山東理工大學(xué)圖書(shū)館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì)

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）題題 目：目： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢） 北區(qū)綜合樓沉降觀測(cè)方案北區(qū)綜合樓沉降觀測(cè)方案學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 測(cè) 繪 工 程 學(xué)生姓名： 陳 祖 新 指導(dǎo)教師： 明 祖 濤 摘 要隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，各種建筑物及重點(diǎn)工程不斷出現(xiàn)。這些建筑物在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件和土壤性質(zhì)的不同、地下水位和大氣溫度的變化、建筑物荷載和外力作用等影響，使其在施工和使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)這種變形在一定限度內(nèi)時(shí)可認(rèn)為屬正常現(xiàn)象，但超過(guò)了一定的范圍就會(huì)影響其正常使用并危及建筑物自身及人身的安全。因此需要對(duì)施工中的重要建筑物和已

2、發(fā)現(xiàn)變形的建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，掌握其變形量、變形發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，以便一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)建筑物不利的變形可以及時(shí)采取加固措施，以確保建筑物的施工安全和使用安全。本次設(shè)計(jì)采用三等水準(zhǔn)測(cè)量的方法對(duì)我校圖書(shū)館的沉降變化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，闡述了北區(qū)綜合樓沉降觀測(cè)的等級(jí)和所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，研究了建筑物沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則，以及在特定條件下如何進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇與埋設(shè)及基準(zhǔn)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)的外業(yè)觀測(cè)和內(nèi)業(yè)計(jì)算。同時(shí)，提出了具體的一些預(yù)防沉降的措施，用以指導(dǎo)建筑物的設(shè)計(jì)、施工和已有建筑物的健康維護(hù)。主要成果有：（1）依據(jù)北區(qū)綜合樓所處位置及周?chē)刂泣c(diǎn)分布情況，合理地選擇了對(duì)圖書(shū)館沉降及其變形進(jìn)行觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，并與已知

3、控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，得到了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立了沉降觀測(cè)網(wǎng)，為進(jìn)一步進(jìn)行多周期觀測(cè)做好了準(zhǔn)備條件，具有現(xiàn)實(shí)意義。（2）對(duì)各沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了周期性的觀測(cè)，并得出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)理論分析，論證了北區(qū)綜合樓在近期的沉降變化情況及其穩(wěn)定性，驗(yàn)證了有關(guān)建筑地基、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性與可靠性。（3）運(yùn)用 Microsoft Excel 電子表格處理軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工進(jìn)行沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理、計(jì)算和匯總。（4）研究變形規(guī)律，預(yù)報(bào)變形趨勢(shì)，為安全性診斷提供依據(jù)，最后提出了建筑物不均勻沉降的防治措施。目 錄摘 要.I目 錄. 第一章第一章 引引 言言.11.1 課題的目的和意義.11.2 變形觀測(cè)研究近期的進(jìn)展

4、.31.3 本課題的研究目標(biāo)、方法和內(nèi)容.7第二章 變形觀測(cè)的基本理論 .82.1 引起變形的原因分析.82.2 類(lèi)型劃分、觀測(cè)方法及特點(diǎn).82.3 監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考基準(zhǔn)的選取與統(tǒng)一. 102.4 建筑物變形觀測(cè)的實(shí)施過(guò)程. 122.5 觀測(cè)成果的整理與分析. 132.6 反饋調(diào)整，確保安全. 14第三章 北區(qū)綜合樓降觀測(cè)方案設(shè)計(jì). 153.1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）北區(qū)綜合樓概況. 153.2 變形觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè). 153.2.1 沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè). 163.2.2 基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置. 183.3 觀測(cè)周期及頻率的確定. 193.4 觀測(cè)方法和精度要求. 193.4.1 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量相關(guān)規(guī)范和方法.

5、203.4.2 沉降觀測(cè)各等級(jí)觀測(cè)的技術(shù)指標(biāo). 233.5 三等水準(zhǔn)測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題. 243.6 沉降觀測(cè)的成果整理. 25第四章 測(cè)量數(shù)據(jù)處理及成果整理分析. 284.1 已知控制點(diǎn)分布圖及三維坐標(biāo)數(shù)據(jù). 284.2 基準(zhǔn)網(wǎng)的測(cè)量及平差計(jì)算. 294.2.1 引點(diǎn)聯(lián)測(cè). 304.2.2 各基準(zhǔn)點(diǎn)高程計(jì)算. 314.3 基準(zhǔn)點(diǎn)的檢核. 344.4 沉降觀測(cè)點(diǎn)各期觀測(cè)數(shù)據(jù)整理分析. 35第五章 不均勻沉降對(duì)建筑物的影響及防治措施. 395.1 不均勻沉降對(duì)建筑物的影響. 395.2 建筑措施. 395.3 結(jié)構(gòu)措施. 425.4 施工措施. 45結(jié)論. 47參考文獻(xiàn). 48致謝及聲明 . 4

6、9第一章 引言1.1 課題的目的和意義一、問(wèn)題的提出變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時(shí)間和空間域中的變化。變形體的變形在一定范圍內(nèi)是允許的，如果超出允許值，則可能引發(fā)災(zāi)害。自然界的變形危害現(xiàn)象很普遍，如地震、滑坡、巖崩、地表沉陷、火山爆發(fā)、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等。建筑在軟土地基上的建（構(gòu)）筑物，人們對(duì)其結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件等環(huán)境因素精心設(shè)計(jì)、研究，在施工或運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，仍然產(chǎn)生傾斜、裂縫，影響安全使用，更有甚者倒塌或自行實(shí)施爆破銷(xiāo)毀。例如：蘇州虎丘塔，原名云巖寺塔，建于公元 961 年（宋朝），距今 1040 年有余。全塔七層，高 47.5m，塔底直徑

7、13.66m，呈八角形，由外壁、回廊與塔心三部分組成。1961 年國(guó)務(wù)院將其列為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。1980 年，虎丘塔因向東北方向嚴(yán)重傾斜（塔頂離中心垂線(xiàn) 2.31m，傾斜角 24702，傾斜值 0.0486 大于建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 0.006這個(gè)允許值的 8 倍），塔底座處發(fā)生多處裂縫，成為危險(xiǎn)建筑而停止開(kāi)放，稱(chēng)為中國(guó)的“比薩斜塔”。相比之下，加拿大特朗斯康谷倉(cāng)（平面呈矩形，長(zhǎng)度 59.4m，寬度 23.47m ，高度 31.00m，容積 36368m3。谷倉(cāng)圓筒倉(cāng)，每排 13 個(gè)，5 排，總計(jì) 65 個(gè)圓筒倉(cāng)組成，1911 年谷倉(cāng)開(kāi)始施工）卻沒(méi)有這么幸運(yùn)，它 1913 年秋完工，谷倉(cāng)

8、自重 20000t，相當(dāng)于裝滿(mǎn)谷物后總重的 42.5%。1913 年 9 月起，往此谷倉(cāng)裝谷物，仔細(xì)裝載，均勻分布。10 月，當(dāng)谷倉(cāng)裝了 31822 m3 谷物時(shí)，發(fā)現(xiàn)谷倉(cāng)下沉，一小時(shí)沉降達(dá) 30.5cm ，結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在 24 小時(shí)整座谷倉(cāng)迅速傾倒，傾斜度離垂線(xiàn)達(dá) 27，谷倉(cāng)西端下沉了 8.8m，東端上抬 1.5m。人們不禁要問(wèn)：如何保證建筑物的質(zhì)量？采用什么樣的手段監(jiān)控建筑物的質(zhì)量？采取什么樣的措施確保建筑物的安全？為此，變形監(jiān)測(cè)的首要目的是要掌握變形體的實(shí)際性狀，為判斷其安全提供必要的信息。本文通過(guò)對(duì)建筑物沉降變形觀測(cè)的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，取得了部分可用于工程實(shí)踐的成果。本次設(shè)

9、計(jì)的目的是：結(jié)合我校圖書(shū)館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì)，掌握變形監(jiān)測(cè)方案的整個(gè)設(shè)計(jì)及觀測(cè)、分析過(guò)程，對(duì)變形分析在工程建設(shè)及安全保障中的應(yīng)用做進(jìn)一步的深入了解。二、課題的意義改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)工程建設(shè)方面同其他領(lǐng)域一樣在改革發(fā)展，在搞活經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，整體上取得了較好的業(yè)績(jī)，人民居住條件進(jìn)一步改善。隨著我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展，各種高層建筑、超高層建筑等復(fù)雜的建筑物應(yīng)運(yùn)而生。但是在當(dāng)前，地基不均勻沉降、墻體滲水、屋面滲水、管道漏水、下水道堵塞不暢等質(zhì)量通病仍然存在，有些已建住宅的上述情況還十分嚴(yán)重。這些問(wèn)題的存在就對(duì)建筑物的質(zhì)量及安全保證提出了更高及更加嚴(yán)格的要求，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題并進(jìn)行有效防治成為建筑施工與竣

