建筑工程測量變形觀測PPT課件

1、12.1 12.1 變形監(jiān)測概述變形監(jiān)測概述建筑物在工程建設(shè)中建筑物在使用過程中建筑物沉降建筑物位移建筑物撓曲建筑物傾斜建筑物裂縫勘察設(shè)計施工使用失誤建筑物特點工程地質(zhì)復(fù)雜外界環(huán)境變化建筑物高大建筑物荷載大建筑物體形復(fù)雜建筑物荷載不均勻沙質(zhì)土淤泥凍土地下水位變化大氣溫度變化外界風(fēng)力變化地震破壞其它外力一、概述第1頁/共40頁意大利比莎斜塔意大利比莎斜塔資料介紹：八層，高55m，16層為大理石砌，78為青磚石砌，內(nèi)徑7.65m，呈圓環(huán)形。1173年1371年竣工，經(jīng)過198年建到四層傾斜，停工94年。復(fù)建到第七層又停工83年，再建時第八層明顯有轉(zhuǎn)折。經(jīng)測量：塔北側(cè)沉降為量為90cm，塔南側(cè)沉降為

2、量為270cm，向南傾5.5塔頂離開豎向中心線為5m, 傾斜值為0.093原因：1.地基粉砂土，施工不慎，粉砂外擠，偏 心荷載南側(cè)壓力大，造成傾斜。2.塔基地壓力大，超過地基承受力，下沉。3.比薩平原深層抽水，使水位下降相當(dāng)于大 面積加載。第2頁/共40頁二、變形監(jiān)測目的 通過對變形體動態(tài)監(jiān)測，獲得精確觀測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析，達到以下目的： 對各種工程建筑物在施工或使用過程中的異常變形作出預(yù)報，提供施工和管理方法，以便及時采取措施，保證工程質(zhì)量和建筑物安全。了解變形機理，驗證工程設(shè)計理論和地殼運動假說。對采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝性能做出客觀評價。建立正確的監(jiān)測預(yù)報理論和方法。第3頁/共

3、40頁三、變形監(jiān)測內(nèi)容一、內(nèi)部監(jiān)測：內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測動力特性監(jiān)測加速度監(jiān)測二、外部監(jiān)測：沉降監(jiān)測位移監(jiān)測傾斜監(jiān)測裂縫監(jiān)測撓度監(jiān)測靜態(tài)監(jiān)測動態(tài)監(jiān)測第4頁/共40頁四、變形監(jiān)測特點1. 測量精度高：一般位置精度為測量精度高：一般位置精度為1mm，相對精度，相對精度1ppm。2. 重復(fù)觀測：測量時間跨度大，觀測時間和重復(fù)重復(fù)觀測：測量時間跨度大，觀測時間和重復(fù)周期取決于觀測目的、變形量量大小和速度。周期取決于觀測目的、變形量量大小和速度。3. 嚴密數(shù)據(jù)處理方法：數(shù)據(jù)量大，變形量小，變嚴密數(shù)據(jù)處理方法：數(shù)據(jù)量大，變形量小，變形原因復(fù)雜。形原因復(fù)雜。4. 變形資料提供快和準確。變形資料提供快和準確。第

4、5頁/共40頁五、外部變形監(jiān)測基本方法1. 常規(guī)大地測量方法：幾何水準測量三角高程測量三角（邊）測量，交會測量導(dǎo)線測量全站儀自動跟蹤測量第6頁/共40頁沉降觀測基準點第7頁/共40頁使用TCA2003A全站儀對大壩變形自動觀測第8頁/共40頁2. 物理儀器法：激光準直儀測量傾斜儀測量靜力水準測量應(yīng)變儀測量3. 空間測量技術(shù)：甚長基線干涉測量（VLBI）衛(wèi)星激光測距全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS、GLONASS雙星）第9頁/共40頁12.2 12.2 建筑物變形觀測建筑物變形觀測一、概述沉降觀測指建筑物及其基礎(chǔ)在垂直方向上的變形即垂直位移， 通過測定觀測點與基準點之間高差隨時間變化量。水平位移觀測指建

