第4章 建筑物内部监测.ppt

第4章 建筑物内部监测 主要内容 内部位移监测 应力/应变监测 地下水位及渗流监测 挠度监测 裂缝监测 光纤监测技术 建筑物的内部监测是安全监测的重要内容； 监测项目主要包括：位移监测、应力/应变监测、温度监测、渗流监测和挠度监测等。 内部监测一般采用传感器等自动化监测技术实施； 在大多数大型工程中，内部监测已经成为必选的监测项目，其监测资料为工程建筑物的安全评判提供了可靠的依据。 4.1内部位移监测 概述 内部位移观测包括分层沉降观测、分层水平位移观测和界面位移观测。 在土工建筑物的施工控制和变形监测中，一般都需要进行这个项目的监测。 内部位移观测 一般以观测断面的形式进行布置，观测断面应布置在最大横断面及其他特征断面上，如地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等。 每个观测断面上可布设1～3条观测垂线，其中一条宜布设在轴线或中心线附近。 观测垂线上测点的间距，应根据建筑物的高度、结构形式、材料特性及施工方法与质量等而定。 一条观测垂线上的分层沉降测点，一般宜3～15个。最下一个测点应置于基础表面，以兼测基础的沉降量。 界面位移 测点通常布设在坝体与岸坡连接处、组合坝型不同坝斜交界及土坝与混凝土建筑物连接处，测定界面上两种介质相对的法向及切向位移。 观测方法 分层沉降观测主要方法有：电磁式沉降仪观测、干簧管式沉降仪观测、水管式沉降仪观测、横臂式沉降仪观测和深式测点组观测。 分层水平位移观测的常用方法有：测斜仪及引张线式位移计，有条件时，也可采用正、倒垂线进行观测。 界面位移可采用振弦式位移计及电位器式位移计进行观测。 测斜仪及其应用 测斜仪是观测分层水平位移的常用仪器。 测斜仪一般由测头、导向滚轮、连接电缆及测读设备等部分组成。 其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的特性。弹簧铜片上端固定,下端靠着摆线；当测斜仪倾斜时摆线在摆锤的重力作用下保持铅直，压迫簧片下端，使簧片发生弯曲，由粘贴在簧片上的电阻应变片测出簧片的弯曲变形，即可知道测斜仪的倾角，从而推算出测斜管的位移。 测斜仪的使用方法 （1）测斜仪在使用前需按规定进行严格标定； （2）测斜管用钢材、铝合金和塑料等制作，每节长度2～4m，管接头有固定式或伸缩式两种，管内壁设有两对互相垂直的纵向导槽； （3）测斜管宜埋设在孔径等于或大于89mm 的钻孔中, 通常管底应埋置在预计发生倾斜部位的深度之下； （4）测斜管应竖向埋设，管内导槽位置应与量测位移的方向一致； （5）测斜管顶部高出基准面150～200mm，顶部和底部用盖子封牢，并在埋入前灌满清水,以防污水、泥浆或砂浆从管接头处漏入； （6）测斜管应在正式测读前5天安装完毕,并在3～5天内重复测量3次以上，判明测斜管已处于稳定状态后方可开始正式测量工作； （7）测量时,将测斜仪与标有刻度的电缆线连接,电缆线的另一端与测读设备连接；然后将测斜仪沿测斜管的导槽放入管中，直滑到管底，每隔一定距离向上拉线读数，测出测斜仪与竖直线之间的倾角变化,即可得出不同深度部位的水平位移。 分层沉降观测 分层沉降观测一般和分层水平位移观测联合布设，即在测斜管的外部再加设沉降环; 要求测斜管的刚度与周围介质相当，且沉降环与周围介质密切结合; 沉降管（或测斜管）一般应随建筑物的填筑埋设。 电磁式沉降仪观测 利用电磁式沉降仪观测分层沉降时，首先应测定孔口的高程，再用电磁式测头自下而上测定每个沉降环的位置（即孔口到沉降环的距离），每个测点应平行测定两次，读数差不得大于2mm。 利用孔口高程和孔口到沉降环的距离可以计算出每个沉降环的高程，从而可以计算出每个沉降环的沉降量，以及每个沉降环之间的相对沉降量。 深式测点组观测 分层沉降观测也可采用深式测点组的方式进行观测，即在需要观测的位置预埋测点标志，并将标志接伸到建筑物的表面，这样，多个标点就形成了一个标点组，每次观测各个标头高程，即可知道各测点的沉降情况。 水管式沉降仪观测 水管式沉降仪也是用于测量建筑物内部沉降的一种常用测量仪器； 该仪器由沉降测头、连通水管、排水管、通气管、保护管、观测台、充水排气设备等构成； 常用于土石坝、河堤等土工建筑物的沉降监测。 4.2 应力/应变监测 概念 在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力； 应力是反映物体一点处受力程度的力学量，同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。 应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏。 应力应变监测的作用 通过应力应变监测，了解建筑物应力的实际分布，寻求最大应力的位置、大小和方向，真正掌握建筑物的实际强度安全程度。 利用应力应变的观测成果，可以改进设计，验证新的设计方法和建筑物的设计形态。 仪器埋设 为了获得观测数据，必须在事先选择好的观测截面