10、工后管理中的一個(gè)亟待認(rèn)真采取措施解決好的關(guān)鍵問(wèn)題，而建筑物變形監(jiān)測(cè)則是解決這一問(wèn)題的重要方案，其中高層建筑物的沉降觀測(cè)顯得尤為重要。所謂變形監(jiān)測(cè)，就是利用測(cè)量與專(zhuān)用儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)視觀測(cè)的工作。其任務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形監(jiān)測(cè)工作是人們通過(guò)變形現(xiàn)象獲得科學(xué)認(rèn)識(shí)、檢驗(yàn)理論和假設(shè)的必要手段。變形體的范圍可以大到整個(gè)地球，小到一個(gè)工程建（構(gòu)）筑物的塊體，它包括自然和人工的構(gòu)筑物。隨著改革的不斷深入和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，各種建筑物及重點(diǎn)工程不斷出現(xiàn)。這些建筑物在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件和土壤性質(zhì)的不同、地下水位和大氣

11、溫度的變化、建筑物荷載和外力作用等影響，都會(huì)產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)這種變形在一定限度內(nèi)時(shí)可認(rèn)為屬正常現(xiàn)象，但超過(guò)了一定的范圍就會(huì)影響正常使用并危及建筑物及人身的安全，因此需要對(duì)施工中的重要建筑物和已發(fā)現(xiàn)變形的建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，掌握其變形量、變形發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，以便一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)建筑物不利的變形可以及時(shí)采取措施，確保施工安全和建筑物的安全。同時(shí)，通過(guò)對(duì)變形觀測(cè)資料的分析，可以驗(yàn)證有關(guān)的設(shè)計(jì)理論和假說(shuō)，或用以修正理論上的某些假設(shè)和采用的參數(shù)，為建筑物的安全和損害防護(hù)提供指導(dǎo)（見(jiàn)圖 1-1），目前建筑物的變形預(yù)測(cè)正向著邊緣學(xué)科發(fā)展（測(cè)量、結(jié)構(gòu)、施工、計(jì)算機(jī)等）?？梢?jiàn)，建筑物變形觀測(cè)具有安全預(yù)報(bào)、科學(xué)評(píng)價(jià)及

12、檢驗(yàn)施工質(zhì)量等三方面的作用，是工程施工和運(yùn)營(yíng)管理的安全的保證。為保證工程建筑物在施工、使用和運(yùn)行中的安全，以及為建筑設(shè)計(jì)積累資料，必須在建筑進(jìn)行中及竣工后進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。建筑工程的變形監(jiān)測(cè)包括沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、位移觀測(cè)等。由于我校圖書(shū)館落成時(shí)間較晚，需要結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)狀，對(duì)其定期進(jìn)行包括沉降與傾斜觀測(cè)，以確保其變形在安全范圍之內(nèi)，確保安全。理論上做一定的參數(shù)假設(shè)建（構(gòu)）筑物變形設(shè)計(jì)各種內(nèi)外因作用變形觀測(cè)變形預(yù)測(cè)公式分析變形與其成因之間的關(guān)系異常修正理論技術(shù)警報(bào)圖 1-1 變形觀測(cè)與分析預(yù)報(bào)流程圖變形監(jiān)測(cè)工作的意義重點(diǎn)表現(xiàn)在兩方面，首先是實(shí)用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，為安全性

13、診斷提供必要的信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施；其次是科學(xué)上的意義，包括更好地理解變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)的假說(shuō)，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)以及建立有效地變形預(yù)報(bào)模型。1.2 變形觀測(cè)研究近期的進(jìn)展一、變形觀測(cè)工作的研究現(xiàn)狀人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加快了工程建設(shè)的進(jìn)程，并且對(duì)現(xiàn)代工程建筑物的規(guī)模、造型、難度提出了更高的要求。與此同時(shí)，變形監(jiān)測(cè)工作的意義更加重要。眾所周知，工程建構(gòu)筑物在施工和運(yùn)營(yíng)期間，由于受多種主觀和客觀因素的影響，會(huì)產(chǎn)生變形，變形如果超出了規(guī)定的限度，就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及建筑物的安全，給社會(huì)和人民生活帶來(lái)巨大的損失。盡管工程建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)采用

14、了一定的安全系數(shù)，使其能安全承受所考慮的多種外荷載影響，但是由于設(shè)計(jì)中不可能對(duì)工程的工作條件及承受能力做出完全準(zhǔn)確的估計(jì)，施工質(zhì)量也不可能完美無(wú)缺，工程在運(yùn)行中還有可能發(fā)生某些不利的變化因素，因此，國(guó)內(nèi)外仍有一些工程出現(xiàn)事故。以大壩為例，發(fā)過(guò) 67m 高的馬爾巴賽（Malpasset）拱壩 1959 年垮壩；意大利 262m 高的瓦依昂（Vajont）拱壩 1963 年因庫(kù)岸大滑坡導(dǎo)致涌浪翻壩且水庫(kù)淤滿(mǎn)失效；美國(guó)93m 高的提堂（Teton）土壩 1976 年潰決；我國(guó)板橋和石漫灘兩座土壩 1975 年洪水漫壩失事等。可見(jiàn)，保證工程建筑物安全是一個(gè)十分重要且很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。建筑工程安全監(jiān)測(cè)起步較

15、晚，它是隨著建筑工程的失事為人們提供教訓(xùn)后，不斷地尋求監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)手段而逐步發(fā)展起來(lái)的。由于建筑物破壞性變形危害巨大，變形觀測(cè)的作用逐步為人們了解和重視，因此在建筑立法方面也賦予其一定的地位，建設(shè)部已制定頒布了中華人們共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑變形測(cè)量規(guī)范（JGJ/T8-97），并自 1998 年 6 月 1 日起施行。目前國(guó)內(nèi)許多大中城市己經(jīng)提出要求和做出決定：新建的高層、超高層，重要的建筑物必須進(jìn)行變形觀測(cè)，否則不予驗(yàn)收。同時(shí)要求，把變形觀測(cè)資料作為工程驗(yàn)收依據(jù)和技術(shù)檔案之一，呈報(bào)和歸檔。為確保施工安全和建筑物的安全使用，必須對(duì)其變形進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。目前，災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與防治已越來(lái)越受到全社會(huì)的普遍關(guān)注，

16、各級(jí)政府及主管部門(mén)對(duì)此問(wèn)題十分重視，諸多國(guó)際學(xué)術(shù)組織，如國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)（IAG）、國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)（FIG）、國(guó)際巖石力學(xué)協(xié)會(huì)（ISRM）、國(guó)際大壩委員會(huì)（ICOLD）、國(guó)際礦山測(cè)量協(xié)會(huì)（ISM）等，經(jīng)常定期的召開(kāi)專(zhuān)業(yè)會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和研究對(duì)策。經(jīng)過(guò)廣大測(cè)量科技工作者和工程技術(shù)人員近 30 年的共同努力，在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得了豐碩的理論研究成果，并發(fā)揮了實(shí)用效益。以我國(guó)為例：（1）利用地球物理大地測(cè)量反演理論，于 1993 年準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了 1996 年發(fā)生的麗江大地震。（2）1985 年 6 月 12 日長(zhǎng)江三峽新灘大滑坡的成功預(yù)報(bào)，確保災(zāi)害損失減少到了最低限度。它不僅使滑坡區(qū)內(nèi) 457 戶(hù)

