第14建筑物變形觀測和竣工總平面圖編繪

02九月2023

114．1建筑物變形觀測概述

隨著建筑物修建，建筑物的基礎(chǔ)和地基所承受的荷載不斷增加，從而引起基礎(chǔ)及其四周地層變形，而建筑物本身固基礎(chǔ)變形及外部荷載與內(nèi)部應(yīng)力的作用，也要發(fā)生變形。這種變形在一定范圍內(nèi)，可視為正?，F(xiàn)象，但超過某一限度就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重的還會(huì)危及建筑物的安全。為了建筑物的安全使用，研究變形的原因和規(guī)律，為建筑物的設(shè)計(jì)、施工、管理和科學(xué)研究提供可靠的資料，在建筑物的施工和運(yùn)行管理期間需要進(jìn)行建筑物的變形觀測。02九月2023

21.建筑物變形的方式

包括建筑物的沉降、傾斜、裂縫和平移。

2.建筑物變形觀測的任務(wù):周期性地對設(shè)置在建筑物上的觀測點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測，求得觀測點(diǎn)位置的變化量。

3.影響建筑物變形觀測的主要因素:觀測點(diǎn)的布設(shè)、觀測的精度與頻率。

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31)變形觀測的精度要求，取決于該建筑物預(yù)計(jì)的允許變形值的大小和進(jìn)行觀測的目的。

如觀測的目的是為了確保建筑物的安全，使變形值不超過某一允許的數(shù)值，則觀測的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1／10～l／20。例如，設(shè)計(jì)部門允許某大樓頂點(diǎn)的允許偏移值為120mm，以其1／20作為觀測中誤差，則觀測精度為m=±6mm。

如果觀測目的是為了研究其變形過程，則中誤差應(yīng)比這個(gè)數(shù)小得多。通常，從實(shí)用目的出發(fā)，對建筑物的觀測應(yīng)能反映1～2mm的沉降量。

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42)觀測的頻率決定于變形值的大小和變形速度，以及觀測目的。

通常要求觀測的次數(shù)既能反映出變化的過程，又不遺漏變化的時(shí)刻。一般在施工過程中觀測頻率應(yīng)大些，周期可以是三天、七天、半月等，到了竣工投產(chǎn)以后，頻率可小一些，一般有一個(gè)月、兩個(gè)月、三個(gè)月、半年及一年等周期。除了按周期觀測以外，在遇到特殊情況時(shí)，有時(shí)還要進(jìn)行臨時(shí)觀測。02九月2023

514．2建筑物沉降觀測

建筑物沉降觀測是用水準(zhǔn)測量的方法，周期性地觀測建筑物上的沉降觀測點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn)之間的高差變化值。

14．2．1水準(zhǔn)基點(diǎn)和沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)

（1）水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè)

水準(zhǔn)基點(diǎn)是沉降觀測的基準(zhǔn)，因此它的構(gòu)造與埋設(shè)必須保證穩(wěn)定不變和長久保存。水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在建筑物沉降影響范圍之外，距沉降觀測點(diǎn)20～100m，觀測方便，且不受施工影響的地方。為了互相檢核，水準(zhǔn)基點(diǎn)最少應(yīng)布設(shè)三個(gè)。對于擬測工程規(guī)模較大者，基點(diǎn)要統(tǒng)一布設(shè)在建筑物周圍，便于縮短水準(zhǔn)路線，提高觀測精度。圖14.1是水準(zhǔn)基點(diǎn)的一種形式，在有條件的情況下，基點(diǎn)可筑在基巖或永久穩(wěn)固建筑物的墻角上。

城市地區(qū)的沉降觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)可用二等水準(zhǔn)與城市水準(zhǔn)點(diǎn)連測。也可以采用假定高程。

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（2）沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)

