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建筑物变形观测是指测定建筑物及其地基在建筑物本身的荷载或受外力作用下,一定时间段内所产生的变形量及其数据的分析和处理工作。随着高大建筑的增多和古建筑的维修,变形观测工作愈来愈受到人们的重视。变形控制网的布设,已在研究应用优化设计的理论和方法。
测定建筑物及其地基在建筑物本身的荷载或受外力作用下,一定时间段内所产生的变形量及其数据的分析和处理工作。内容包括沉降、倾斜、位移、挠曲、风振等变形观测项目。其目的是监视建筑物在施工过程中和竣工后,投入使用中的安全情况;验证地质勘察资料和设计数据的可靠程度;研究变形的原因和规律,以改进设计理论和施工方法。
建筑物地基和基础变形观测内容主要有:
基坑回弹测量在基坑开挖前、中、后期,测出事先埋设在基底面上的观测点,由于基坑开挖引起的高程变化。开挖前和开挖后两次的高程差为基坑的总回弹量。
地基分层沉降测量测出埋设在不同土层上的观测点因荷载增加而引起的高程变化,以求得各土层的沉降量和受压层的最大深度。
建筑物的沉降测量测出建筑物或基础上的观测点,因时间推移或因地基发生变化所引起的高程差异,比较不同周期的观测值即得沉降量。
以上内容都属于以垂直位移为主的变形观测,其方法是首先按建筑场地地形、地质条件和对变形观测的精度要求,合理布设变形控制网点(见工程控制测量)。在建筑物附近比较稳固的位置埋设工作基点,直接用以测定建筑物上的观测点的位移,尽可能在变形影响以外的稳固位置埋设基准点(检查点),用以检核工作基点本身的稳固性(见地面沉降和水平位移观测)。工作基点与基准点一般都组成网形,用精密水准测量的方法来施测和检验。高程变化值的测定通常采用精密水准方法,也可用液体静力水准仪、气泡倾斜仪、电子水准器等进行测量。
建筑物上部变形观测内容主要有:
倾斜观测测定建筑物顶部由于地基有差异沉降或受外力作用而产生的垂直偏差。通常在顶部和墙基设置观测点,定期观测其相对位移值,也可直接观测顶部中心点相对于底部中心点的位移值,然后推算建筑物的倾斜度。
位移观测测定建筑物因受侧向荷载的影响而产生的水平位移量,观测点的建立视工程情况和位移的方向而定。
裂缝观测测出建筑物因基础有局部不均匀沉降而使墙体出现的裂缝。一般在裂缝两侧设置观测标志,定期观测其位置变化,以取得裂缝的大小和走向等资料。
挠度观测测定建筑物受力后产生的挠曲程度。一般测定设置在建筑物垂直面内不同高度观测点相对于底点的水平位移值。
摆动和转动观测测定高层建筑物和高耸构筑物在风振、地震、日照等外力作用下的摆动量和扭曲程度。
上述内容多属于以水平位移为主的变形观测,其方法除在稳定地区建立变形控制网,检验工作基点或基准点的稳固性外,通常使用测角前方交会法、经纬仪投影法、观测水平角法、激光准直法和垂线观测法等,来定期测定观测点的位置变化。对于特定方向的水平位移,还可用视准线法和引张线法进行观测。近年来,开始应用的近景摄影测量方法,对于测定地基基础与建筑物沉降、建筑物倾斜、测求裂缝参数、模型变形状态参数,以及建筑机械构件变形的检验等方面都有一定的效果。近景摄影测量通常使用摄影经纬仪、普通摄影机或高速摄影机,按正直、等偏、交向等摄影方式,可在一定时间段或瞬间连续记录建筑物和试验模型的大量点位变形信息。并使用立体坐标量测仪、电子计算机、精密立体测图仪或解析测图仪,按解析法或模拟解析法,测定观测点随时间所产生的二维或三维相对变形量。所摄得的像片,作为档案资料还可在其他任何时候进行检核量测。