17、1371 人在滑坡前夕全部安全撤離，無(wú)一人傷亡，而且使正在險(xiǎn)區(qū)長(zhǎng)江上、下游航行的 11 艘客貨輪及時(shí)避險(xiǎn)，免遭災(zāi)難。為我國(guó)減少直接經(jīng)濟(jì)損失 8700 萬(wàn)元，被譽(yù)為我國(guó)滑坡預(yù)報(bào)研究史上的奇跡。（3）隔河巖大壩外觀變形 GPS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在 1998 年長(zhǎng)江流域抗洪錯(cuò)風(fēng)中所發(fā)揮的巨大作用，確保了安全渡汛，避免了荊江大堤災(zāi)難性的分洪?？茖W(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)工程及工程建筑物的變形狀況，對(duì)工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)管理極為重要，這一工作屬于變形監(jiān)測(cè)的范疇。由于變形監(jiān)測(cè)涉及到測(cè)量、工程地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)力學(xué)、地球物理、計(jì)算機(jī)學(xué)等諸多學(xué)科的知識(shí)，因此，它是一項(xiàng)跨學(xué)科的研究，并正向邊緣學(xué)科的方向發(fā)展，也已

18、成為測(cè)量工作者與其他學(xué)科組與其他學(xué)科專(zhuān)家合作研究的領(lǐng)域。變形監(jiān)測(cè)所研究的理論和方法主要涉及到這樣三個(gè)方面的內(nèi)容：變形信息的獲取、變形信息的分析與解釋以及變形預(yù)報(bào)。其研究成果對(duì)預(yù)防自然災(zāi)害及了解變形機(jī)理是極為重要的。對(duì)于工程建筑物，變形監(jiān)測(cè)除了作為判斷其安全的耳目之外，還是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工的重要手段。經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)查，獲悉目前己開(kāi)展的變形觀測(cè)項(xiàng)目，有以下幾個(gè)方面：1） 建筑物基礎(chǔ)沉降觀測(cè)對(duì)建筑物基礎(chǔ)的升降情況進(jìn)行觀測(cè)；2） 建筑物水平位移觀測(cè)對(duì)建筑物水平位移情況進(jìn)行觀測(cè)；3） 建筑物傾斜觀測(cè)對(duì)建筑物的傾斜情況進(jìn)行觀；4） 建筑物裂縫觀測(cè)對(duì)建筑物的裂縫情況進(jìn)行觀測(cè)；5） 建筑物撓度觀測(cè)建筑物（或構(gòu)件）

19、橫向或縱向由于受自身的荷載或外力作用等產(chǎn)生撓曲，對(duì)其觀測(cè)即為撓度觀測(cè)；6） 建筑物風(fēng)振變形觀測(cè)高聳建筑物在強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)產(chǎn)生水平位移，嚴(yán)重時(shí)將造成頂部搖晃、樓體彎曲、墻體裂縫、引起共振。風(fēng)振觀測(cè)就是同步測(cè)定建筑物在風(fēng)壓作用下頂部的水平位移和振輻，以取得風(fēng)壓分布體型系數(shù)及風(fēng)振系數(shù)，為設(shè)計(jì)人員建立合理的風(fēng)荷設(shè)計(jì)方案提供依據(jù)；7） 建筑物日照變形觀測(cè)高層建筑物和高聳構(gòu)筑物及構(gòu)件，由于受陽(yáng)光的照射和輻射，陽(yáng)面與陰面、上部與下部受熱不均勻，溫差較大就會(huì)產(chǎn)生向著背陽(yáng)面彎曲。日照變形觀測(cè)，就是測(cè)出布設(shè)在高聳建（構(gòu)）筑物受熱面不同高度上觀測(cè)點(diǎn)的水平位移量；8） 基坑回彈觀測(cè)基坑開(kāi)挖后，由于土體移出，減少了這部分

20、自重荷載，從而使原區(qū)域土層結(jié)構(gòu)失去了平衡，內(nèi)應(yīng)力重新分布，出現(xiàn)基底隆起，這種現(xiàn)象稱(chēng)為基坑回彈。觀測(cè)回彈值的大小和變化即為基坑回彈觀測(cè)；9） 深基坑邊坡及支護(hù)系統(tǒng)變形觀測(cè)隨著基坑的開(kāi)挖，邊坡會(huì)逐漸失去穩(wěn)定，為確保安全要加以支護(hù)，同時(shí)要對(duì)邊坡及支護(hù)系統(tǒng)變形進(jìn)行觀測(cè)；10 ）施工場(chǎng)地、相鄰建筑物及設(shè)施變形觀測(cè)由于新建建筑物基坑開(kāi)挖、基坑施工中井點(diǎn)降水、大量堆載和卸載或基礎(chǔ)大面積的打樁等原因，必將引起施工現(xiàn)場(chǎng)及相鄰周?chē)乇淼淖冃?，甚至危及相鄰建筑物與設(shè)施的安全。因此，對(duì)施工場(chǎng)地、相鄰建筑物及設(shè)施變形也要進(jìn)行觀測(cè)。上述的變形觀測(cè)主要是監(jiān)視建筑物的形態(tài)及其空間位置的變化，稱(chēng)它們?yōu)橥獠孔冃斡^測(cè)。與此相應(yīng)，對(duì)

21、建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變、應(yīng)力通常、溫度滲壓、土壓力、孔隙壓力以及伸縮縫開(kāi)合等項(xiàng)目的觀測(cè)，通常稱(chēng)為內(nèi)部觀測(cè)。內(nèi)部觀測(cè)一般不由測(cè)量人員進(jìn)行，但在進(jìn)行變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，特別是對(duì)變形原因作物理解釋時(shí)，則必須將內(nèi)，外部觀測(cè)的資料結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析。二、測(cè)量技術(shù)儀器的發(fā)展?fàn)顩r變形信息獲取方法的選擇取決于變形體的特征、變形監(jiān)測(cè)的目的、變形大小和變形速度等因素。在全球性變形監(jiān)測(cè)方面，空間大地測(cè)量是最基本且最適用的技術(shù)，它主要包括全球定位系統(tǒng)（GPS）、甚長(zhǎng)基線(xiàn)射電干涉測(cè)量（VLBI）、衛(wèi)星激光測(cè)距（SLR）以及衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)（衛(wèi)星測(cè)高、衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星和衛(wèi)星重力梯度測(cè)量）等技術(shù)手段。在區(qū)域性研究方面，GPS 已成

22、為主要的技術(shù)手段。近 10 年發(fā)展起來(lái)的空間對(duì)地觀測(cè)遙感新技術(shù)合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（InSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar），在監(jiān)測(cè)地震變形、火山地表移動(dòng)、冰川飄移、地面沉降、山體滑坡等方面，其試驗(yàn)成果的精度已可達(dá) cm 或 mm 級(jí)，表現(xiàn)出了很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但精密水準(zhǔn)測(cè)量依然是高精度高程信息獲取的主要方法。在高層建筑物施工過(guò)程中和使用初期，由于荷載的不斷變化以及外力的影響，會(huì)引起建筑物下沉，當(dāng)建筑物各部分不均勻沉降時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生傾斜、位移、裂縫等變形，從而影響到建筑物的正常使用并伴隨著安全隱患，因此，在施工和營(yíng)運(yùn)期間加強(qiáng)變形觀測(cè)過(guò)

23、程控制并采取適當(dāng)?shù)陌踩胧┦直匾Ｗ冃伪O(jiān)測(cè)中一項(xiàng)重要的內(nèi)容就是沉降觀測(cè)。近年來(lái)，隨著科研水平的不斷提高，及相關(guān)測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑物沉降觀測(cè)所使用的儀器、方法及測(cè)量規(guī)范和程序都有的很大程度的發(fā)展、提高和改善。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，幾十年來(lái)人們探求的精密水準(zhǔn)測(cè)量自動(dòng)化，在 90 年代初有了突破。自 1990 年徠卡公司第一臺(tái)數(shù)字電子水準(zhǔn)儀問(wèn)世，徠卡公司和蔡司公司相繼成功地將數(shù)字電子水準(zhǔn)儀推向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)標(biāo)尺的精密照準(zhǔn)，標(biāo)尺分劃讀數(shù)和視距的讀取、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和處理等數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，從而減輕了水準(zhǔn)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測(cè)量和成果質(zhì)量。目前的主流產(chǎn)品有徠卡的NA2002、NA3003，蔡司 Di

