建筑变形测量

建筑变形测量一、变形观测的基本规定1）工程建筑物变形观测的意义和原因由于各种因素的影响工程建筑物以及其设备的运营过程中，都会产生变形。这种变形如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和运营期间，必须对它们进行变形观测。一般来讲，建筑物变形主要是由两个方面的原因引起的。一是自然条件及其变化，建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等；另一种是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载（如风力、震动等）的作用。此外由于勘测、设计、施工以及运营管理工作做得不合理，也会引起建筑物的变形。工程建筑物的变形按其类型来区分，可以分为相对静态变形和实时动态变形。2）工程建筑物变形观测的内容变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量。如果要求得瞬时变形，则应采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置。变形观测的主要内容：（1）沉降观测（建筑场地沉降观测、基坑回弹观测、地基土分层沉降观测、建筑沉降观测）（2）位移观测（建筑主体倾斜观测、建筑水平位移观测、基坑壁侧向位移观测、建筑场地滑坡观测、挠度观测）（3）特殊变形观测（裂缝观测、日照变形观测、风振观测等）3）变形观测的方法至于工程建筑物变形观测的方法，要根据建筑物的性质、使用情况、观测精度、周围的环境以及对观测的要求来选定。垂直位移：水准测量、液体静力水准测量、电磁波测距三角高程测量等。水平位移：①对于建筑物主体倾斜观测，宜选用下列经纬仪观测法（如投点法、测水平角法、前方交会法等）；②建筑水平位移观测，当测量地面观测点在特定方向的位移时可使用视准线、激光准直、测边角等方法；③挠度观测：差异沉降法、位移计、挠度计等。4）建筑物变形观测的精度建筑变形测量的级别、精度指标及其适用范围变形测量等级沉降观测位移观测主要适用范围观测点测站高差中误差（mm）观测点坐标中误差（mm）特级±0.05±0.3特高精度要求的特种精密工程的变形测量一级±0.15±1.0地基基础设计为甲级的建筑的变形测量；重要的古建筑和特大型市政桥梁等变形测量等二级±0.5±3.0地基基础设计为甲、乙级的建筑的变形测量；场地滑坡测量；重要管线、大型市政桥梁的变形测量；地下工程施工及运营中变形测量等三级±1.5±10.0地基基础设计为乙、丙级的建筑的变形测量；地表、道路及一般管线的变形测量；中小型市政桥梁的变形测量等5)部分主要检测和验收依据5.1)检测依据：《建筑变形测量规范》JGJ8–2007《工程测量规范》GB50026-2007《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-20095.2)验收依据：《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999《危险房屋鉴定标准》JGJ125-1999《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-20012.变形控制测量2.1）一般规定建筑变形测量基准点和工作基点的设置应符合下列规定：1建筑物沉降观测应设置高程基准点；2建筑位移和特殊变形观测应设置平面基准点，必要时应设置高程基准点；3当基准点离所测建筑距离较远致使变形测量作业不方便时，宜设置工作基点。2.2）变形监测网的网点，宜分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设应符合下列要求（1）基准点基准点为变形观测系统的基本控制点，是测定工作点和变形点的依据。基准点通常埋设在稳固的基岩上或变形区域以外，尽可能长期保存，稳定不动。每个工程一般应建立3个基准点。为了达到基准点稳定的要求，可有两种方法：一是远离工程建筑物;二是深埋。（2）工作点工作点又称工作基点，它是基准点与变形观测点之间起联系作用的点。工作埋设在被研究对象附近，要求在观测期间保持点位稳定。（3）观测点变形观测点是直接埋设在变形体上的能反映建筑物变形特征的测量点，又称观测点，一般地设在建筑物内部。并根据测定它们的变化来判断这些建筑物的沉陷与位移。三、建筑物的沉降观测(一)、概念建筑物在施工期间及竣工后，由于自然条件即建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度、土壤的物理性质等的变化和建筑物本身的荷重、结构、型式及动荷载的作用，建筑物产生均匀或不均匀的沉降。建筑物沉降观测是通过采用相关等级及精度要求的水准仪，通过在建筑物上所设置的若干观测点定期观测相对于建筑物附近的水准点的高差随时间的变化量，获得建筑物实际沉降的变化或变形趋势，并判定沉降是否进入稳定期和是否存在不均匀沉降对建筑物的影响，建筑物沉降观测应测定建筑及地基的沉降量、沉降差及沉降速度。1）沉降观测的目的监测建筑物在垂直方向上的位移（沉降），以确保建筑物及其周围环境的安全。建筑物沉降观测应测定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。2）沉降观测原理定期地测量观测点相对于稳定的水准点的高差以计算观测点的高程，并将不同时间所得同一观测点的高程加以比较，从而得出观测点在该时间段内的沉降量：式中：i表示观测点点号；j表示观测期数。(二)沉降观测的几个主要参数和基本概念：⑴高差的概念①高差：两个地面点之间的高程差称为高差。⑵水准点（BM）：水准点有永久性和临时性两种。由测绘部门，按国家规范埋设和测定的已知高程的固定点，作为在其附近进行水准测量时的高程依据，叫永久水准点。)()1(jijiHHH（二）沉降观测高程基准点的布设和测量1、基准点的布设要求⑴建筑沉降观测应设置基准点，当基准点离所测建筑距离较远时还可加设工作基点。对特级沉降观测的基准点数不应少于4个，其他级别沉降观测的基准点数不应少于3个，工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。⑵基准点应设置在位置稳定，易于长期保存的地方，并应定期复测。基准点在建筑施工过程中1～2月复测一次，稳定后每季度或每半年复测一次。