沉降觀測點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在最有代表性的地點(diǎn)，埋設(shè)時(shí)要與建筑物聯(lián)結(jié)牢靠，使觀測點(diǎn)的變化能真正反映建筑物的沉降情況。對于民用建筑，通常在它的四角點(diǎn)、中點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處布設(shè)觀測點(diǎn)；沿建筑物的周邊每隔10～20m布置一個(gè)觀測點(diǎn)；設(shè)有沉降縫的建筑物，在其兩側(cè)布設(shè)觀測點(diǎn)；對于寬度大于15m的建筑物，在其內(nèi)部有承重墻和支柱時(shí)，應(yīng)盡可能布設(shè)觀測點(diǎn)。對于一般的工業(yè)建筑，除了在轉(zhuǎn)角、承重墻及柱子上布設(shè)觀測點(diǎn)外，在主要設(shè)備基礎(chǔ)、基礎(chǔ)形式改變處、地質(zhì)條件改變處也應(yīng)布設(shè)觀測點(diǎn)。02九月2023

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沉降觀測點(diǎn)的埋設(shè)形式如圖14.2和圖14.3所示。圖14.2（a）、(b）分別為承重墻和柱上的觀測點(diǎn)，圖14.3為基礎(chǔ)上的觀測點(diǎn)。

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814·2·2沉降觀測

對中、小型廠房和建筑物，可采用普通水準(zhǔn)測量；對大型廠房和高層建筑，應(yīng)采用精密水準(zhǔn)測量方法。沉降觀測的水準(zhǔn)路線應(yīng)形成閉合線路。

與一般水準(zhǔn)測量的區(qū)別:

不同的是視線長度較短，一般不大于25m，一次安置儀器可以有幾個(gè)前視點(diǎn)。為了提高觀測精度，可采用“三固定”的方法(即固定人員，固定儀器和固定施測路線、鏡位與轉(zhuǎn)點(diǎn))。由于觀測水準(zhǔn)路線較短，其閉合差一般不會(huì)超過1～2mm，閉合差可按測站平均分配。02九月2023

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當(dāng)埋設(shè)的觀測點(diǎn)穩(wěn)固后，即可進(jìn)行第一次觀測。施工期間，一般建筑物每升高1～2層或每增加一次荷載，就要觀測一次。如果中途停工時(shí)間較長，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工前各觀測一次。發(fā)生大量沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測?？⒐ず髴?yīng)根據(jù)沉降量的大小來確定觀測周期。開始時(shí)可隔1～2月觀測一次，以每次沉降量在5～10mm為限，否則要增加觀測次數(shù)。以后隨著沉降量的減少，再逐漸延長觀測周期，直至沉降穩(wěn)定為止。

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104．2．3沉降觀測的成果整理

（1）整理原始記錄

檢查記錄的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否正確，精度是否合格，然后調(diào)整閉合差，推算各沉降觀測點(diǎn)的高程。

（2）計(jì)算沉降量

計(jì)算各觀測點(diǎn)本次沉降量（用各觀測點(diǎn)本次觀測所得的高程減去上次觀測點(diǎn)高程）和累計(jì)沉降量（每次沉降量相加），并將觀測日期和荷載情況一并記人沉降量統(tǒng)計(jì)表內(nèi)（表14.l）。02九月2023

11（3）繪制沉降曲線

為了預(yù)估下一次觀測點(diǎn)沉降的大約數(shù)值和沉降過程是否漸趨穩(wěn)定或已經(jīng)穩(wěn)定，可分別繪制時(shí)間--沉降量關(guān)系曲線，以及時(shí)間--荷載關(guān)系曲線，如圖14.4所示。

時(shí)間--沉降量關(guān)系曲線是以沉降量s為縱軸，時(shí)間t為橫軸，根據(jù)每次觀測日期和相應(yīng)的沉降量按比例畫出各點(diǎn)位置，然后將各點(diǎn)連接起來，并在曲線一端注明觀測點(diǎn)號碼，構(gòu)成s--t曲線圖（圖14.4）。

同理，時(shí)間--荷載關(guān)系曲線是以荷載p為縱軸，時(shí)間t為橫軸，構(gòu)成p--t曲線圖（圖14.4）。

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1214．3建筑物的傾斜觀測

測定方法有兩類：一類是直接測定法；另一類是通過測定建筑物基礎(chǔ)的相對沉降確定其傾斜度。

如圖所示，將經(jīng)緯儀安置在離建筑物的距離大于其高度的1.5倍的固定測站上，瞄準(zhǔn)上部的觀測點(diǎn)M，用盤左和盤右分中投點(diǎn)法定出下面的觀測點(diǎn)N。

