《工程测量》第15章建筑物变形观测.ppt

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 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1/10~1/20 2、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。 §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,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b 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求。故 在设计监测网时，要预估该网的精度，并选择适宜的观测 等级与方法。精度及技术要求见下表： 二、观测点水平位移测量方法 3、测角后方交会 (1)、基准点：A、B与C (2)、观测量：角度α与β (3)、P点的坐标计算见§7-6 (4)、点位中误差： 4、