第4章 垂直位移觀測

1、多媒體課件多媒體課件2008.09.06.第四章第四章 垂直位移觀測垂直位移觀測西南石油大學(xué)建筑工程學(xué)院西南石油大學(xué)建筑工程學(xué)院 測繪教研室測繪教研室 戴小軍戴小軍多媒體課件多媒體課件2008.09.06. 1. 垂直位移：垂直位移：工程建筑物、水壩等變形體及其基礎(chǔ)在垂直方向的變形，又稱為沉陷或沉降。 2. 2. 為什么垂直位移觀測是變形觀測中一個重點(diǎn)內(nèi)為什么垂直位移觀測是變形觀測中一個重點(diǎn)內(nèi)容容？ 建筑物或基礎(chǔ)各部位垂直位移不均勻時，則會發(fā)生傾斜或扭曲，垂直位移會造成地面塌陷，給建筑物的使用安全帶來不利影響，特別是嚴(yán)重的不均勻垂直位移則會給建筑物帶來毀滅性的結(jié)果。 從項目施工、驗收、運(yùn)營都必

2、須進(jìn)行垂直位移觀測。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.1.1 4.1.1 基點(diǎn)布設(shè)與檢測基點(diǎn)布設(shè)與檢測1. 1. 基點(diǎn)埋設(shè)基點(diǎn)埋設(shè)（1 1）工業(yè)場地一般采用深埋法進(jìn)行基點(diǎn)布設(shè)）工業(yè)場地一般采用深埋法進(jìn)行基點(diǎn)布設(shè)（2 2）水利工程可采用遠(yuǎn)設(shè)與工作基點(diǎn)相結(jié)合的方法）水利工程可采用遠(yuǎn)設(shè)與工作基點(diǎn)相結(jié)合的方法2. 2. 基點(diǎn)檢測基點(diǎn)檢測 為了檢測基點(diǎn)的穩(wěn)定性，可為了檢測基點(diǎn)的穩(wěn)定性，可 將其成組埋設(shè)，通常每三個將其成組埋設(shè)，通常每三個 點(diǎn)一組，形成一個每邊長約點(diǎn)一組，形成一個每邊長約 100m100m的等邊三角形。的等邊三角形。多媒體

3、課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.1.2 4.1.2 基點(diǎn)標(biāo)志和埋設(shè)基點(diǎn)標(biāo)志和埋設(shè)地表巖石表地表巖石表基點(diǎn)盡可能埋在基巖上，但基點(diǎn)盡可能埋在基巖上，但不能把孤石當(dāng)成基巖，否則不能把孤石當(dāng)成基巖，否則孤石有所松動，水準(zhǔn)頭的標(biāo)孤石有所松動，水準(zhǔn)頭的標(biāo)高也會變化。高也會變化。 2. 2. 工業(yè)場地沉陷基點(diǎn)標(biāo)工業(yè)場地沉陷基點(diǎn)標(biāo)：1.1. 用用129mm129mm的鉆頭鉆孔后注入混凝土筑成。的鉆頭鉆孔后注入混凝土筑成。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4.1.2 4.1.2 基點(diǎn)

4、標(biāo)志和埋設(shè)基點(diǎn)標(biāo)志和埋設(shè) 沉降觀測沉降觀測 埋設(shè)的淺埋設(shè)的淺 式基點(diǎn)式基點(diǎn)3. 3. 土地基上的基點(diǎn)：土地基上的基點(diǎn)：由柱石和底盤連成，頂面由柱石和底盤連成，頂面安裝水準(zhǔn)標(biāo)志，在次標(biāo)志安裝水準(zhǔn)標(biāo)志，在次標(biāo)志北面安裝一副標(biāo)。北面安裝一副標(biāo)。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志4. 4. 基巖水準(zhǔn)標(biāo)：基巖水準(zhǔn)標(biāo)：首先清理風(fēng)化層，然后開一適當(dāng)深度巖坑，在內(nèi)開首先清理風(fēng)化層，然后開一適當(dāng)深度巖坑，在內(nèi)開鑿高差為鑿高差為0.10.1米的巖孔，灌注混凝土，埋入標(biāo)志。米的巖孔，灌注混凝土，埋入標(biāo)志。（1 1）具有完整基巖露頭）具有完整基巖露頭（2

