建筑物变形观测讲义

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1、建筑物变形观测讲义讲课：马骉高工单位：东南大学交通学院时间：2009年9月-29-变形观测概述一、变形观测发展概况工程建设，已经有数千年的历史了。15世纪初，世界上首次变形观测。19世纪初，人们开始对建筑物变形给以极大关切，一些国家开始对建筑物进行沉陷和水平位移观测，并成立了一些专业的研究机构。我国目前也很重视对大型工程建筑物的变形观测。目前国际、国内变形观测工作对象主要有：工程建筑物（包括高层建筑、工业与民用建筑、桥梁、隧道、水工建筑物、古建筑等）的变形；地壳变形等研究的主要课题有：变形观测方

2、案的优化设计、对观测值的评价和筛选、变形测量结果的几何分析和变形原因的解释等。下面简单介绍一下我国变形观测的发展情况。1）变形观测的方法和手段目前国内变形观测的主要方法仍是常规的大地测量方法：即用经纬仪测角、用测距仪或铟钢尺测距、用精密水准仪测高。二十世纪八十年代以来，新的观测方法不断出现：（1）利用地面摄影测量方法作变形观测。（2）三维变形监测网已用于大坝变形观测。（3）非大地测量方法和一些专用仪器也越来越多地应用在变形观测中。（4）GPS技术在变形观测中的应用。二、变形观测的一般问题1）工程

3、建筑物变形观测的意义和目的由于各种因素的影响工程建筑物以及其设备的运营过程中，都会产生变形。这种变形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，在工程建筑物的施工和运营期间，必须对它们进行变形观测。一般来讲，建筑物变形主要是由两个方面的原因引起的。一是自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等；另一种是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载（如风力、震动等）的作用。此外由于勘测、设计、施工

4、以及运营管理工作做得不合理，也会引起建筑物的变形。工程建筑物的变形按其类型来区分，可以分为相对静态变形和实时动态变形。2）工程建筑物变形观测的内容-29-变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量。如果要求得瞬时变形，则应采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置。变形观测的内容，应根据建筑物的性质与地基情况来定，要求有明确的针对性，既要有重点，又要作全面考虑，以便能够正确反映建筑物的变化情况，达到监视建筑物的安全运营、了解其变形规律的目的。变形观测的主要内容：（1）沉

5、降观测（2）倾斜观测（3）位移观测（4）特殊变形观测（裂缝观测、日照变形观测、风振观测等）例如：工业与民用建筑物：对于基础而言，主要观测内容是不均匀沉陷。对于建筑物本身来说，则主要是倾斜与裂缝观测。对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等，其主要观测内容是水平位移和垂直位移。对于高大的塔式建筑物和高层房屋，还应观测其瞬时变形、可逆变形和扭转（即实时动态变形）。3）变形观测的方法至于工程建筑物变形观测的方法，要根据建筑物的性质、使用情况、观测精度、周围的环境以及对观测的要求来选

6、定。垂直位移：多采用精密水准测量、液体静力水准测量、微水准测量的方法进行观测。-29-水平位移：①对于建筑物主体倾斜观测，宜选用下列经纬仪观测法（如投点法、测水平角法、前方交会法等）；②建筑水平位移观测，当测量地面观测点在特定方向的位移时可使用视准线、激光准直、测边角等方法。4）建筑物变形观测的精度见表2-1～表2-3。建筑变形测量的级别、精度指标及其适用范围表2-1变形测量等级沉降观测位移观测主要适用范围观测点测站高差中误差（mm）观测点坐标中误差（mm）特级±0.05±0.3特高精度要求的特

7、种精密工程的变形测量一级±0.15±1.0地基基础设计为甲级的建筑的变形测量；重要的古建筑和特大型市政桥梁等变形测量等二级±0.5±3.0地基基础设计为甲、乙级的建筑的变形测量；场地滑坡测量；重要管线、大型市政桥梁的变形测量；地下工程施工及运营中变形测量等三级±1.5±10.0地基基础设计为乙、丙级的建筑的变形测量；地表、道路及一般管线的变形测量；中小型市政桥梁的变形测量等最终沉降量观测中误差的要求表2-2序号观测项目或观测目的观测中误差的要求1绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）①对于一般精度要

8、求的工程，可按低、中、高压缩性地基土的类别，分别选±0.5mm、±1.0mm、±2.5mm；②对于特高精度要求的工程可按地基条件，结合经验与分析具体确定。-29-2（1）相对沉降（沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）（2）局部地基沉降（如基坑回弹、地基土分层沉降）以及膨胀土地基变形不应超过其变形允许值的1/20。3建筑物整体性变形（如工程设施的整体垂直挠曲等）不应超过允许垂直偏差的1/10。4结构段变形（如平置构件挠度等）不应超过变形允许值的1/6。5科研项目变形量的观测可视所需提高观测精度的程度，将