24、Ni20、DiNi10，拓普康的 DL-101、DL-102 等數(shù)字電子水準(zhǔn)儀，它們的光學(xué)系統(tǒng)都采用了光學(xué)自平水準(zhǔn)儀的基本形式，具有典型的交叉吊帶補(bǔ)償器，也可以象光學(xué)水準(zhǔn)儀一樣使用。標(biāo)尺采用條碼分劃，代替人們眼睛的是光電二極管陣列。在水準(zhǔn)測(cè)量中，條碼的像通過(guò)一個(gè)分光器，將光線(xiàn)分成兩束，一束轉(zhuǎn)射到傳感光電二極管陣列上，另一束轉(zhuǎn)射到觀測(cè)鏡上。信號(hào)的分析和處理采用了相關(guān)方法，將存貯在儀器內(nèi)的基準(zhǔn)碼與傳感器陣列的圖象信號(hào)進(jìn)行比較，儀器與標(biāo)尺之間的高差即是標(biāo)尺條碼象的位移量和因儀器一標(biāo)尺間距離而產(chǎn)生的條碼象的大小的相關(guān)函數(shù)。將儀器的調(diào)焦透鏡位置參數(shù)作為相關(guān)搜索的初始值，求出最佳相關(guān)，即可求出高差。電子水

25、準(zhǔn)儀自動(dòng)記錄，重量輕，大大降低了觀測(cè)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力，提高了觀測(cè)速度。目前國(guó)內(nèi)尚未有國(guó)產(chǎn)電子水準(zhǔn)儀。在光電測(cè)量?jī)x器蓬勃發(fā)展的今天，除了大量出現(xiàn)的種類(lèi)繁多的測(cè)距儀，全站儀等以外，還出現(xiàn)了諸如激光經(jīng)緯儀、激光準(zhǔn)直儀、激光水準(zhǔn)儀等光電測(cè)量?jī)x器。1.3 本課題的研究目標(biāo)、方法和內(nèi)容綜上所述，對(duì)工程建筑物，變形觀測(cè)具有安全預(yù)報(bào)、科學(xué)評(píng)價(jià)及檢驗(yàn)施工質(zhì)量等三方面的作用，為確保建（構(gòu)）筑物的安全使用，必須進(jìn)行長(zhǎng)期的變形觀測(cè)，以確定其變形狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，研究了預(yù)防建筑物變形的措施。然而，建筑物的變形觀測(cè)的技術(shù)、觀測(cè)方案的選取、觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及建筑物變形數(shù)據(jù)整理和分析預(yù)報(bào)的方法等都還存在著不完善、不科

26、學(xué)的方面，有待不斷的探索與改進(jìn)。同時(shí)，由于變形觀測(cè)屬于精密測(cè)量，在技術(shù)方法、精度要求等方面與地形測(cè)量、施工測(cè)量等有諸多不同之處，而且具有相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)體系，已發(fā)展成為一門(mén)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的邊緣學(xué)科，涉及的理論、內(nèi)容和方法很多。本課題的內(nèi)容為建筑物沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì)，研究對(duì)象為山東理工大學(xué)圖書(shū)館的沉降情況。目標(biāo)是通過(guò)設(shè)計(jì)一套沉降觀測(cè)方案，對(duì)我校的圖書(shū)館的沉降情況進(jìn)行周期性的精密水準(zhǔn)觀測(cè)，得到各個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程變化，從而掌握整個(gè)圖書(shū)館因地基荷載或外界環(huán)境等原因而發(fā)生的沉降變化，并根據(jù)各周期的變化，進(jìn)行分析，得出其在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì)。本論文將結(jié)合山東理工大學(xué)圖書(shū)館的沉降觀測(cè)項(xiàng)目，主要開(kāi)展以下幾個(gè)

27、方面的研究：（1）沉降變形觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)與制定，包括觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、作業(yè)方法、觀測(cè)周期、成果整理和分析等多方面的內(nèi)容。制定合理的變形觀測(cè)方案是沉降變形觀測(cè)的第一步，也是非常重要的一項(xiàng)工作，因?yàn)樗绊懙接^測(cè)的成本以及成果的精度和可靠性，因此，必須認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）利用 Microft Excel 電子表格處理軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工進(jìn)行沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理、計(jì)算和匯總的方法和步驟，以期使觀測(cè)人員從大量的、重復(fù)性的工作中解脫出來(lái)。（3）建筑物沉降在現(xiàn)實(shí)生活中是一個(gè)普遍現(xiàn)象，但不均勻沉降會(huì)對(duì)建筑物造成不良影響甚至危害，本文針對(duì)一些常見(jiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象，從建筑、結(jié)構(gòu)、施工三方面研究了不均勻沉降對(duì)建筑物的影

28、響及防治措施。第二章 變形觀測(cè)的基本理論2.1引起建筑物變形的原因分析 建筑物的變形有很多種，比如傾斜、位移、裂縫等等，但是為什么會(huì)產(chǎn)生這些變形呢？引起建筑物變形的原因較多，但最主要的原因有以下三點(diǎn)： 1.自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等因素引起建筑物變形。如：由于基礎(chǔ)的地質(zhì)條件不同，引起建筑物各個(gè)部分不均勻沉降，而使其發(fā)生傾斜、位移、裂縫等變形；或由于地基本身的塑性變形也會(huì)引起建筑物不均勻沉降；同時(shí)由于溫度與地下水位的季節(jié)性和周期性變化引起建筑物的規(guī)律性變形。 2.與建筑物自身相聯(lián)系的原因，即建筑物自身的荷載大小、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、高度及其動(dòng)荷載

29、（如風(fēng)力大小、震動(dòng)強(qiáng)弱）等引起建筑物變形。要減弱這方面變形的影響，往往通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3.由于建筑物施工或營(yíng)運(yùn)期間一些工作做得不合理，或由于周?chē)h(huán)境影響而產(chǎn)生額外的變形。例如：在高大建筑物周?chē)M(jìn)行深基坑開(kāi)挖，就會(huì)對(duì)其原有建筑物產(chǎn)生一個(gè)額外的變形。當(dāng)然這些引起變形的因素是相互聯(lián)系、相互作用的，對(duì)建筑物往往是共同作用的，只是不同時(shí)間段，不同因素的作用強(qiáng)弱不同而已。 在高層建筑物施工過(guò)程中和使用初期，由于荷載的不斷變化以及外力的影響，會(huì)引起建筑物下沉，當(dāng)建筑物各部分不均勻沉降時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生傾斜、位移、裂縫等變形，從而影響到建筑物的正常使用并伴隨著安全隱患，因此，在施工和營(yíng)運(yùn)期間加強(qiáng)

30、變形觀測(cè)過(guò)程控制并采取適當(dāng)?shù)陌踩胧┦直匾?。變形監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)重要的內(nèi)容就是沉降觀測(cè)。2.2類(lèi)型劃分觀測(cè)方法及特點(diǎn) 一、建筑物變形的類(lèi)型劃分：建筑物變形分靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形兩種。前者指其變形值是時(shí)間的函數(shù)；后者是在外力作用下產(chǎn)生的變形，其變形值是以外力的函數(shù)來(lái)表示的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)對(duì)于某一時(shí)刻的變化，其觀測(cè)結(jié)果表示建筑物在某一時(shí)刻的瞬時(shí)變形。例如：我們?cè)诒颇骋唤ㄖ飼r(shí)，對(duì)周?chē)ㄖ镌诒扑查g產(chǎn)生的變形即為動(dòng)態(tài)變形，而在爆破之后的某一段時(shí)間內(nèi)的變形則屬于靜態(tài)變形。兩種類(lèi)型相互作用，共同影響。二、建筑物變形觀測(cè)的方法：1. 常規(guī)測(cè)量方法包括精密水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、三角（邊）測(cè)量、導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量、交會(huì)法等。測(cè)

31、量?jī)x器主要有（光學(xué)、電子）經(jīng)緯儀、（光學(xué)、電子）水準(zhǔn)儀、電磁波測(cè)距儀以及全站儀等。這類(lèi)方法的測(cè)量精度高，應(yīng)用靈活，適用于不同變形體和不同的工作環(huán)境。2. 攝影測(cè)量方法該法不需接觸被監(jiān)測(cè)的工程建筑物，攝影影像的信息量大，利用率高。外業(yè)工作量小，觀測(cè)時(shí)間短，可獲取快速變形過(guò)程，可同時(shí)確定工程建筑物上任意點(diǎn)的變形。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量和實(shí)時(shí)攝影測(cè)量為該技術(shù)在變形觀測(cè)中的應(yīng)用開(kāi)拓了更好的前景。3. 特殊測(cè)量方法包括各種準(zhǔn)直測(cè)量法（如激光準(zhǔn)直儀）、撓度曲線(xiàn)測(cè)量法（測(cè)斜儀觀測(cè)）、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量法和微距離精密測(cè)量法（如錮瓦線(xiàn)尺測(cè)距儀）等。這些方法可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和遙測(cè)，且相對(duì)精度高，但測(cè)量范圍不大，提供局部變形