5、 2）巖石露頭在地面下）巖石露頭在地面下1.51.5米內(nèi)米內(nèi)多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志5. 5. 深埋鋼管標(biāo)：深埋鋼管標(biāo)：當(dāng)?shù)孛娓采w層較厚，基巖當(dāng)?shù)孛娓采w層較厚，基巖埋藏更深，采用上述基點(diǎn)埋藏更深，采用上述基點(diǎn)形式不穩(wěn)定的時候，可采形式不穩(wěn)定的時候，可采用鉆孔埋管建立深埋鋼管用鉆孔埋管建立深埋鋼管標(biāo)。標(biāo)。類型一：底部有基巖類型一：底部有基巖多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志類型二：底部無基巖且只能類型二：底部無基巖且只能到達(dá)軟泥層到達(dá)軟泥層多媒體課件多媒體課件

6、2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志5. 5. 雙金屬標(biāo)：雙金屬標(biāo)： 在全年溫度變化幅度交大的地方，當(dāng)巖石在全年溫度變化幅度交大的地方，當(dāng)巖石 上部土層較深時，為避免溫度變化對標(biāo)志高上部土層較深時，為避免溫度變化對標(biāo)志高程的影響，采用雙坐標(biāo)法。程的影響，采用雙坐標(biāo)法。推高程變化值測出兩管變化的差，反CCLLtLLLtLLtL/104 . 2,/102 . 1)(LLLLLLL5鋁5鋼鋁鋁鋼鋁鋼鋁鋼鋼鋁鋼0鋁鋼鋁0鋁00鋁鋼0鋼00鋼多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志平峒標(biāo)平峒標(biāo)：為避免標(biāo)志

7、受溫度變化的影響，可采用平峒石為避免標(biāo)志受溫度變化的影響，可采用平峒石標(biāo)。標(biāo)。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1.3 4.1.3 測點(diǎn)標(biāo)志與埋設(shè)測點(diǎn)標(biāo)志與埋設(shè)測點(diǎn)埋設(shè)的原則：測點(diǎn)埋設(shè)的原則：布設(shè)在最有代表性的地點(diǎn)，即要埋布設(shè)在最有代表性的地點(diǎn)，即要埋設(shè)在真正能反映變形體發(fā)生垂直變形的位置。設(shè)在真正能反映變形體發(fā)生垂直變形的位置。一、工業(yè)與民用建筑物觀測標(biāo)志一、工業(yè)與民用建筑物觀測標(biāo)志1.1.設(shè)備基礎(chǔ)上的標(biāo)志設(shè)備基礎(chǔ)上的標(biāo)志：各種基礎(chǔ)觀測點(diǎn)標(biāo)志多用鉚釘：各種基礎(chǔ)觀測點(diǎn)標(biāo)志多用鉚釘或鋼筋制作或鋼筋制作4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志多媒體課件多媒體課件2008

8、.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志2.2.柱基礎(chǔ)上的標(biāo)志柱基礎(chǔ)上的標(biāo)志： 一般是將為彎鉤形的觀測標(biāo)志平向插入，或用角一般是將為彎鉤形的觀測標(biāo)志平向插入，或用角鋼等成鋼等成6060度插入柱基內(nèi)，再用度插入柱基內(nèi)，再用1 1：2 2水泥砂漿填充水泥砂漿填充即可。鋼柱上的觀測標(biāo)志，大多用鉚釘或鋼筋焊即可。鋼柱上的觀測標(biāo)志，大多用鉚釘或鋼筋焊接在鋼柱上。接在鋼柱上。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志3. 3. 掩蔽式標(biāo)志：掩蔽式標(biāo)志：（1 1）檢查井式）檢查井式（2 2）設(shè)備基礎(chǔ)上的掩蔽式標(biāo)志）設(shè)備基礎(chǔ)

9、上的掩蔽式標(biāo)志（3 3）螺旋式）螺旋式多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志二二. . 大壩觀測點(diǎn)標(biāo)志大壩觀測點(diǎn)標(biāo)志 按位置可以分為：壩面測點(diǎn)、廊道測點(diǎn)、基礎(chǔ)測按位置可以分為：壩面測點(diǎn)、廊道測點(diǎn)、基礎(chǔ)測點(diǎn)及其他工程測點(diǎn)。形式如下：點(diǎn)及其他工程測點(diǎn)。形式如下：綜合標(biāo)：綜合標(biāo)：2. 2. 混凝土嵌心標(biāo)混凝土嵌心標(biāo)多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志3. 3. 墻上標(biāo)墻上標(biāo)4. 4. 鋼管標(biāo)鋼管標(biāo)多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系