5、筑水平內(nèi)的變形，表現(xiàn)為不同時期的平面 坐標(biāo)或距離的變化（移動的大小和方向）。傾斜觀測指建筑傾斜度隨時間而變化的工作裂縫觀測指建筑產(chǎn)生裂縫后，隨時間的變化而變化的情況（ 裂縫大小變化）。變形觀測任務(wù)：周期性地對設(shè)置在建筑物上的觀測點進行重復(fù)的觀測，求得觀測點位置的變化量。第10頁/共40頁二、沉降觀測建筑物沉降是指建筑物及其基礎(chǔ)在垂直方向上的變形即垂 直位移，通過測定觀測點與基準點之間高差隨 時間變化量。被測建筑物：高層建筑物高層建筑物重要廠房柱基及主要設(shè)備基礎(chǔ)高大構(gòu)筑物水塔、煙囪、高爐等人工加固地基等深坑基第11頁/共40頁采用方法：精密水準測量 靜力水準測量（一）、沉降觀測監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)沉降觀

6、測監(jiān)測網(wǎng)點包括基準點和觀測點1. 基準點基準點：是沉降觀測的基準，應(yīng)埋設(shè)在建筑物變形影響范 圍之外，距開挖邊線50m之外，按二、三等水準點規(guī)格埋石，個數(shù)不少于3個。2. 觀測點：觀測點設(shè)立在變形體上，能反應(yīng)變形的特征點深基坑支護結(jié)構(gòu)觀測點埋設(shè)在鎖口架上，一般20m 埋設(shè)一個,在支護的陽角處和距基坑很近的原建筑物應(yīng)加密觀測點。建筑物在建筑物四角沿外墻間隔1015米處布設(shè)，在柱上每隔23根柱設(shè)一個點。圓形構(gòu)筑物在基礎(chǔ)軸線對稱部位設(shè)點，不少于四個點。不同建筑物分界處：人工地基和天然地基接壤處，烈縫、伸縮縫處，不同高度建筑交接處，新舊建筑物交接處。第12頁/共40頁3. 觀測點埋設(shè)：第13頁/共40頁

7、1、精密水準測量方法（1）觀測周期1）基準點應(yīng)在建筑物基坑開挖前布設(shè)，并與已知水準點聯(lián)測。2）觀測點埋設(shè)穩(wěn)定后，應(yīng)與基準點聯(lián)測兩次，作為沉降觀測數(shù) 據(jù)處理基礎(chǔ)。3）施工過程中深基坑開挖時 12天 出現(xiàn)暴雨，管涌應(yīng)加密澆筑地下室底扳后 34天建筑物主體施工 12層 結(jié)構(gòu)封頂后 3個月竣工投入使用 3個月 直至沿體穩(wěn)定觀測周期（二）沉降觀測方法第14頁/共40頁（2） 觀測方法 儀器 技術(shù)標(biāo)準 觀測方法 限差 （mm） 精密水準儀 二等水準測量 閉合水準 閉合差容許值 0.6 附合水準 n精度要求：一般建筑物能反映 2 mm 重要建筑物能反映 1 mm 精密工程 0.2 mm第15頁/共40頁（3

8、）、成果整理1. 采用專用記錄手簿逐步檢查2. 每次觀測當(dāng)日計算成果，分析成果。3. 及時上報沉降結(jié)果4. 繪制沉降曲線圖5. 沉降觀測總結(jié)報告。計算各觀測點高程計算相鄰兩次觀測沉降量計算累積沉降量第16頁/共40頁第17頁/共40頁2、靜力水準測量方法（1）.靜力水準測量根據(jù)靜止液體在重力作用下，保護同一水準 面 的原理，測定觀測點的高程變化，從而得 到沉 降。可達到二等水準精度。（2）. 靜力水準儀： 由測高儀、觀測器、控制系統(tǒng)、溢水器、連通道等構(gòu)成。第18頁/共40頁三、建筑物水平位移測量水平位移指建筑水平內(nèi)的變形，表現(xiàn)為不同時期的平面坐 標(biāo)或距離的變化?；鶞示€法小三角活動覘標(biāo)法激光準直

9、法引張線法常用方法： 基準線法 導(dǎo)線法前方交會法第19頁/共40頁（一）、基準線法測水平位移1. 基準線法 觀測墩BA工作基點第20頁/共40頁2. 小三角法 D觀測墩ABPPD第21頁/共40頁（二）、導(dǎo)線法和前方交會法此方法常用于非直線建筑物如曲線型建筑物的位移測量1bnbnA12n-1nB采用無定向?qū)Ь€利用A、B連線為x軸假定坐標(biāo)系。第22頁/共40頁四、建筑物傾斜測量建筑物不均勻的水平位移高程建筑物建筑物不均勻的沉降基礎(chǔ)傾斜多層和高層建筑物基礎(chǔ)傾斜容許值 傾斜原因：建筑物高度（建筑物高度（m）24246060100100傾斜容許值（傾斜容許值（mm）4321.5高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜容許值

