的长方形铁片，固定在裂缝的另一侧，并使其中的一部分紧贴在正方形铁皮上，然后在两片铁皮上涂上红色油漆。铁皮上，然后在两片铁皮上涂上红色油漆。步骤步骤2 裂缝观测裂缝观测 当裂缝继续发展时，两片涂油红漆的铁皮随着裂缝加宽逐渐被拉开，当裂缝继续发展时，两片涂油红漆的铁皮随着裂缝加宽逐渐被拉开，在固定的正方形铁皮上就会露出原来的底色，其宽度即为裂缝增加的宽在固定的正方形铁皮上就会露出原来的底色，其宽度即为裂缝增加的宽度，可用直尺直接量取。度，可用直尺直接量取。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明图图12-5 倾斜观测示意图倾斜观测示意图项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务四任务四 建筑物的位移观测建筑物的位移观测任务目标任务目标 熟悉建筑物位移观测的内容，熟练掌握建筑物位移观测的方法。熟悉建筑物位移观测的内容，熟练掌握建筑物位移观测的方法。相关知识相关知识一、位移观测一、位移观测 根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间变化的工作，称为位移根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间变化的工作，称为位移观测，其观测目的是为了确定建筑物平面位移的大小和方向。建筑物位观测，其观测目的是为了确定建筑物平面位移的大小和方向。建筑物位移可能是任意方向的，也可能发生在某一特定方向。移可能是任意方向的，也可能发生在某一特定方向。项目十二 建筑物的变形观测使用规范说明使用规范说明任务考核任务考核 在学校任意选择一栋建筑物，准备好仪器对该建筑物进行位移观测。在学校任意选择一栋建筑物，准备好仪器对该建筑物进行位移观测。步骤步骤1 设置控制点和观测点设置控制点和观测点 如果建筑物发生位移的方向已知，则只在此方向上进行观测即可。如如果建筑物发生位移的方向已知，则只在此方向上进行观测即可。如图图12-7所示，在该方向上设置所示，在该方向上设置A、B、C三个控制点和观测点三个控制点和观测点M点，可用点，可用红油漆在墙上涂三角符号做标志。红油漆在墙上涂三角符号做标志。项目十二 建筑物的变形观测图图12-7 建筑物位移观测建筑物位移观测使用规范说明使用规范说明 步骤步骤2 位移观测位移观测 将经纬仪架设于将经纬仪架设于 A点，用测回法观测点，用测回法观测 的角值，设第一次观测角值为的角值，设第一次观测角值为，第二次观测角值为，第二次观测角值为，两者之差，两者之差 ，则建筑物的水平位移值，则建筑物的水平位移值为：为：式中式中 =206265；DA、M两点之间的水平距离。两点之间的水平距离。项目十二 建筑物的变形观测 谢 谢