10、統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志三三. . 礦區(qū)觀測點(diǎn)標(biāo)志礦區(qū)觀測點(diǎn)標(biāo)志多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志四四. . 垂直位移觀測點(diǎn)位置的選擇注意事項垂直位移觀測點(diǎn)位置的選擇注意事項1. 1. 基點(diǎn)基點(diǎn)（1 1） 當(dāng)新建建筑物附近有修建年代比較長，基礎(chǔ)穩(wěn)定的建當(dāng)新建建筑物附近有修建年代比較長，基礎(chǔ)穩(wěn)定的建筑物時，則可在該建筑物上設(shè)置基點(diǎn)筑物時，則可在該建筑物上設(shè)置基點(diǎn)（2 2） 基點(diǎn)一般設(shè)置在建筑物范圍外約基點(diǎn)一般設(shè)置在建筑物范圍外約20202525米處，并避開米處，并避開日后可能要修建管線的地區(qū)，對于產(chǎn)生振動的建筑物，基日后可能要修建管線的地區(qū)，

11、對于產(chǎn)生振動的建筑物，基點(diǎn)埋設(shè)距建筑要遠(yuǎn)點(diǎn)，大型建筑物中，基點(diǎn)要統(tǒng)一布設(shè)在點(diǎn)埋設(shè)距建筑要遠(yuǎn)點(diǎn)，大型建筑物中，基點(diǎn)要統(tǒng)一布設(shè)在建筑周圍，以便水準(zhǔn)聯(lián)測。建筑周圍，以便水準(zhǔn)聯(lián)測。（3 3）大壩基點(diǎn)一般設(shè)置在壩體的下游，避開巖石斷裂帶和）大壩基點(diǎn)一般設(shè)置在壩體的下游，避開巖石斷裂帶和地下水的影響，最好選擇在基巖上，或埋于深層原狀土內(nèi)。地下水的影響，最好選擇在基巖上，或埋于深層原狀土內(nèi)。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.1 4.1 觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志觀測系統(tǒng)的布設(shè)與標(biāo)志2. 2. 觀測點(diǎn)觀測點(diǎn)（1 1）室內(nèi)觀測點(diǎn)一般選擇在地坪）室內(nèi)觀測點(diǎn)一般選擇在地坪0.50.5米處較為適米處較為適宜宜,

12、 ,測點(diǎn)以上的凈高不低于測點(diǎn)以上的凈高不低于3.23.2米，同時避開柱米，同時避開柱間橫隔墻，和墻外排水管。間橫隔墻，和墻外排水管。（2 2）若灌注基礎(chǔ)時，根據(jù)本身荷載情況，應(yīng)選擇埋）若灌注基礎(chǔ)時，根據(jù)本身荷載情況，應(yīng)選擇埋設(shè)臨時的墊層觀測點(diǎn)，待永久觀測點(diǎn)埋設(shè)完畢設(shè)臨時的墊層觀測點(diǎn)，待永久觀測點(diǎn)埋設(shè)完畢及沉降穩(wěn)定時，立即把高程引到永久觀測點(diǎn)上。及沉降穩(wěn)定時，立即把高程引到永久觀測點(diǎn)上。（3 3）若觀測點(diǎn)遭到破壞，必須立即補(bǔ)埋。）若觀測點(diǎn)遭到破壞，必須立即補(bǔ)埋。 多媒體課件多媒體課件2008.09.06.垂直位移包括垂直位移包括地面垂直位移和建筑物垂直位移。地面垂直位移和建筑物垂直位移。地面垂直

13、位移地面垂直位移: :地面沉降或上升，其原因除了地殼本身的運(yùn)動外，主地面沉降或上升，其原因除了地殼本身的運(yùn)動外，主要是人為造成的。要是人為造成的。建筑物垂直位移：建筑物垂直位移：測定建筑物基礎(chǔ)和其本身在垂直方向上的位移。測定建筑物基礎(chǔ)和其本身在垂直方向上的位移。測定地面、建筑物垂直位移時設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)位的要求：測定地面、建筑物垂直位移時設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)位的要求：1.基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在遠(yuǎn)離（平向或縱向）變形區(qū)的穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置，可基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在遠(yuǎn)離（平向或縱向）變形區(qū)的穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置，可在穩(wěn)定基巖或非常穩(wěn)固的建（構(gòu)）筑物上設(shè)立，也可深埋至基巖；在穩(wěn)定基巖或非常穩(wěn)固的建（構(gòu)）筑物上設(shè)立，也可深埋至基巖；其構(gòu)造與埋設(shè)必須保證穩(wěn)