当观测点测量成果出现异常，或测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，需及时进行复测，并对其稳定性进行分析。⑶基准点的标石应埋设在基岩层或原状土层中，在建筑区内，点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。在建筑物内部的点位，标石埋深应大于地基土压缩层的深度。⑷基准点和工作基点应避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方。(三)、沉降观测点的布置方法与要求1、沉降观测点的布置沉降观测点的位置以能全面反映建筑物地基变形特征，并结合地质情况及建筑结构特点确定，点位宜选设在下列位置：⑴建筑物的四角、核心筒四角、大转角处及沿外墙每10～15ｍ处或每隔2～3根柱基上。⑵高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。⑶建筑物裂缝、后浇带和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊外、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。⑷宽度大于等于15ｍ或小于15ｍ而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。⑸邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处。⑹框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。⑺片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。⑻重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。⑼电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于4个。2、沉降观测标志的形式与埋设要求沉降观测标志可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志（用于宾馆等高级建筑物）等型式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。隐蔽式沉降观测点标志的型式，可按图1、图2、图3的规格埋设。图１窨井式标志图２盒式标志（适用于建筑物内部埋设，单位：mm）（适用于设备基础上埋设，单位：mm）图３螺栓式标志（适用于墙体上埋设，单位：mm）沉降观测点墙上标志观测点埋设观测点埋设沉降观测基准点（四）沉降观测方法与观测要求⑴沉降观测的周期和观测时间：①建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。一般建筑，可在基础完工后或地下室砌完后开始观测，大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用高层建筑可每加高1～5层观测一次；工业建筑可按不同施工阶段（如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等）分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的25％、50％、75％和100％时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔2～3个月观测一次。②建筑物使用阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，一般情况下，可在第一年观测3～4次，第二年观测2～3次，第三年后每年1次，直至稳定为止。③在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或2~3天一次的连续观测。（五）沉降是否进入稳定阶段，有几种方法进行判断：①对于一般观测工程，若沉降速度小于0.01～0.04mm/d，可认为已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。8）沉降观测的工作方式“分级观测”方式。将沉降观测的布点分为三级：水准基点、工作基点和沉降观测点，沉降观测分两级进行：（1）水准基点——工作基点；（2）工作基点——沉降观测点。如果建筑物施工场地不大，则可不必分级观测，但水准点应至少布设3个，并选择其中最稳定的一个点作为水准基点。(六)观测结果与结果判定1、观测工作结束后，应提交下列成果：⑴沉降观测成果表；⑵沉降观测点位分布图；⑶工程平面位置图及基准点分布图；⑷ｐ—ｔ—ｓ（荷载、时间、沉降量）曲线图（视需要提交）；⑸建筑物等沉降曲线图（如观测点数量较少可不提交）；⑹沉降观测分析报告。2、根据沉降量与时间关系曲线判定沉降是否进入稳定阶段。一般观测工程，若最后100d的沉降速率小于0.01～0.04ｍｍ/ｄ，可认为已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。(七)、实例沉降观测实例1、概况某住宅楼为三层结构，施工期间需对该楼进行六次沉降观测，布设沉降观测点共6个，具体点位布置见下图：沉降观测点位某住宅楼沉降观测点位布置示意图某住宅楼56沉降观测基准点BM05BM0423北2、检测仪器水准仪DS1型；2m精密铟钢水准标尺（两根）；3、现场观测此次沉降观测采用仪器两次测高法进行观测；现场观测时，整个观测过程为一闭合回路；受现场条件限制时，可使用适当的转点进行观测。4、原始记录整理每次观测结束后，应及时计算出每次观测后各个测点的相对高程，同时计算出各个测点的本次沉降量和累计沉降量。计算如下：⑴、本次沉降＝本次高程-上次高程⑵、累计沉降＝本次高程-首次高程六次沉降观测汇总结果见下表沉降观测成果表表3-4第1次第2次第3次第4次第5次第6次沉降量(mm)沉降量(mm)沉降量(mm)沉降量(mm)沉降量(mm)沉降量(mm)观测点本次累计本次累计本次累计本次累计本次累计本次累计10.000.002.082.082.034.111.655.760.836.590.356.9420.000.001.571.57.514.081.475.550.696.240.226.4630.000.001.831.832.554.381.