10、建筑物高度（建筑物高度（m）20205050100100150150200200250傾斜容許值傾斜容許值（mm）865432第23頁/共40頁測量方法（一）、深基坑的傾斜測量 采用鉆孔測斜儀測斜儀探頭：豎直角傳感器圓氣泡測傾斜方位傳感器指南針測方位CCD攝象系統(tǒng)微機：將圖象處理成坐標(biāo)第24頁/共40頁第25頁/共40頁（二）、房物建筑的傾斜觀測 直接利用經(jīng)緯儀投點法測量Hai 第26頁/共40頁（三）、塔式建筑物的傾斜測量 測定頂部中心相對于底部中心的偏心位移量 第27頁/共40頁224321:2BABBBAAAAHiRDARDBaaaaBOAO煙囪傾斜度：方向傾斜分量方向傾斜分量第28頁/

11、共40頁五、撓度和裂縫測量（一）、撓度測量是通過測量建筑物沉降量計算得到 ABBCcSLLLSf211基礎(chǔ)撓度：第29頁/共40頁（二）、裂縫觀測 當(dāng)撓度過大建筑物會由于剪切破壞產(chǎn)生裂縫，這時除增 加沉降觀測次數(shù)，還應(yīng)進行裂縫觀測。 第30頁/共40頁六、構(gòu)筑物動態(tài)變形監(jiān)測高大建筑物橋梁大射電望遠鏡風(fēng)荷載加重荷載加溫荷載虎門大橋： 1. 溫度變形 2. 車載變形第31頁/共40頁虎門大橋單點振動第32頁/共40頁虎門大橋全橋振動第33頁/共40頁虎門大橋車振反應(yīng)第34頁/共40頁虎門大橋24小時橋形變化第35頁/共40頁12.3 12.3 竣工測量竣工測量一、竣工測量的內(nèi)容 在每一個單項工程完

12、成后，必須由施工單位進行竣工測量。提出工程的竣工測量成果，作為編繪竣工總平面圖的依據(jù)。其內(nèi)容包括以下各方面：1工業(yè)廠房及一般建筑物 包括房角坐標(biāo)、各種管線進出口的位置和高程，并附房屋編號、結(jié)構(gòu)層數(shù)、面積和竣工時間等資料。2鐵路與公路 包括起終點、轉(zhuǎn)折點、交叉點的坐標(biāo)，曲線元素，橋涵、路面、人行道等構(gòu)筑物的位置和高程。 3地下管網(wǎng) 3地下管網(wǎng) 窨井、轉(zhuǎn)折點的坐標(biāo)，井蓋、井底、溝槽和管頂?shù)鹊母叱?，并附注管道及窨井的編號、名稱、管徑、管材、間距、坡度和流向。 第36頁/共40頁4架空管網(wǎng)包括轉(zhuǎn)折點、結(jié)點、交叉點的坐標(biāo)，支架間距，基礎(chǔ)面高程等。5特種構(gòu)筑物包括沉淀池、煙囪、煤氣罐等及其附屬建筑物的外形

13、和四角坐標(biāo)，圓形構(gòu)筑物的中心坐標(biāo)，基礎(chǔ)面標(biāo)高，煙囪高度和沉淀池深度等?？⒐y量完成后，應(yīng)提交完整的資料，包括工程的名稱、施工依據(jù)和施工成果，作為編繪竣工總平面圖的依據(jù)。二、 竣工總平面圖的編繪通常采用邊竣工邊編繪的方法來編繪竣工總平面圖?？⒐た偲矫鎴D的編繪，包括室外實測和室內(nèi)資料編繪兩方面的內(nèi)容第37頁/共40頁 建筑區(qū)地上和地下所有建筑物、構(gòu)筑物繪在一張竣工總建筑區(qū)地上和地下所有建筑物、構(gòu)筑物繪在一張竣工總平面圖上時，往往因線條過于密集而不醒目，為此可采用分平面圖上時，往往因線條過于密集而不醒目，為此可采用分類編圖。如綜合竣工總平面圖、交通運輸總平面圖和管線竣類編圖。如綜合竣工總平面圖、交通運輸總平面圖和管線竣工總平面圖等等。比例尺一般采用工總平面圖等等。比例尺一般采用1 1：10001000。如不能清楚地表。如不能清楚地表示某些特別密集的地區(qū)，也可在局部采用示某些特別密集的地區(qū)，也可在局部