14·3·l一般建筑物的傾斜觀測02九月2023

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用同樣方法，在與原觀測方向垂直的另一方向，定出上觀測點(diǎn)P與下觀測點(diǎn)Q。相隔一段時(shí)間后，在原固定測站上安置經(jīng)緯儀，分別瞄準(zhǔn)上觀測點(diǎn)M與P，仍用盤左和盤右分中投點(diǎn)法得N′與Q′，若N′與N、Q與Q′不重合，說明建筑物發(fā)生了傾斜。用尺量出傾斜位移分量ΔA、ΔB，然后求得建筑物的總傾斜位移量Δ，即：

（14.1）

建筑物的傾斜度i用下式表示：

式中：H——建筑物高度；α——傾斜角。02九月2023

1414·3·2塔式建筑物的傾斜觀測

當(dāng)測定圓形構(gòu)筑物如煙囪、水塔等的傾斜度時(shí)，首先須求出頂部中心對底部中心的偏心距。如圖14.6(a)所示，在煙囪底部橫放一根水準(zhǔn)尺，然后在水準(zhǔn)尺的中垂線方向上安置經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀距煙囪的距離約為煙囪高度的1.5倍。煙囪頂部中心O對底部中心O′在y方向上的偏心距為：02九月2023

15同法可測得在X方向上頂部中心O的偏心距為：

頂部中心對底部中心的總偏心距西和傾斜度i可分別用式（14.l）和式（14.2）的方法計(jì)算。02九月2023

1614．3．3傾斜儀觀測

傾斜儀一般能連續(xù)讀數(shù)、自動(dòng)記錄和數(shù)字傳輸，又有較高的精度，故在傾斜觀測中應(yīng)用較多。常見的傾斜儀有水管式傾斜儀、水平擺傾斜儀、氣泡式傾斜儀和電子傾斜儀四種，

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1714．4建筑物的裂縫與位移觀測

14．4．l建筑物的裂縫觀測

裂縫是在建筑物不均勻沉降情況下產(chǎn)生不容許應(yīng)力及變形的結(jié)果。當(dāng)建筑物中出現(xiàn)裂縫，為了安全應(yīng)立即進(jìn)行裂縫觀測。

如圖所示，用兩塊大小不同的矩形薄白鐵板，分別釘在裂縫兩側(cè)，作為觀測標(biāo)志。固定時(shí)，使內(nèi)外兩塊白鐵板的邊緣相互平行。將兩鐵板的端線相互投到另一塊的表面上。用紅油漆畫成兩個(gè)“”標(biāo)記。02九月2023

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如裂縫繼續(xù)發(fā)展，則鐵板端線與三角形邊線逐漸離開，定期分別量取兩組端線與邊線之間的距離，取其平均值，即為裂縫擴(kuò)大的寬度，連同觀測時(shí)間一并記人手簿內(nèi)。此外，還應(yīng)觀測裂縫的走向和長度等項(xiàng)目。

對重要的裂縫，以及大面積的多條裂縫，應(yīng)在固定距離及高度設(shè)站，進(jìn)行近景攝影測量。通過對不同時(shí)期攝影照片的量測，可以確定裂縫變化的方向及尺寸。

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14．4．2位移觀測

位移觀測是根據(jù)平面控制點(diǎn)測定建（構(gòu)）筑物的平面位置隨時(shí)間而移動(dòng)的大小和方向。

有時(shí)只要求測定建（構(gòu)）筑物在某特定方向上的位移量，例如大壩在水壓力方向上的位移量。觀測時(shí)，可在垂直于移動(dòng)方向上建立一條基線，在建（構(gòu)）筑物上埋設(shè)一些觀測標(biāo)志，定期測量各標(biāo)志偏離基準(zhǔn)線的距離，就可了解建（構(gòu)）筑物隨時(shí)間位移的情況。

