11 第13章_建筑变形测量.pptx

第1页：第13章建筑变形测量与竣工总图的编绘

• 建筑变形包括沉降与位移：沉降观测的基准是高程控制网，位移观测的基准是平面控制网。
• 每隔一定时期重复测量控制点、观测点，计算相邻两次测量的变形量及累积变形量，确定建筑物的变形值并分析变形规律。
• 各项工作按《建筑变形测量规程》进行。

第2页：建筑变形测量的基本要求

• 基本要求：①反映建、构筑物及场地的变形程度与变形趋势；②根据变形类型、测量目的、任务要求及测区条件进行施测方案设计。
• 实施程序：①按测定沉降或位移的要求选定测量点，埋设相应标石、标志，建立高程控制网、平面控制网或三维控制网；②按确定的观测周期与总次数观测监测网。
• 新建大型和重要建筑应从施工开始进行系统观测，直至变形达到规定的稳定程度为止。

第3页：成果处理与变形测量点的设置

• 及时处理各周期观测成果，选取与实际变形情况接近或一致的参考系，进行严密平差计算和精度评定；重要监测成果应进行变形分析并预报变形趋势。
• 变形测量点分为控制点与观测点，控制点包括基准点、工作基点、联系点、检核点、定向点。
• 基准点应设在变形影响范围以外、便于长期保存的稳定位置，使用时应作稳定性检查、检验，以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点。

第4页：工作基点与观测点的设置

1. 工作基点设在靠近观测目标、便于联测观测点的稳定或相对稳定位置；按两层次布网观测时用基准点或检核点对其进行稳定性检测。
2. 基准点与工作基点间需连接时应布设联系点。
3. 需单独进行稳定性检查的工作基点或基准点应设检核点，点位成组地选设在稳定位置处。
4. 需定向的工作基点或基准点应布设定向点，选择稳定且符合照准要求的点位。
5. 观测点设在变形体上能反映变形特征的位置，可从工作基点或邻近的基准点和其它工作点对其进行观测。

第5页：建筑变形测量的精度等级

本页为建筑变形测量的精度等级，按变形类型与观测要求划分（具体等级指标见课件原表）。

第6页：建筑变形测量周期

• 单一层次布网：观测点与控制点按变形观测周期一起观测；两层次布网：观测点及联测控制点按变形观测周期观测，控制网部分按复测周期观测。
• 变形观测周期应以能系统反映所测变形变化过程且不遗漏其变化时刻为原则，根据单位时间内变形量大小及外界因素影响确定；观测中发现变形异常时应及时增加观测次数。

第7页：复测周期与首次观测

• 控制网复测周期由测量目的和点位稳定情况确定，一般宜每半年复测一次；施工中应适当缩短观测时间间隔，点位稳定后可适当延长；复测或检测成果异常，以及受地震、洪水、台风、爆破影响时应及时复测。
• 首次观测应适当增加观测量，提高初始值的可靠性。
• 不同周期观测时宜采用相同的观测网形和观测方法，并使用相同类型的测量仪器。

第8页：沉降观测概述

• 建筑物下沉是因上部结构逐步建成、地基荷载逐步增加而逐渐产生的，并延续到竣工交付使用后相当长一段时期，故沉降观测应按沉降产生规律进行，基准为高程控制网。
• 专用水准点设在距建筑物一定距离、基础稳固且便于观测处；沉降观测点设在建筑物上能反映沉降情况的位置。
• 观测时根据上部荷载加载情况，每隔一定时期观测基准点与沉降观测点间的高差一次，据此计算与分析建筑物的沉降规律。

第9页：专用水准点的设置

• 专用水准点分为水准基点和工作基点。
• 每测区水准基点数为 >3 个；小测区在确认点位稳定可靠时可少于 3 个，但连同工作基点不少于 2 个。
• 水准基点标石应埋设在基岩层或原状土层；在建筑区内，点位与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的 2 倍，标石埋深应大于邻近建筑物基础深度；建筑物内部的点位，标石埋深应大于地基土压层深度。

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第11页：工作基点的设置要求

• 工作基点的位置与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础深度的 1.5~2.0 倍。
• 工作基点、联系点可设置在稳定的永久性建筑物墙体或基础上。
• 水准标石埋设后应达到稳定方可开始观测，稳定期一般 >15 天。