变形观测的数据处理与分析首先,将观测成果进行初步整理,再以时间或荷载为横坐标,以累计变形量为纵坐标,绘制各种变形过程线,以便初步了解变形的幅度、趋势和建筑物的安全情况。其次,要对观测资料进行归纳和分析。通常采用回归分析的方法,先选择合适的拟合方法,再按最小二乘法与统计检验的原理求得回归方程,从而找出变形的规律性。由此方程即可根据各个自变量来推求所需因变量(即变形值),以推算、预报今后的变形情况,研究应采取的措施。对于基准点、工作基点和观测点稳固性的检验,在有固定的起算点时,用统计检验的方法,根据定期重复观测的结果,用最小二乘法计算各点的离差矢量,进行F(两个正态母体的方差是否相等)检验,以判断水准点高程的变化是由于水准点的升降还是由于观测的误差所引起。在没有固定的起算点时,采用秩亏自由网平差方法计算各点的位移值,根据定期重复观测成果,判断其稳定性。
随着高大建筑的增多和古建筑的维修,变形观测工作愈来愈受到人们的重视。变形控制网的布设,已在研究应用优化设计的理论和方法;观测方法除了沿用一些行之有效的传统观测仪器和方法外,将逐步应用全能激光测量仪、自动垂直仪、电子测斜仪、位移摄影探索器等光电、电子仪器和摄影测量技术,使测量过程日趋自动化;观测数据的处理,已广泛应用数理统计的方法来检验点位的稳定性,由单一变量统计分析发展到多变量动态的定性定量统计分析,对建筑物的安全将提供更可靠的预测与预报。
一类深基坑建筑面积5万平方米变形观测需要设置多少点
基础底板后,地下室一层测一次,主体结构施工过程中,每施工二层测一次,内墙体完成测一次,外装饰完成测一次,竣工时测一次,前3年,一般每年测一次,3年后每二年测一次。沉降观测即根据建筑物设置的观测点与固定...
定建筑物及其地基在建筑物本身的荷载或受外力作用下,一定时间段内所产生的变形量及其数据的分析和处理工作。内容包括沉降、倾斜、位移、挠曲、风振等变形观测项目。其目的是监视建筑物在施工过程中和竣工后,投入使...
建筑物变形观测
一、 建筑物变形观测的目的 目的: 工程建筑物的全部重量要由 地基承受 ,在具有压缩性的地基上 (如粘土、砂土)建造建筑物时,地基受压后,建筑物就会逐渐下 沉,不均匀的沉降会引起建筑物变形 ,严重的可能产生倾斜和 裂缝,以致危及建筑物的安全或减少使用年限。 因此,应在建筑过程及交付使用后进行变形观测,以便及时 发现问题,采取措施保护建筑物。 建筑物的变形包括三个方面: 沉降、水平位移和倾斜。 由于建筑物的重量,使地基受荷载而扰动,引起建筑物 沉降; 由于横向力作用于建筑物地基,使建筑物产生 水平位移; 建筑物在平面上不均匀沉降,使建筑物产生 倾斜。 此外,由于沉降与水平位移的共同作用达到一定程度, 使建筑物产生 裂缝,直至 倒塌。 变形观测就是用测量的手段,观测建筑物沉降、水平位移和 倾斜的变化量,并通过一定时间段的变化量,确定建筑物的变形趋 势,以利采取相应措施。 一、建筑物沉降观测 1
《开采沉陷与建筑物变形观测》主要内容分为两篇。上篇矿山地表与岩层移动观测,主要内容有:地下开采引起的岩层与地表移动、地表及岩层移动的观测工作、地表沉陷的一般规律、地表移动与变形预计、开采损害及其防护措施、露天矿边坡的稳定性监测、下沉与变形监测新技术;下篇建筑物变形观测,主要内容有:建(构)筑物变形观测的内容与布设方案、建(构)筑物垂直位移观测、建(构)筑物水平位移观测、变形观测成果的整理分析、变形观测中常用的几种特殊测量方法等。《开采沉陷与建筑物变形观测》紧密结合地表沉陷与变形观测行业的新技术及其应用发展,有较强的实用性。
成果登记号 |
19910625[04935] |
成果名称 |
建筑物变形观测研究 |
第一完成单位 |
西安地质学院测量系 |
主要完成人 |
朱松涛、金其坤、场新民、狄方贤、薛冬钧 |
主题词 |
地基沉降;水准测量;摄影测量学;建筑物变形 |
本书简要系统地论述了工程建筑物变形观测和变形分析的理论和方法。书中理论与实践并重,重点是变形观测的数据处理、变形分析和成果整理。
本书可作为高等学校相关专业研究生和高年级学生的教学用书,也可供有关专业的研究人员和工程技术人员参考。