32、信息。4.空間測(cè)量技術(shù)包括甚長(zhǎng)基線(xiàn)干涉測(cè)量（VLB1）、衛(wèi)星測(cè)高、全球定位系統(tǒng)（GPS）等?？臻g測(cè)量技術(shù)先進(jìn)，可以提供大范圍的變形信息，是研究地球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變等全球性變形的主要手段。全球定位系統(tǒng)（GPS）已成功應(yīng)用于山體滑坡監(jiān)測(cè)，高精度 GPS 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大壩、大橋等全天候、高頻率、高精度和自動(dòng)化的變形監(jiān)測(cè)。三、建筑物變形觀測(cè)的特點(diǎn)：1. 觀測(cè)精度高由于變形觀測(cè)的結(jié)果直接關(guān)系到建筑物的安全，影響對(duì)變形原因和變形規(guī)律的正確分析，觀測(cè)必須具有較高的精度。變形觀測(cè)的精度要求，取決于該工程建筑物預(yù)計(jì)允許變形值的大小和進(jìn)行觀測(cè)的目的。一般來(lái)講，如果變形觀測(cè)是為了確保建筑物的安全，則測(cè)

33、量精度應(yīng)小于允許變形值的 1/10-1/20；如果是為了研究變形的過(guò)程，則觀測(cè)精度還應(yīng)更高。2. 重復(fù)觀測(cè)量大建筑物由于各種原因產(chǎn)生的變形都具有時(shí)間效應(yīng)，計(jì)算變形量最基本的方法是計(jì)算建筑物上同一點(diǎn)在不同時(shí)間的坐標(biāo)差和高程差。這就要求變形觀測(cè)必須依一定的時(shí)間周期進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。重復(fù)觀測(cè)的頻率取決于觀測(cè)的目的、預(yù)計(jì)的變形量大小和變形速率。通常要求觀測(cè)的次數(shù)，既能反映出變化的過(guò)程，又不遺漏變化的時(shí)刻。3. 數(shù)據(jù)處理嚴(yán)密建筑物的變形一般都較小，甚至與觀測(cè)精度處在同一個(gè)數(shù)量級(jí)；同時(shí)重復(fù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)量較大。要從大量數(shù)據(jù)中精確提取變形信息，必須采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法。數(shù)據(jù)處理的過(guò)程也是進(jìn)行變形分析和預(yù)報(bào)的過(guò)程。

34、2.3監(jiān)測(cè)網(wǎng)參考基準(zhǔn)的選取與統(tǒng)一物體的變形是通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置移動(dòng)來(lái)反映的。這種移動(dòng)分為絕對(duì)位移和相對(duì)位移，在大多數(shù)情況下我們研究的都是相對(duì)位移，既然是相對(duì)位移，就要涉及參考基準(zhǔn)的選取和統(tǒng)一的問(wèn)題。監(jiān)測(cè)網(wǎng)的基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的實(shí)際情況靈活選取。一般地，如果變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中存在若干個(gè)固定點(diǎn)（有多余起算數(shù)據(jù)），最好采用固定基準(zhǔn)并做間接平差，以此基準(zhǔn)求得的位移量屬絕對(duì)位移。這也是變形監(jiān)測(cè)者最希望看到的情況。但如果變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中不存在多余起算數(shù)據(jù)，即自由監(jiān)測(cè)網(wǎng)，選取基準(zhǔn)前首先要對(duì)網(wǎng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定情況進(jìn)行綜合分析，然后才能確定基準(zhǔn)，其一般原則為：1. 如果自由網(wǎng)中存在不動(dòng)點(diǎn)，最好采用固定基準(zhǔn)，它有堅(jiān)實(shí)的穩(wěn)定基礎(chǔ)。這種

35、情況實(shí)際上也是存在的。例如，滑坡觀測(cè)，測(cè)站點(diǎn)相對(duì)變形點(diǎn)在許多場(chǎng)合可以認(rèn)為是完全不動(dòng)的。這種網(wǎng)相應(yīng)的可采用經(jīng)典平差。2. 如果自由網(wǎng)中存在著一部分點(diǎn)相對(duì)另一部分是穩(wěn)定點(diǎn)，但實(shí)際上它們不是固定不變的，則采用擬穩(wěn)基準(zhǔn)，相應(yīng)的采用擬穩(wěn)平差。這樣對(duì)變形點(diǎn)而言，也有了較穩(wěn)定的基礎(chǔ)，這種情況在實(shí)際中遇到的較多，當(dāng)然要確定網(wǎng)中哪些點(diǎn)較穩(wěn)定也并不是一件容易的事，要進(jìn)行穩(wěn)定點(diǎn)分析的研究。3. 如果自由網(wǎng)中各點(diǎn)都是變形點(diǎn)，即它們都是非固定不變的穩(wěn)定點(diǎn)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)和形變點(diǎn)情況分析，認(rèn)為它們是等概率形變的，在這種情況下，采用重心基準(zhǔn)，相應(yīng)的采用偽逆平差最為合適。但這種方法缺乏穩(wěn)定基礎(chǔ)，而且重心基準(zhǔn)與網(wǎng)形大小有關(guān)。在上

36、述自由網(wǎng)三種基準(zhǔn)的選取中，難點(diǎn)就在于如何對(duì)網(wǎng)中點(diǎn)的穩(wěn)定性作出合理判斷，現(xiàn)在比較常用的是平均間隙法（1971 年德國(guó)測(cè)量學(xué)者 Pelzer 提出） ，其基本思想是：先對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行整體檢驗(yàn)，如果通過(guò)檢驗(yàn)，則認(rèn)為所有的參考點(diǎn)是穩(wěn)定的。否則就利用“嘗試法”依次去掉不穩(wěn)定點(diǎn)。直到整體檢驗(yàn)通過(guò)為止。當(dāng)然還有一些其他的方法，例如：t 檢驗(yàn)法、變形橢圓法、分塊間隙法等。一般在判斷點(diǎn)的穩(wěn)定性時(shí)都采用兩種以上方法進(jìn)行對(duì)照分析，以提高結(jié)果的可靠性。不同的參考基準(zhǔn)將給出不同的位移值：采用固定基準(zhǔn)所得到的位移值是相對(duì)固定點(diǎn)的變化量；采用擬穩(wěn)基準(zhǔn)所得到的位移值是相對(duì)擬穩(wěn)點(diǎn)的重心的變化量；采用重心基準(zhǔn)所得到的位移值是相對(duì)網(wǎng)

37、的重心的變化量。例如：設(shè)有水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)如圖 2-3-1 所示，兩期的高差觀測(cè)值見(jiàn)表 2-3-1。圖 2-3-1 水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)圖示 表 2-3-1 兩期觀測(cè)高差（m）h1h2h3h4h5h6h7第一期11.3115.0413.1414.2510.5612.1211.05第二期11.8215.9613.5814.7311.1812.6712.11現(xiàn)分別以固定基準(zhǔn)、擬穩(wěn)基準(zhǔn)和重心基準(zhǔn)對(duì)該網(wǎng)相應(yīng)的進(jìn)行經(jīng)典平差、擬穩(wěn)平差和偽逆平差。經(jīng)典平差以點(diǎn) 1 為不動(dòng)點(diǎn)，擬穩(wěn)平差以點(diǎn) 1， 2 和 4 為穩(wěn)定點(diǎn)，但要注意所取的兩期平差的高程近似值必須相同。經(jīng)計(jì)算求得的兩期在不同基準(zhǔn)下的變化量見(jiàn)表 2-3-2。表 2-3

38、-2 兩期在不同基準(zhǔn)下的變化量（m）基準(zhǔn)123456固定基準(zhǔn)00.511.430.440.992.05重心基準(zhǔn)-0.9-0.390.53-0.460.091.15擬穩(wěn)基準(zhǔn)-0.320.191.110.120.671.73從此例可以看出，在不同基準(zhǔn)下求得的結(jié)果相差很大。所以說(shuō)，如果在各期觀測(cè)數(shù)據(jù)中采用不同的基準(zhǔn)的話(huà)，得到的結(jié)果是相對(duì)于不同基準(zhǔn)而言的，它們不具有可比性，因此求得的位移值也是不符合實(shí)際情況的。這就要求我們?cè)谧髯冃畏治鰰r(shí)，一定要設(shè)定統(tǒng)一的參考基準(zhǔn)。一般的，變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)形在變形觀測(cè)過(guò)程中是保持不變的，這時(shí)只要根據(jù)實(shí)際情況采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)計(jì)算分析就可以了，但有時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)會(huì)因?yàn)榄h(huán)境或人為的原

