《工程测量》第15章建筑物变形观测

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1、第十五章 建筑物变形观测15-1 概述15-2 基准点与变形点15-3 垂直位移监测方法15-4 水平位移监测方法15-5 倾斜监测方法15-6 挠度监测方法15-3 变形观测成果处理15-1 概述一、各种大型建筑物在其建设与使用阶段均可能发生局 部或整体位移，也就是所说的“变形”或“形变”。变 形观测的任务是测量并预报形变，为制定补救措施 提供重要的参考数据。二、建筑物变形原因 1、建筑物基础的地质条件 2、地球物理运动如地震 3、静/动荷载 4、自然条件的影响 5、人为机械震动 6、材料选择不当、施工方法不当及施工中偷工 减料变形高楼群变形电视塔隔河岩水库蓄水现状图隔河岩水库蓄水现状图隔河

2、岩大坝隔河岩大坝GPS监测网图监测网图隔河岩水库泄洪图隔河岩水库泄洪图变形大坝变形滑坡变形地震三、变形的分类和观测方法 1、分类：分为静态和动态两类。静态变形是时间的函数；动态变形是外力的函数，对于时间，其观测结果表示在某一时刻的瞬时变形。 2、方法：静态变形用周期性的重复观测，动态变形则需用自动记录仪器记录其瞬时变形四、形变的表现形式1、垂直位移(沉降/抬升，Subsiding/Uplift)2、水平位移(Horizontal displacement)3、倾斜(Tilting)4、挠曲及扭转(Bending & Distorting)五、变形观测的精度要求1、如果目的是监视建筑物的

3、安全，可根据1971年国际 测量师协会(FIG)的建议来制定观测精度：观测中 误差应小于允许变形值的1/101/202、如果目的是研究区域形变规律如地壳形变监测，精 度应尽可能高些六、变形观测的频率要求 观测频率的确定随荷载的变化和变形速率而异15-2 基准点与变形点的构造与布设 建筑物的变形是通过量测观测点与基准点间的相对位置变化而求得的一、基准点及其布设 1、基准点：要求稳固可靠，一般应选在变形区域之外，且地质条件稳定，无震动源的地方。 2、工作基点：对于一些大型工程，要求基准点距变形区远，为方便观测，在观测点相对稳定处设立一些工作基点，由它直接对观测点进行观测。 3、布设要求 (1)、对

4、于水平位移观测，基准点间应构成平面控制网。通常要求埋设观测墩，实行强制对中 (2)、对于水准位移观测，基准点间应构成水准网(高程基准点不少于三个) 1、 观测点必须与建筑物固联在一起，并设立固定的观测标志； 2、观测点的数量与位置选择要求能正确、全面反映建筑物的变形情况并兼顾观测方便； 3、垂直位移观测点的布设：一般布设于建筑物的四角及荷载变化处、楼层变化处、地址条件变化处； 4、水平位移观测点的布设：因观测方法和变形方向而异，变形点的位置必须具有代表性。要求观测点与基准点 (或工作基点)通视，尽量设置强制对中器。二、观测点(变形点)及其布设水平控制网基准点1基准点2GPS1GPS1GPS2G

5、PS2GPS3GPS3GPS4GPS4GPS监测网强制对中器建筑物上的变形点或称观测点建筑物上的变形点安装BM1P 15P1P2P3P4P5P6P7P8P9P 10P 11P 12P 13P 14D2D4C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10BM3BM2某建筑群沉降监测水准网及监测点布置示意图 15-3 垂直位移观测方法一、基本方法 垂直位移观测的高程依据是水准基点，即在水准 基点高程不变的前提下，定期地测出变形点相对于水 准基点的高差，并求出其高程，将不同周期的高程加 以比较，即可得出变形点高程变化的大小及规律二、垂直位移监测网由水准基点构成水准网，可布设成闭 合环、结点或附合水准路线,

6、其精度等级和技术要求见 表a三、如果设置有工作基点，则每年应进行一至两次与水准 基点的联测，以检查工作基点是否发生变动。联测工 作应尽可能选择固定的月份，即保证外界条件基本相 同，以减少外界条件变化对成果的影响。四、垂直位移观测最常用的是水准测量，其观测精度等级 和技术要求见表bDS0.5或DS1型仪器，宜按国家三等水准测量的技术要求施测2.01.400.702.0四等DS0.5或DS1型仪器，宜按国家二等水准测量的技术要求施测0.80.600.301.0三等DS0.5型仪器，宜按国家一等水准测量的技术要求施测0.50.300.130.5二等DS0.5型仪器，视线长度15m，前后视距差0.3m

7、，视距累计差1.5m，宜按国家一等水准测量的技术要求施测0.20.150.070.3一等使用仪器观测方法及要求检测已测高差较差(mm)往返较差、附合或环线闭合差(mm)每站高差中误差(mm)相邻基准点高差中误差(mm)等级表a 垂直位移监测网的主要技术要求nnnnnnnn注：n为测段的测站数 等级高程中误差(mm)相邻点高差中误差(mm)观测方法往返较差、附合或环线闭合差(mm)一等0.30.15除按国家一等水准测量的技术要求施测外，尚需设双转点，视线15m，前后视距差0.3m，视距累计差1.5m二等0.50.30按国家一等水准测量的技术要求施测三等1.00.50按国家二等水准测量的技术要求施

8、测四等2.01.00按国家三等水准测量的技术要求施测n0.150.300.601.40nnn表b 变形点垂直位移观测的精度要求注：n为测段的测站数 四、垂直位移变形观测注意点 当用水准测量方法时， 要求做到三固定，即设置固定的测站与转点，使每次观测在固定的位置上进行；人员固定，以减少人差的影响；使用固定的仪器和水准尺，以减少仪器误差的影响。15-4 水平位移观测方法 水平位移观测基础是水平位移监测网（平面控制网）。 为使各控制点的精度一致，都采用一次布网，并采用独立坐标系统，例如大坝、桥梁等往往以它的轴线方向作为x轴，而y坐标的变化，即是它的侧向位移。 监测网的精度，应能满足变形点观测精度的要