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1、第9章 变形观测及竣工测量,第一节 建筑物变形观测概述第二节 高程控制与沉降观测第三节 建筑物的倾斜观测第四节 建筑物的裂缝与位移观测第五节 竣工总平面图的编绘本 章 小 结,河南建筑职业技术学院,第一节 建筑物变形观测概述,由于各种因素的影响，建筑物及其设备的运营过程中，都会产生变形，这种变形在一定限度之内，应认为是正常的现象，但如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和运营期间，必须对它进行变形观测。一、 建筑物产生变形的原因建筑物变形主要是由两方面的原因引起的。,河南建筑职业技术学院,1客观原因自然条件及其变化，即建筑物地基地质构造
2、的差别；土壤的物理性质的差别；大气温度；地下水位的升降及其对基础的侵蚀；土基的塑性变形；附近新建工程对地基的扰动；建筑结构与型式，建筑荷载；运转过程中的风力，振动等荷载的作用。,河南建筑职业技术学院,2.主观原因过量地抽取地下水后，土壤固结，引起地面沉降；地质钻探不够充分，未能发现废河道、墓穴等；设计有误，对地基土的特性认识不足，对土的承载力与荷载估算不当，结构计算差错等；施工质量差；施工方法有误；软基处理不当引起地面沉降和位移。,河南建筑职业技术学院,二、 建筑物变形观测的分类,1.沉降类1）建筑物沉降观测；2）基坑回弹观测；3）地基土分层沉降观测；4）建筑场地沉降观测。,2.位移类1）建筑
3、物主体倾斜观测；2）建筑物水平位移观测；3）裂缝观测；4）挠度观测；5）日照变形观测；6）风振观测；7）建筑场地滑坡观测,河南建筑职业技术学院,三、建筑物变形测量的定义、任务及其目的,1.定义变形观测就是测定建筑物、构筑物及其地基在建筑荷载和外力作用下随时间而变形的工作。2.任务变形观测通过周期性地对观测点进行重复观测，从而求得其在两个观测周期内的变量。3.目的变形观测的目的是为了监测建筑物的安全运营，延长其使用寿命，发挥其最大效益；以及检验建筑物设计与施工的合理性，为科学研究提供依据。,河南建筑职业技术学院,四、建筑物变形测量的基本要求,建筑物变形测量应能确切反映建筑物、构筑物及其场地的实际
4、变形程度或变形趋势，并以此作为确定作业方法和检验成果质量的基本要求。测量开始前，应根据变形类型、测量目的、任务要求以及测区条件进行施测方案的设计。施测方案要与拟测变形的类型范围、大小及变形灵敏程度相适应。测量方法与测量工具的选择，主要取决于测量精度。,河南建筑职业技术学院,而测量精度则需根据变形值与变形速度来决定，如观测的目的是为了确保建筑物的安全，使变形值不超过某一允许的数值，则观测的中误差应小于允许变形值的1/101/20。例如，设计部门允许某大楼顶点的允许偏移值为120mm，以其1/20作为观测中误差，则观测精度为m =6mm。如果观测目的是为了研究其变形过程，则中误差应比这个数小得多。
5、通常，从实用目的出发，对建筑物的观测应能反映12mm的沉降量。,河南建筑职业技术学院,五、建筑物变形测量实施的程序与要求,1.建立观测网按照测定沉降或位移的要求，分别选定测量点，测量点可分为控制点和观测点（变形点），埋设相应的标石，建立高程网和平面网，亦可建立三维网。高程测量亦采用测区原有的高程系统，平面测量可采用独立坐标系统。,河南建筑职业技术学院,2.变形观测按照确定的观测周期与总次数，对观测网进行观测。变形观测的周期，应以能系统反映所测变形的变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则。一般在施工过程中观测频率应大些，周期可以是三天、七天、半月等，到了竣工投产以后，频率可小一些，一般有一个月、两个
6、月、三个月、半年及一年等周期。除了按周期观测以外，在遇到特殊情况时，有时还要进行临时观测。3.成果处理对周期的观测成果应及时处理，进行平差计算和精度评定。对重要的监测成果应进行变形分析，并对变形趋势作出预报。,河南建筑职业技术学院,六、 建筑物变形测量等级和精度要求,建筑变形测量按不同的工程要求分为四个等级，其等级划分及精度要求列入表9-l。,河南建筑职业技术学院,注：1 观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量相邻观测点相对高差中误差；2 观测点坐标中误差，系指观测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差、坐标差中误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误差、建筑物
7、（或构件）相对底部定点的水平位移分量中误差。,河南建筑职业技术学院,第二节 高程控制与沉降观测,随着建筑物修建，建筑物的基础和地基所承受的荷载不断增加，从而引起基础及其四周地层变形，而建筑物本身因基础变形及外部荷载与内部应力的作用，也要发生沉降。这种沉降在一定范围内，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，严重的还会危及建筑物的安全。为了建筑物的安全使用，研究变形的原因和规律，为建筑物的设计、施工、管理和科学研究提供可靠的资料，在建筑物的施工和运行管理期间需要进行建筑物的沉降观测。建筑物的沉降观测应按照沉降产生的规律进行，并在高程控制网的基础上进行。,河南建筑职业技术学院,一、
8、高程控制网点与沉降观察点的布设,1. 高程控制网点的布设高程控制网点分为水准基点和工作基点。水准基点是确认固定不动且作为沉降观测的高程基准点。水准基点应埋设在建筑物变形影响范围之外不受施工影响的基岩层或原状土层中，地质条件稳定，附近没有震动源的地方。在建筑区内，与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑物基础的深度。,河南建筑职业技术学院,水准点标石规格与埋设应符合建筑变形测量规程要求，点的个数一般不少于3个。对于一些特大工程，如大型水坝等，基准点距变形点较远，无法根据这些点直接对变形点进行观测，所以还要在变形点附近相对稳定的地方，设立一些可以利用来直接对变形点
9、进行观测的点作为过渡点，这些点称为工作基点。测定总体变形的工作基点，当按两个层次布网观测时，使用前应利用基准点或检核点对其进行稳定性检测。测定区段变形的工作基点可直接用作起算点。,河南建筑职业技术学院,根据地质条件的不同，高程基准点(包括工作基点)可采用深埋式或浅埋式水准点。深埋式是通过钻孔埋设在基岩上，浅埋式的基础与一般水准点相同。点的顶部均设有半球状的不锈钢或铜质标志。当基准点与工作基点之间需要进行连接时应布设联系点。沉降监测网一般是将水准基点布设成闭合水准路线或符合水准路线；通常使用DS05或DS1型精密水准仪，用光学测微器法施测。对精度要求较低的也可用中丝读数法施测。监测网应经常进行检