14、定不變和長久保存等。其構(gòu)造與埋設(shè)必須保證穩(wěn)定不變和長久保存等。2.觀測點(diǎn)必須設(shè)立在最具有代表性的地點(diǎn)，并要注意點(diǎn)的密度；觀測點(diǎn)必須設(shè)立在最具有代表性的地點(diǎn)，并要注意點(diǎn)的密度；對于建（構(gòu)）筑物必須設(shè)立在其基礎(chǔ)上，并便于觀測和保存。對于建（構(gòu)）筑物必須設(shè)立在其基礎(chǔ)上，并便于觀測和保存。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.2 4.2 沉陷觀測沉陷觀測4.2.1 4.2.1 基本方法基本方法方法方法中小型建筑物沉陷觀測：普通水準(zhǔn)測量普通水準(zhǔn)測量大型廠房、高大建筑物：精密水準(zhǔn)測量精密水準(zhǔn)測量2. 2. 注意事項：注意事項：（1）水準(zhǔn)路線盡量閉合（2）三固定原則（3）在固定線路上的固定測站、轉(zhuǎn)點(diǎn)

15、位置設(shè)置臨時標(biāo)志和尺樁，以加快觀測速度（4）施工階段的沉陷觀測，應(yīng)利用建筑物平面圖分段記錄觀測時的施工進(jìn)度，以便繪制沉陷量和荷載的關(guān)系曲線圖。多媒體課件多媒體課件2008.09.06. 3. 3.概念概念 沉陷回彈觀測：沉陷回彈觀測：定期測量觀測點(diǎn)的相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的高差，并將不同時期測得的高程比較，得出沉陷與回彈情況。 沉陷觀測常采用水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量的方法。 （1）對于工業(yè)與民用建筑物：4.2 沉陷觀測沉陷觀測多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.2 沉陷觀測沉陷觀測 變形觀測多數(shù)是基礎(chǔ)沉陷觀測，對于建造在深度8 10m 8 10m 以上以上的基坑中的基礎(chǔ)則要觀測基坑回彈。 水準(zhǔn)線路（從

16、一水準(zhǔn)點(diǎn)到另一水準(zhǔn)點(diǎn)）應(yīng)形成閉合線路閉合線路。水準(zhǔn)測量時視線短，不大不大于于25m.25m.多媒體課件多媒體課件2008.09.06.一、基準(zhǔn)點(diǎn)觀測一、基準(zhǔn)點(diǎn)觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)間所布設(shè)的水準(zhǔn)環(huán)線，一般每公里水準(zhǔn)測量中數(shù)的中誤差不大于0.5mm二、觀測點(diǎn)觀測二、觀測點(diǎn)觀測混泥土觀測點(diǎn)的沉陷是根據(jù)兩岸的工作基點(diǎn)測定。其觀測的中誤差不超過不超過 1mm. 1mm.為了測定觀測點(diǎn)的沉陷量，應(yīng)在沉陷范圍外50 50 100m100m處布設(shè)控制點(diǎn)，一般觀測段的每端應(yīng)布設(shè)兩個控制點(diǎn)，間距50m50m。4.2 4.2 沉陷觀測沉陷觀測多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.2 沉陷觀測沉陷觀測二、大壩沉陷觀測

17、（1）測量標(biāo)準(zhǔn)：基點(diǎn)觀測按照一等水準(zhǔn)的要求實(shí)施，測點(diǎn)觀測一般是二等水準(zhǔn)測量的要求。（2）因為大壩水準(zhǔn)測量很多測段都是在廊道內(nèi)進(jìn)行，從而增加了測量的難度，因為廊道高度低，廊道底面呈階梯狀，坡度大，彎道多，視線很短，增加了測站數(shù)。 補(bǔ)充要求如下： 儀器至標(biāo)尺的距離，最長不超過40米，每站的前后視距不大于0.3米，前后視距差累計不大于1米；多媒體課件多媒體課件2008.09.06.4.2 沉陷觀測沉陷觀測 每次觀測進(jìn)出廊道前后，儀器、標(biāo)尺均需涼置半小時后才能進(jìn)行觀測； 在廊道內(nèi)觀測采用手電照明。（3）注意事項 A 初期觀測的次數(shù)較多，運(yùn)營后較少，遇到暴雨，洪峰等特殊情況，需增加觀測次數(shù) B 觀測的水準(zhǔn)路線鋪設(shè)成兩個工作基點(diǎn)之間的附合導(dǎo)線形式，每次觀測值均需加入標(biāo)尺改正值。 C 每次觀測不可以以工作基點(diǎn)做為起始高程，必須從基點(diǎn)開始，但將工作基點(diǎn)的年下沉值做為常數(shù)。多媒體課件多媒體課件2008.09.06.測定建筑傾斜觀測的方法：測定建筑傾斜觀測的方法：直接測定建筑物的傾斜通過測量建筑物基礎(chǔ)相對沉陷的方法確定建筑物的傾斜。一、直接測定建筑物的傾斜的方法：一、直接測定建筑物的傾斜的方法：懸吊錘球，根據(jù)偏差直接確定建筑物的傾斜經(jīng)緯儀投影、測水平角或光學(xué)垂準(zhǔn)