第12页：沉降观测点的设置（一）

建筑物布点应能全面反映建筑物地基变形特征，结合地质情况与建筑结构特点确定：

1. 建筑物四角、大转角，沿外墙每 10~15m 处或每隔 2~3 根柱基上。
2. 高层建筑物、新旧建筑物、纵横墙交接处两侧。

第13页：沉降观测点的设置（二）

3. 建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工与天然地基接壤处、不同结构分界及填挖方分界处。
4. 宽度 ≥15m 或 <15m 且地质复杂、膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。
5. 邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下暗浜（沟）处。
6. 框架结构建筑物的柱基上或沿纵横轴线设点。
7. 片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分的四角处及其中部位置。
8. 重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。
9. 电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置布点，点数 ≥4 个。

第14页：水准网布设与等级划分

• 建筑物较少的测区，水准点与观测点按单一层次布设；建筑物较多且分散的大测区按两个层次布网——水准点组成高程控制网，观测点与联测水准点组成扩展网。
• 高程控制网应布设为闭合环、结点网或附合高程路线。
• 沉降观测的水准测量划分为特级、一级、二级、三级。

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第17页：水准测量精度等级的选择

• 按建筑物最终沉降量的观测中误差确定，分为绝对沉降量与相对沉降量两类。
• 绝对沉降观测中误差为 ±0.5mm、±1.0mm、±2.5mm，按低、中、高压缩性地基土类别选取。
• 相对沉降、局部地基沉降、膨胀土地基变形等，观测中误差 ≤变形允许值的 1/20；建筑物整体变形观测中误差 ≤允许垂直偏差的 1/10；结构段变形观测中误差 ≤变形允许值的 1/6。

第18页：沉降观测的成果处理

• 水准网应进行严密平差计算，求出观测点每期观测高程的平差值。
• 计算相邻两次观测间的沉降量和累积沉降量，并分析沉降量与增加荷载的关系。
• 根据沉降观测结果绘制各观测点的沉降、荷载与时间关系曲线图。

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第22页：平面控制网的布设

位移观测的基准是平面控制网。

• 建筑物地基基础及场地的位移观测按两层次布设：控制点组成控制网，观测点、联测控制点组成扩展网。
• 单个建筑物上部或构件的位移观测，将控制点连同观测点按单一层次布设。

第23页：控制网形式与点位要求

• 控制网可采用三角形网（测角网/测边网/边角网）或导线网；扩展网和单一层次布网可用角交会、边交会、边角交会、基准线、附合导线。
• 布网应考虑网形强度，长短边不宜悬殊过大。
• 基准点、工作基点、联系点、检核点和走向点应根据不同布网方式与构形设置：每测区基准点 ≥2 个，每测区工作基点 ≥2 个。
• 特级、一、二级及有需要的三级位移观测控制点，应建造观测墩或埋设专门观测标石。

第24页：强制对中装置与照准标志

• 根据使用仪器和照准标志类型、顾及观测精度要求配备强制对中装置，其对中误差 ≤±0.1mm。
• 照准标志应具有明显的几何中心或轴线，图像反差大、图案对称、相位差小、本身不变形。

第25页：平面控制网精度等级

一般位移观测的平面控制网分为一、二、三级，网形可采用测角网、测边网、导线网。

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第29页：平面控制网精度等级的选择

• 根据建筑物最终位移量的观测中误差确定，分为绝对位移量与相对位移量两类。
• 绝对位移根据设计、施工要求并参照同类或类似项目经验选取平面控制网精度等级。
• 相对位移、局部地基位移的观测中误差 ≤变形允许值分量的 1/20；整体性变形观测中误差 ≤变形允许值分量的 1/10；结构段变形观测中误差 ≤变形允许值分量的 1/6。

第30页：建筑物主体倾斜观测

• 主体倾斜由基础不均匀沉降引起；主体倾斜观测即测定建筑物顶部相对于底部、或各层间上层相对于下层的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向和倾斜速度。
• 刚性建筑的整体倾斜可通过测量顶面或基础的相对沉降确定。
• 点位布设：①沿对应测站点的某主体竖直线，对整体倾斜按顶部、底部，对分层倾斜按分层部位、底部上下对应布设。