10、核。,河南建筑职业技术学院,2. 高程控制网的观测技术要求,1）对特级、一级沉降观测，应使用DSZ05或DS05型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对二级沉降观测，应使用DS1或DS05型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法观测；对三级沉降观测，可使用DS3型仪器、区格式木质标尺，按中丝读数法观测，亦可使用DS1、DS05型仪器、因瓦合金标尺，按光学测微法观测。2）各等级观测中，每周期的观测线路数，可根据所选等级精度和使用的仪器类型确定。3）各等级水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度，应符合表9-2的规定4）各等级水准观测的限差应符合表9-3的规定。5）使用的水准仪、水准标尺，项目开始
11、前应进行检验，项目进行中也应定期检验。,河南建筑职业技术学院,河南建筑职业技术学院,0.1,0.07,0.15,0.3,0.2,0.45,1.0,0.7,1.5,3.0,2.0,4.5,河南建筑职业技术学院,图9-1 沉降观测点埋设（单位：mm）,河南建筑职业技术学院,3. 沉降观测点的布设,观测点是设立在变形体上、能反映其变形特征的点。观测点的位置和数量应根据地质情况、支护结构形式、基坑周边环境和建筑物（或构筑物）荷载等情况而定；点位埋设合理，就可全面、准确地反映出变形体的沉降情况。建筑物上的观测点可设在建筑物四角、大转角、沿外墙间隔1015m布设，在柱上每隔23根柱设一点。烟囱、水塔、电视
12、塔、工业高炉、大型储藏罐等高耸构筑物可在基础轴线对称部位设点，每一构筑物不得少于4个点。,河南建筑职业技术学院,在裂缝或沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基和天然地基的接壤处、新旧建筑物或高低建筑物的交接处两侧以及重型设备基础的四角等也应设立观测点。观测点应埋设稳固，不易遭破坏，能长期保存。观测点的高度、朝向等要便于立尺和观测。锁口梁、设备基础上的观测点，可将直径20mm的铆钉或钢筋头（上部锉成半球状）埋设于混凝土中作为标志（图9-1a）。墙体上或柱子上的观测点，可将直径20mm的钢筋按图13-1b,c的形式设置。,河南建筑职业技术学院,二、 沉降观测,1.沉降观测周期和观测时间的确定沉降
13、观测的周期应根据建筑物（构筑物）的特征、变形速率、观测精度和工程地质条件等因素综合考虑，并根据沉降量的变化情况适当调整。深基坑开挖时，锁口梁会产生较大的水平位移，沉降观测周期应较短，一般每隔12天观测一次；浇筑地下室底板后，可每隔34天观测一次，至支护结构变形稳定。当出现暴雨、管涌、变形急剧增大时，要加密观测。,河南建筑职业技术学院,建筑物主体结构施工阶段的观测应随施工进度及时进行。一般建筑可在基础完工后或地下室砌完后开始观测，大型、高层建筑可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高15层观测一次；工业建筑可按不同施工阶段（如回填基坑、安装
14、柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等）分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的25、50、75和100时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间可每隔23个月观测一次。,河南建筑职业技术学院,建筑物使用阶段的观测次数应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，一般情况下可在第一年观测35次，第二年观测23次，第三年后每年1次，直至稳定为止。观测期限一般不少于如下规定：砂土地基2年；膨胀土地基3年；粘土地基5年；软土地基10年。在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。,河南建筑职业技
15、术学院,当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或几天一次的连续观测。沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。对重点观测和科研观测工程，若最后三个周期观测中每周期沉降量不大于2倍测量中误差，可认为已进入稳定阶段。一般观测工程，若沉降速度小于0.010.04mm/d，可认为已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。,河南建筑职业技术学院,2. 沉降观测方法,沉降观察点首次观测的高程值是以后各次观测用以比较的依据，如果首次观测的高程精度不够或存在错误，不仅无法补测，而且会造成沉降观测的矛盾现象。因此必须提高初测精度，应在同期进行两次观测后取平均值。
16、沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一水准基点）应形成闭合线路。与一般水准测量相比，不同的是视线长度较短，一般不大于25m，一次安置仪器可以有几个前视点。每次观测应记载施工进度、增加荷载量、仓库进货吨位、气象、建筑物倾斜裂缝等各种影响沉降变化和异常的情况。,河南建筑职业技术学院,3. 沉降观测的成果整理,1）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“沉降观测表”中（表9-4）。2）计算沉降量 计算内容和方法如下： (1）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=本次观测所得的高程上次观测所得的高程 (2）计算累积沉降量：累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量将计算出的沉降观测点本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载情况等记入“沉降观测表”中（表9-4）。,