39、因產(chǎn)生移動(dòng)或丟失 ，或因需要又增設(shè)若干個(gè)點(diǎn) ，致使兩期的網(wǎng)形不同 ，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí) ，我們要特別注意兩期的平差基準(zhǔn)是否統(tǒng)一。如果不統(tǒng)一 ，就需要作一些特殊的處理使其統(tǒng)一。2.4建筑物變形觀測(cè)的實(shí)施過(guò)程 依據(jù)建筑物變形的主要原因及其類(lèi)型的劃分進(jìn)而對(duì)變形觀測(cè)的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的策劃。變形觀測(cè)策劃輸入包括： （1）業(yè)主要求變形觀測(cè)所能提供的信息； （2）國(guó)家規(guī)范； （3）以前類(lèi)似建筑物的變形觀測(cè)方案； （4）觀測(cè)對(duì)象所在地的地質(zhì)條件及周?chē)h(huán)境； （5）施工進(jìn)度計(jì)劃。 1. 變形觀測(cè)具體方案內(nèi)容（策劃的輸出） （1）建筑物變形觀測(cè)的類(lèi)型：沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)（垂直度觀測(cè)）、位移觀測(cè)、裂縫觀測(cè)。 （2）不同

40、變形觀測(cè)的精度與方法 變形觀測(cè)的精度取決于該工程設(shè)計(jì)的允許變形值大小和進(jìn)行觀測(cè)的目的。在工業(yè)與民用建筑的變形觀測(cè)中，由于其主要觀測(cè)內(nèi)容為基礎(chǔ)的沉降和主體傾斜，其觀測(cè)精度應(yīng)根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的允許沉降值、允許傾斜度和允許相對(duì)彎矩來(lái)決定。同時(shí)還應(yīng)考慮沉降速度的影響。在國(guó)際測(cè)量工作者聯(lián)合會(huì)（FIG）第十三屆會(huì)議中規(guī)定：“當(dāng)觀測(cè)目的是為了使其變形觀測(cè)精度中誤差應(yīng)小于允許變形值的 1/101/20”。在我國(guó)，對(duì)于不同內(nèi)容的變形觀測(cè)，其精度要求在測(cè)量規(guī)范中均有明確規(guī)定。不同等級(jí)，不同精度的變形觀測(cè)，所采用的觀測(cè)方法也不相同。這樣，觀測(cè)精度決定采用何種觀測(cè)方法，而觀測(cè)方法的選用必須確保觀測(cè)精度的實(shí)現(xiàn)，并盡可能簡(jiǎn)

41、單。 （3）變形觀測(cè)的頻率 變形觀測(cè)的頻率或次數(shù)取決于變形值的大小，變形速度快慢和觀測(cè)目的。通常要求觀測(cè)的次數(shù)既能反映出變化過(guò)程，又不遺漏變化的時(shí)刻，在施工過(guò)程中，待埋設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定后進(jìn)行第一次全面觀測(cè)，以后對(duì)于高層建筑物每增加一層應(yīng)觀測(cè)一次，直至穩(wěn)定。其他建筑物觀測(cè)的總次數(shù)不少于五次。竣工后的觀測(cè)頻率一般為第一年每季度觀測(cè)一次；第二年，每半年觀測(cè)一次，以后每年觀測(cè)一次。當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行臨時(shí)緊急觀測(cè)。值得注意的是，在整個(gè)變形觀測(cè)期間要按時(shí)、按規(guī)定、按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，以便取得完整可靠的第一手原始資料，確保觀測(cè)精度，并對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行正確的變形分析。 （4）對(duì)測(cè)量人員及測(cè)量?jī)x器的要求 測(cè)量人

42、員必須精通測(cè)量專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以便有效實(shí)施所策劃的變形觀測(cè)方案。測(cè)量?jī)x器必須滿(mǎn)足相應(yīng)的精度要求，且在使用前須使各項(xiàng)計(jì)量特性得到確認(rèn)。 （5）變形觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 變形觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及其數(shù)據(jù)能否正確反映出建筑物的實(shí)際變形，與其變形觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)是否合理、全面有直接關(guān)系。下面以沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)為例： 每個(gè)工程應(yīng)當(dāng)在施工作業(yè)范圍外至少埋設(shè)三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并確保不受施工影響。每次在進(jìn)行沉降觀測(cè)前，須檢驗(yàn)水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，只有穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)方可作為沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)。沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)遵循以下原則： 通常在建筑物的四角點(diǎn)、中點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處等能反映變形特征和變形明顯的部位布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)間距一般為 1020m。 對(duì)于設(shè)有后澆帶

43、及施工縫的建筑物，還應(yīng)在其兩側(cè)布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)； 對(duì)于新建建筑物與原有建筑物的連接處，應(yīng)在其兩側(cè)的承重墻或支柱上布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)； 對(duì)于一些大型工業(yè)廠房，除按上述原則布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)外，還應(yīng)在大型設(shè)備四周的承重墻或支柱上布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。 （6） 觀測(cè)結(jié)果的記錄 對(duì)觀測(cè)值按照事先設(shè)定了的記錄表格進(jìn)行記錄，確保記錄完整、準(zhǔn)確、可靠。 2.5 變形觀測(cè)成果的整理與分析 欲使變形觀測(cè)真正成為工程施工和營(yíng)運(yùn)管理的耳目，確保安全施工和充分發(fā)揮工程效益的作用，除了取得現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的第一手資料外，還必須對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行整理與分析，并編制變形分析報(bào)告。 一方面是觀測(cè)資料的整理，繪制各種數(shù)據(jù)表格和變形曲線(xiàn)，編制說(shuō)明，使其成為

44、便于使用的成果，具體內(nèi)容有： 1. 校核各項(xiàng)原始記錄，檢查每次變形觀測(cè)值計(jì)算是否有誤； 2. 對(duì)各種變形值按時(shí)間逐點(diǎn)編寫(xiě)觀測(cè)數(shù)值表； 3. 計(jì)算絕對(duì)沉降值、平均沉降值、平均沉降速度、傾斜度、垂直位移、水平位移等。 4. 繪制觀測(cè)點(diǎn)變形過(guò)程曲線(xiàn)和建筑物變形分布圖。 另一方面，利用變形分布圖，結(jié)合觀測(cè)過(guò)程中的各種因素對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行分析。總結(jié)出建筑物變形過(guò)程、變形規(guī)律、變形幅度、變形原因，并找出變形值與引起變形的內(nèi)在原因和規(guī)律。 對(duì)變形觀測(cè)成果的整理與分析，可借助計(jì)算機(jī)技術(shù)采用 Excel 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2.6 反饋調(diào)整、確保安全 利用觀測(cè)成果的分析結(jié)果，采取相應(yīng)的處置措施確保施工及建筑物營(yíng)運(yùn)的安全，主

45、要考慮以下幾個(gè)方面： 1. 是否嚴(yán)格按照所策劃的觀測(cè)方案進(jìn)行變形觀測(cè)； 2. 所策劃的方案的正確性審查； 3. 對(duì)施工生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)管理提出指導(dǎo)性建議。 為了確保施工安全和加強(qiáng)勞動(dòng)管理，施工單位和監(jiān)理單位以及營(yíng)運(yùn)單位必須對(duì)建筑物變形觀測(cè)引起足夠的重視，確定恰當(dāng)精度，采用正確方法，確保觀測(cè)成果的可靠性。若一旦發(fā)現(xiàn)建筑物的變形觀測(cè)值超過(guò)其設(shè)計(jì)允許的最大變形時(shí)，應(yīng)及時(shí)將觀測(cè)結(jié)果書(shū)面報(bào)告勘察、設(shè)計(jì)、質(zhì)檢單位，以便共同研究、制定方案，采取切實(shí)可行的措施，防止發(fā)生意外。在此期間，應(yīng)暫停施工或者暫時(shí)關(guān)閉、停止使用被監(jiān)測(cè)建筑物，同時(shí)應(yīng)增加變形觀測(cè)次數(shù)，密切觀注其發(fā)展變化。第三章 北區(qū)綜合樓沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì)變形觀測(cè)