第31页：测站点与观测标志的布设

• ②从建筑物外部观测时，测站点或工作基点应选在与照准目标中心连线呈近正交或等分角的方向线上、距照准目标 1.5~2.0 倍目标高度的固定位置处；用建筑物内竖向通道观测时，可将通道底部中心点作为测站点。
• ③按纵横轴线或前方交会布设的测站点，每点应选设 1~2 个定向点，基线端点的选设应顾及其测距或丈量要求。
• 观测点标志：建筑物顶部和墙体上的观测点标志采用埋入式照准标志型式，有特殊要求时应专门设计。

第32页：不便埋设标志时的处理

• ②不便埋设标志的塔形、圆形建筑物和竖直构件，可照准视线所切同高边缘认定的位置，或用高度角控制的位置作为观测点位。
• ③位于地面的测站点和走向点，根据不同观测要求采用带有强制对中设备的观测墩或混凝土标石。
• ④一次性倾斜观测项目，观测点标志可采用标记形式，或直接用符合位置与照准要求的建筑物特征部位，测站点可采用小标石或临时性标志。

第33页：测定基础沉降差法

• 在建筑物基础上选设沉降观测点 A、B，用精密水准测量法定期观测 A、B 点的沉降差 Δh。
• A、B 两点距离为 L，基础倾斜度 i=Δh/L。
• 例如测得 Δh=0.023m、L=7.25m，则倾斜度 i=0.003172=0.3172%。

第34页：测定基础沉降差法示意图

本页图示测定基础沉降差法的测点布置，展示 A、B 两点沉降差与基础倾斜的关系。

第35页：激光垂准仪法

• 适用于建筑物顶部与底部之间有竖向通道的情况。
• 在建筑物顶部适当位置安置接收靶，在垂线下方的地面或地板埋设点位安置激光垂准仪。
• 激光垂准仪的铅垂激光束投射到顶部接收靶上，在接收靶上直接读取或用直尺量出顶部的两位移量 Δu、Δv，据此计算倾斜度与倾斜方向角。

第36页：激光垂准仪法示意图

本页图示激光垂准仪法的作业方式，展示激光束、接收靶与位移量的关系。

第37页：苏州一光DZJ2激光垂准仪

苏州一光激光垂准仪 DZJ2 及其激光靶，展示该型垂准仪的外观与配件。

第38页：投点法

• 适用于建筑物周围比较空旷时的主体倾斜观测。
• 选择建筑物上、下在一条铅垂线上的墙角，分别在两墙面延长线方向、距离约为 1.5~2.0h 处埋设观测点 A、B，在两面墙的墙角横置直尺。
• 分别在 A、B 点安置经纬仪或全站仪，用双盘位将房顶墙角投射到横置的直尺上，取两次读数的平均值。

第39页：投点法观测原理

本页图示投点法的观测原理，展示上、下墙角在直尺上的投影位置关系。

第40页：测水平角法（一）

• 适用于塔形、圆形建筑物的主体倾斜观测：在纵横两轴线的延长线上、距建筑物 1.5~2.0h 处设置观测点，分别测定其至圆形建筑物底座外墙的最短平距。
• 在建筑物上标定 1、2、5、6 与 3、4、7、8 两组点，每组观测点等高。
• 在 A 点安置经纬仪或全站仪、以 C 点为零方向，用方向观测法依次观测 1、2、3、4 点 3~4 测回，算出各方向平均值 l′₁, l′₂, l′₃, l′₄。

第41页：测水平角法（二）

• 在 B 点安置经纬仪或全站仪、以 D 点为零方向，用方向观测法依次观测 5、6、7、8 点 3~4 测回，算出各方向平均值 l′₅, l′₆, l′₇, l′₈。
• 据此计算 OB→OT 的位移量。

第42页：测水平角法示意图

本页图示测水平角法的观测布置，展示两组观测点与所求位移量的关系。

第43页：测角前方交会法

• 适用于不规则高耸建筑物的主体倾斜观测；建筑物顶部无适宜照准目标时，应在顶部便于观测与保护的位置埋设观测标志（如避雷针状照准标志）。
• 分别在 A、B 两点安置经纬仪或全站仪，用测回法观测水平角 3~4 测回，取平均后代入余切公式计算观测点的平面坐标。
• 可用 fx-5800P 程序 QH4-2 计算。