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20圖14、11是用導(dǎo)線測量法查明工業(yè)廠房的位移情況。AJ為施工中平面控制點(diǎn)，M為在墻上設(shè)立的觀測標(biāo)志，用經(jīng)緯儀測量∠BAM=β，視線方向大致垂直于廠房位移的方向。若廠房有平面位移MM′，則測得∠BAM′=β′，設(shè)Δβ=β-β′，則位移量MM’按下式計(jì)算：

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2114．5竣工總平面圖的編繪

為了確切地反映工程竣工后的現(xiàn)狀，為工程驗(yàn)收和以后的管理、維修、擴(kuò)建、改建、事故處理提供依據(jù)，需要開展竣工測量和編繪竣工總平面圖?？⒐た偲矫鎴D一般應(yīng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)，竣工建（構(gòu)）筑物的位置和周圍地形，主要地物點(diǎn)的解析數(shù)據(jù)，此外還應(yīng)附必要的驗(yàn)收數(shù)據(jù)、說明、變更設(shè)計(jì)書及有關(guān)附圖等資料。竣工總平面圖的編繪包括竣工測量和資料編繪兩方面內(nèi)容。02九月2023

2214．5．l竣工測量

在每一個(gè)單項(xiàng)工程完成后，必須由施工單位進(jìn)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)。竣工測量的內(nèi)容包括：

（1）工業(yè)廠房及一般建筑物：各房角坐標(biāo)、幾何尺寸，地坪及房角標(biāo)高，附注房屋結(jié)構(gòu)層數(shù)、面積和竣工時(shí)間等。

（2）地下管線：測定檢修井、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、起終點(diǎn)的坐標(biāo)，井蓋、井底、溝槽和管頂?shù)鹊母叱蹋阶⒐艿兰皺z修井的編號、名稱、管徑、管材、間距、坡度和流向。

（3）架空管線：測定轉(zhuǎn)折點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、交叉點(diǎn)和支點(diǎn)的坐標(biāo)，支架間距、基礎(chǔ)標(biāo)高等。

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23（4）特種構(gòu)筑物：測定沉淀池、煙囪、煤氣罐等及其附屬構(gòu)筑物的外形和四角坐標(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。

（5）交通線路：測定線路起終點(diǎn)、交叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)，曲線元素，路面、人行道、綠化帶界線等。

（6）室外場地：測定圍墻拐角點(diǎn)坐標(biāo)，綠化地邊界等。

竣工測量與地形圖測量的方法相似，不同之處主要是竣工測量要測定許多細(xì)部點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，因此圖根點(diǎn)的布設(shè)密度要大一些，細(xì)部點(diǎn)的測量精度要精確至厘米。

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2414．5．2竣工總平面圖的編繪

編繪竣工總平面圖時(shí)需掌握的資料有設(shè)計(jì)總平面圖、系統(tǒng)工程平面圖、縱橫斷面圖及變更設(shè)計(jì)的資料，施工放樣資料，施工檢查測量及竣工測量資料。編繪時(shí)，先在圖紙上繪制坐標(biāo)格網(wǎng)，再將設(shè)計(jì)總平面圖上的圖面內(nèi)容，按其設(shè)計(jì)坐標(biāo)用鉛筆展繪在圖紙上，以此作為底圖，并用紅色數(shù)字在圖上表示出設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。每項(xiàng)工程竣工后，根據(jù)竣工測量成果用黑色繪出該工程的實(shí)際形狀，并將其坐標(biāo)和高程注在圖上。黑色與紅色之差，即為施工與設(shè)計(jì)之差。隨著施工的進(jìn)展，逐步在底圖上將鉛筆線都繪成黑色線。經(jīng)過整飾和清繪，即成為完整的竣工總平面圖。

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廠區(qū)地上和地下所有建筑物、構(gòu)筑物如果都繪在一張竣工總平面圖上，線條過于密集而不便于使用時(shí)，可以采用分類編圖，如綜合竣工總平面圖、交通運(yùn)輸竣工