46、開(kāi)始前，應(yīng)根據(jù)變形類(lèi)型、測(cè)量目的、任務(wù)要求以及測(cè)區(qū)條件等進(jìn)行變形觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。變形觀測(cè)方案編制前，應(yīng)對(duì)觀測(cè)對(duì)象的設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行充分的了解和研究，多方案精度估算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后擇優(yōu)選取。變形觀測(cè)方案的內(nèi)容，一般包括：觀測(cè)任務(wù)及目的、觀測(cè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、作業(yè)方法、觀測(cè)周期和觀測(cè)期限等。變形觀測(cè)的周期應(yīng)以能反映所測(cè)變形的變化過(guò)程且不遺漏其變化時(shí)刻為原則，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)變形量的大小及外界因素影響確定。當(dāng)觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)變形異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。變形觀測(cè)屬于精密測(cè)量，測(cè)量精度要求較高，要做到“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量”。制定合理的變形觀測(cè)方案是沉降變形觀測(cè)的第一步，

47、也是非常重要的一項(xiàng)工作，因?yàn)樗绊懙接^測(cè)的成本以及成果的精度和可靠性，因此，本章結(jié)合山東理工大學(xué)圖書(shū)館的沉降觀測(cè)對(duì)建筑物變形觀測(cè)方案進(jìn)行了系統(tǒng)研究和精心設(shè)計(jì)。3.1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）北區(qū)綜合樓概況本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是我校北區(qū)綜合樓 的沉降觀測(cè)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）北區(qū)綜合樓 位于大學(xué)北區(qū)中心位置，地下一層，地上四層，根據(jù)設(shè)計(jì)要求該建筑在施工過(guò)程及運(yùn)營(yíng)期間需要進(jìn)行沉降觀測(cè)，直至無(wú)沉降為止。3.2 變形觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)變形觀測(cè)點(diǎn)分為控制點(diǎn)和變形點(diǎn)兩大類(lèi)?？刂泣c(diǎn)包括基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)以及聯(lián)系點(diǎn)、定向點(diǎn)等?；鶞?zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在變形影響范圍以外便于長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定位置 ；使用時(shí)，應(yīng)作穩(wěn)定性檢查或檢驗(yàn)，并應(yīng)以穩(wěn)定或

48、相對(duì)穩(wěn)定的點(diǎn)作為測(cè)定變形的參考點(diǎn)。工作基點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在靠近觀測(cè)目標(biāo)且便于聯(lián)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定或相對(duì)穩(wěn)定位置 ；使用前應(yīng)利用基準(zhǔn)點(diǎn)或檢核點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性檢測(cè)。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)之間需要進(jìn)行連接時(shí)應(yīng)布設(shè)聯(lián)系點(diǎn)，選設(shè)其點(diǎn)位時(shí)應(yīng)顧及連接的構(gòu)形，位置所在處應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)需要定向的工作基點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)定向點(diǎn)，并應(yīng)選擇穩(wěn)定且符合照準(zhǔn)要求的點(diǎn)位作為定向點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在變形體上能反映變形特征的位置，可從工作基點(diǎn)或鄰近的基準(zhǔn)點(diǎn)和其他工作點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。3.2.1 沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)建筑物確定需要進(jìn)行沉降觀測(cè)之后，在工程開(kāi)工之初，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的安排做好沉降觀測(cè)策劃工作、制定沉降觀測(cè)方案，對(duì)于符合條件的應(yīng)委托有資質(zhì)的單位

49、觀測(cè)，適時(shí)埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。一、沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則沉降觀測(cè)點(diǎn)是固定在待觀測(cè)對(duì)象上的測(cè)量標(biāo)志，應(yīng)牢固地與待觀測(cè)對(duì)象結(jié)合在一起，便于觀測(cè)，并盡量保證在整個(gè)沉降觀測(cè)期間不受損壞。為了能夠反映出建（構(gòu)）筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測(cè)的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱(chēng)，且相鄰點(diǎn)之間間距以 15-30 米為宜，均勻地分布在建筑物的周?chē)?。通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專(zhuān)門(mén)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖。此外，埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會(huì)因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測(cè)點(diǎn)，不能連續(xù)觀測(cè)而失去觀測(cè)意義。觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在基坑工程影

50、響范圍以外，一般不小于 30-50 米且數(shù)量不應(yīng)少于兩個(gè)。 觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)是沉降觀測(cè)工作中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它直接影響觀測(cè)數(shù)據(jù)能否真實(shí)地反映出建筑物的整體沉降趨勢(shì)及局部沉降特點(diǎn)。二、點(diǎn)位選擇及埋設(shè)要求根據(jù)建筑物沉降觀測(cè)方法DGJ32/J18-2006 和建筑變形測(cè)量規(guī)范JGJ8-2007 的要求，沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在能全面反映建筑物地基變形特征的點(diǎn)位，砌筑小陰井加以保護(hù)，宜選在下列位置：A、建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角及沿外墻每 1015m 處或每隔 23 根柱基上；B、高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)，不同地質(zhì)條件、不同荷載分布、不同基礎(chǔ)類(lèi)型、不同基礎(chǔ)埋深、不同上部結(jié)構(gòu)、建筑裂縫、后澆帶、

51、沉降縫和伸縮縫的兩側(cè)，人工地基與天然地基接壤處及填挖方分界處；C、寬度大于或等于 15 米，或?qū)挾刃∮?15 米但地質(zhì)條件復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物的承重內(nèi)隔（縱）墻設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，以及框架、框剪、框筒、筒中筒結(jié)構(gòu)體系的樓、電梯井和中心筒處；D、筏基、箱基的四角和中部位置處；E、多層砌體房屋縱墻間距 6-10 米橫墻對(duì)應(yīng)墻端處；F、框架結(jié)構(gòu)建筑的每個(gè)或部分柱基上或沿縱橫墻軸線(xiàn)上，以及可能產(chǎn)生較大不均勻沉降的相鄰柱基處；G、高層建筑橫向和縱向兩個(gè)方向?qū)?yīng)盡端處；H、鄰近堆置重物處、受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗濱（溝）處；I、重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)形式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處

52、兩側(cè)；J、對(duì)于電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳構(gòu)筑物，應(yīng)設(shè)在沿周邊在與基礎(chǔ)軸線(xiàn)相交的對(duì)稱(chēng)位置上，點(diǎn)數(shù)不少于 4 個(gè)。總之，觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在能表示出沉降特征的點(diǎn)。如圖 3-1 所示（圖示長(zhǎng)度單位為 mm），沉降觀測(cè)點(diǎn)可用角鋼預(yù)埋在墻內(nèi)；如是鋼結(jié)構(gòu)，則可將角鋼焊在鋼柱上；對(duì)建筑物平面部位的觀測(cè)點(diǎn)，可一將大于 20 mm 的鉚釘用 1：2 砂漿澆筑在建筑物上。而對(duì)于地面沉降觀測(cè)點(diǎn)，則需要在地面埋設(shè)相應(yīng)的標(biāo)石。圖 3-1 沉降觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)示意圖在施工期間，經(jīng)常會(huì)遇到沉降觀測(cè)點(diǎn)被毀，為此一方面可以適當(dāng)?shù)丶用艹两涤^測(cè)點(diǎn)，對(duì)重要的位置如建筑物的四角可布置雙點(diǎn)。另一方面觀測(cè)人員應(yīng)經(jīng)常注意觀測(cè)點(diǎn)變動(dòng)情況，

53、如有損壞及時(shí)設(shè)置新的觀測(cè)點(diǎn)。三、北區(qū)綜合樓沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)情況我校北區(qū)綜合樓為圓弧狀，分別在東西兩側(cè)各均勻埋設(shè)有5 個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，相鄰觀測(cè)點(diǎn)間隔 5 米左右由南到北排列，且均位于主要承重部位。這樣的點(diǎn)位布設(shè)可以及便于觀測(cè)，又能夠反映整棟樓各部位的沉降情況。沉降觀測(cè)標(biāo)志所用的是內(nèi)置式預(yù)埋標(biāo)志，位于墻體內(nèi)部，觀測(cè)時(shí)可用螺栓將其引出，這樣一方面起到保護(hù)標(biāo)志防止侵蝕的作用，另一方面也便于保持建筑物整體的美觀。3.2.2 基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置沉降觀測(cè)是根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行的，因此要求基準(zhǔn)點(diǎn)的位置在整個(gè)變形觀測(cè)期間穩(wěn)定不變。為保證基準(zhǔn)點(diǎn)高程的正確性和便于相互檢核，布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)目應(yīng)不少于三個(gè)并構(gòu)成基準(zhǔn)網(wǎng)。埋設(shè)地點(diǎn)應(yīng)保證有