第44页：测角前方交会法示意图

本页图示测角前方交会法的观测布置，展示 A、B 两站交会顶部观测标志的情形。

第45页：观测周期与成果提供

• 观测周期视倾斜速度每 1~3 个月观测一次；遇基础附近大量堆载或卸载、场地降雨长期积水导致倾斜速度加快时，应及时增加观测次数。
• 成果提供：倾斜观测点位布置图、观测成果表、成果图、主体倾斜曲线图和观测成果分析等资料。

第46页：裂缝观测

• 裂缝由建筑物不均匀沉降产生，应与沉降观测同步进行，便于综合分析并及时采取措施确保建筑物安全。
• 建构筑物多处产生裂缝时应进行裂缝观测，测定裂缝的分布位置、走向、长度、宽度和变化程度，观测数量视需要确定，主要或变化大的裂缝应进行观测。
• 观测周期视裂缝变化速度而定：通常开始可半月测一次，以后一月左右测一次；裂缝加大时增加观测次数，直至几天或逐日一次的连续观测。

第47页：裂缝观测标志

• 标志应统一编号，每条裂缝至少布设两组观测标志：一组设在裂缝最宽处，另一组设在裂缝末端；每组观测标志由裂缝两侧各一个标志组成，标志应具有可供量测的明晰端面或中心。
• 观测期较短或要求不高时，采用油漆平行标志或建筑胶粘贴的金属片标志；观测期较长时，采用嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志。
• 要求较高、需要测出裂缝纵横向变化值时，采用坐标方格网板标志。

第48页：裂缝观测标志（图一）

本页图示裂缝观测标志的型式，展示油漆平行标志与金属片标志的贴设方式。

第49页：裂缝观测标志（图二）

本页继续图示裂缝观测标志的型式，展示金属杆标志与坐标方格网板标志。

第50页：裂缝观测工具与方法

• 数量不多、易于量测的裂缝，视标志型式用比例尺、小钢尺或游标卡尺定期丈量标志间的距离求得裂缝变位值，或用方格网板定期读取「坐标差」计算裂缝变化值。
• 较大面积且不便于人工量测的众多裂缝，可采用近景摄影测量方法。
• 需连续监测裂缝变化时，裂缝宽度数据应量取至 0.1mm；每次观测应绘出裂缝的位置、形态和尺寸，注明日期，并附必要的照片资料。

第51页：裂缝观测成果资料

• 成果应提供裂缝分布位置图、裂缝观测成果表、观测成果分析说明资料。
• 当建筑物裂缝与基础沉降同时观测时，可选择典型剖面绘制两者的关系曲线。

第52页：竣工总图的编绘

• ①施工中因设计时未考虑到的问题会发生设计变更，需通过测量反映到竣工总平面图上；②便于日后进行各种设施的维修，特别是地下管道等隐蔽工程的检查和维修；③为项目扩建提供原有各建筑物、构筑物、地上地下各种管线及交通线路的坐标、高程等资料。
• 应随工程陆续竣工同步进行，一面竣工一面利用竣工测量成果编绘竣工总平面图；发现地下管线位置有问题可及时到现场查对，使竣工图真实反映实际情况。

第53页：竣工测量

单项工程完成后由施工单位进行竣工测量：

1. 工业厂房及一般建筑物：房角坐标，各种管线进出口的位置和高程，附房屋编号、结构层数、面积和竣工时间。
2. 铁路和公路：起止点、转折点、交叉点的坐标，曲线元素，桥涵等构筑物的位置和高程。
3. 地下管网：窨井、转折点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程，并附注管道及窨井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向。
4. 架空管网：转折点、结点、交叉点的坐标，支架间距，基础面高程。
5. 其它：工程的名称、施工依据、施工成果，作为编绘竣工总平面图的依据。

第54页：竣工总平面图的编绘

• 编绘内容包括建筑方格网点、主轴线点、矩形控制网点、水准点和厂房、辅助设施、生活福利设施、架空及地下管线、铁路等建筑物或构筑物的坐标和高程，以及厂区内空地和本建区的地形。
• 图种包括综合竣工总平面图、交通运输竣工总平面图、管线竣工总平面图。
• 比例尺一般采用 1/1000，工程密集部分采用 1:500；附必要说明及图表，连同原始地形图、地址资料、设计图纸文件、设计变更资料、验收记录等合编成册。