54、足夠的穩(wěn)定性，設(shè)置在受壓、受震范圍以外，離開(kāi)鐵路、公路和地下管道至少 5m。冰凍地區(qū)埋設(shè)深度要低于冰凍線(xiàn) 0.5m。為了觀測(cè)方便及提高觀測(cè)精度，基準(zhǔn)點(diǎn)距觀測(cè)點(diǎn)不要太遠(yuǎn)，一般應(yīng)在 100m 范圍以?xún)?nèi)；否則，還應(yīng)布設(shè)工作基點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)在開(kāi)工前埋設(shè)并精確測(cè)出高程。3.3觀測(cè)周期及頻率的確定當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)己埋設(shè)穩(wěn)固，建筑物基礎(chǔ)施工或基礎(chǔ)墊層澆灌后即進(jìn)行第一次觀測(cè)，此次觀測(cè)成果即作為以后沉降變形的衡量依據(jù)。一、 施工期間變形觀測(cè)的周期及頻率（1）建筑物施工階段的觀測(cè)，應(yīng)隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行。高層建筑物可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開(kāi)始觀測(cè)。觀測(cè)次數(shù)與時(shí)間視地基與加荷情況而定，一般每加高 1-5 層觀測(cè)一次。

55、（2）施工期間停工時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在停工時(shí)和重新開(kāi)工時(shí)各觀測(cè)一次。停工期間，每隔 1-3 個(gè)月觀測(cè)一次。（3）基礎(chǔ)附近地面荷載突然增加，周?chē)罅糠e水及暴風(fēng)雨后，或周?chē)罅客诜綍r(shí)，均應(yīng)及時(shí)觀測(cè)。（4）當(dāng)發(fā)現(xiàn)變形有異常時(shí)，應(yīng)進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，觀測(cè)頻率要大一些。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)受到時(shí)間限制，不能進(jìn)行長(zhǎng)周期的觀測(cè)，只能相應(yīng)的增加觀測(cè)頻率，根據(jù)實(shí)際情況縮短觀測(cè)周期，以分析得到圖書(shū)館在短期內(nèi)的沉降變化情況。二、建筑物使用階段的觀測(cè)次數(shù)與頻率建筑物使用階段的觀測(cè)周期與頻率，取決于沉降變形的大小、速度以及觀測(cè)目的。工程竣工初期的觀測(cè)頻率要稍大些，開(kāi)始可隔 1-2 個(gè)月，或每季度觀測(cè)一次，以每次沉降量在 5-l0 mm

56、以?xún)?nèi)為限度，否則要增加觀測(cè)次數(shù)?？⒐さ牡谝荒陜?nèi)，每隔 2-3 個(gè)月觀測(cè)一次，以后適當(dāng)延長(zhǎng)至 4-6 個(gè)月，第二年半年一次，第三年以后每年一次，直至變形穩(wěn)定為止。觀測(cè)過(guò)程中，如遇地震影響、連續(xù)大雨水浸等情況，要及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建筑物突發(fā)大量沉降、嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即連續(xù)觀測(cè)。第五章 不均勻沉降對(duì)建筑物影響及防治措施建筑物產(chǎn)生沉降是一種常見(jiàn)現(xiàn)象，特別是高壓縮性土、膨脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物，很容易因不均勻沉降而開(kāi)裂，影響使用甚至突變坍塌。所以，本章系統(tǒng)研究了不均勻沉降對(duì)建筑物的影響及其損害，進(jìn)而研究提出了建筑物不均勻沉降的防治措施。5. 1不均勻沉降對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響 在建

57、筑工程施工后，地基承受上部建筑荷載產(chǎn)生附加應(yīng)力，使地基土壓縮變形，導(dǎo)致建筑物地基的沉降。當(dāng)同一建筑物各部分地基土軟硬不同，或受壓層范圍內(nèi)壓縮性高的土層厚薄不均，基巖面傾斜，其上覆蓋層厚薄懸殊，以及上部建筑層數(shù)不一，結(jié)構(gòu)荷載輕重變化較大時(shí)，地基將要產(chǎn)生不均勻沉降，進(jìn)而引起建筑物發(fā)生傾斜。建筑物不均勻沉降將直接對(duì)其造成不利影響。一方面上部結(jié)構(gòu)中裂縫有可能繼續(xù)出現(xiàn)或原有裂縫繼續(xù)開(kāi)展，勢(shì)必對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生拉應(yīng)力，如不充分考慮該應(yīng)力的作用，當(dāng)其達(dá)到一定值后就會(huì)將基礎(chǔ)拉裂，產(chǎn)生自下而上發(fā)展的豎向裂縫進(jìn)而危及上部結(jié)構(gòu)的安全。另一方面，對(duì)于高層建筑，當(dāng)基礎(chǔ)產(chǎn)生較大不均勻沉降時(shí)，勢(shì)必引起上部結(jié)構(gòu)的整體傾斜，影響結(jié)構(gòu)的

58、安全性及其使用功能。因此，研究地基沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，為有效地防止或減輕建筑沉降提供理論指導(dǎo)，在工程安全、經(jīng)濟(jì)效益等方面具有顯著的意義。5.2建筑措施建筑物的設(shè)計(jì)好壞，影響后續(xù)工作，必須從建筑上采取措施。一、建筑物的體形應(yīng)當(dāng)力求簡(jiǎn)單建筑物平面和立面上的輪廓形狀，構(gòu)成了建筑物的體形。復(fù)雜的體形常常是削弱建筑物整體剛度和加劇不均勻沉降的重要因素。因此，地基條件不好時(shí)，在滿(mǎn)足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能采用簡(jiǎn)單的建筑體形，如長(zhǎng)高比（建筑物長(zhǎng)度或沉降單元長(zhǎng)度與自基礎(chǔ)底面算起的總高度之比）的等高（一）字型建筑物。實(shí)踐表明，這樣的建筑物，由于整體剛度好，地基受荷均勻，所以較少發(fā)生開(kāi)裂。平面形狀復(fù)雜（如

59、“L， T11III”等）的建筑物，縱、橫單元交叉處基礎(chǔ)密集，地基中由各單元荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力互相重疊，必然出現(xiàn)比別處大的沉降。加之這類(lèi)建筑物的整體性差，各部分的剛度不對(duì)稱(chēng)，很容易遭受地基不均勻沉降的損害。建筑物高低（或輕重）變化太大，地基各部分所受的荷載輕重不同，自然也容易出現(xiàn)過(guò)量的不均勻沉降。據(jù)調(diào)查，軟土地基上緊接高差超過(guò)一層的砌體承重結(jié)構(gòu)房屋，低者很多開(kāi)裂，因此，當(dāng)?shù)鼗浫鯐r(shí)，建筑物的緊接高差以不超過(guò)一層為宜。二、控制長(zhǎng)高比及合理布置墻體砌體承重房屋的長(zhǎng)高比過(guò)大，整體剛度就差，縱墻很容易因撓曲過(guò)度而開(kāi)裂。根據(jù)調(diào)查認(rèn)為，二層以上的砌體承重房屋，當(dāng)預(yù)估的最大沉降量超過(guò)120mm 時(shí)，長(zhǎng)高比不

60、宜大于 2. 5；另外，上下層墻體對(duì)齊，窗間墻等寬均勻布置，墻上門(mén)洞或窗洞大小盡量一致，且布置在同一水平線(xiàn)上。門(mén)窗洞 C=1 的寬度不宜超過(guò) 1. 8m，高度不宜超過(guò) 1. 6m。不符合上述要求時(shí)，一般要設(shè)置變形縫。三、設(shè)置沉降縫設(shè)置沉降縫是將建筑物自屋頂至基礎(chǔ)切成彼此互不關(guān)聯(lián)的為兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的單元，從而增強(qiáng)建筑物抵抗地表垂直和水平變形的能力；有效地防止地基不均勻沉降產(chǎn)生的損害，從而起到加固的目的，簡(jiǎn)單但有效。分割出的沉降單元，原則上都要求具備體型簡(jiǎn)單、長(zhǎng)高比小、結(jié)構(gòu)類(lèi)型不變以及所在處的地基比較均勻等條件。為此，沉降縫的位置通常選擇在下列部位上：1）平面形狀復(fù)雜或不規(guī)則的建筑物，沉降縫應(yīng)設(shè)置