学习情境七变形监测.DOC

学习情境七：变形监测 单元一：垂直位移观测 一、建构筑物变形监测概述 1．建构筑物变形监测工作的目的及意义 各类建构筑物，特别是现今大量兴建的高层建构筑物，在其施工和使用期间，由于受建筑工程场区的工程地质条件、地基处理方法、建构筑物上部结构的荷载等各种因素的影响将会引起基础及其四周地层产生一定程度的变形，这种变形在规范允许限值内，应认为是正常现象；但如果超过了规定的限度，就会影响建构筑物的正常使用，会对建构筑物的安全产生严重影响，或使建构筑物发生非均匀沉降而导致倾斜，或造成建筑物开裂，严重时会危及建构筑物的安全甚至造成建构筑物的垮塌等严重安全事故，对人们的生命及财产造成不可估量的损失。因此，在工程建筑物的设计、施工和运营期间等阶段，必须进行工程变形监测工作，以便及时作出安全预报。 另外，在建构筑物密集的城市修建高层建筑、地下车库时，往往要在狭窄的场地上进行深基坑的垂直开挖，这就需要采用支护结构对基坑边坡土体进行支护。由于施工中许多难以预料因素的影响，使得在深基坑开挖及施工过程中，边坡土体可能产生较大变形，造成支护结构失稳或边坡坍塌的严重事故。因此，在深基坑开挖和施工中，也应对支护结构和周边环境进行变形监测。 通过对建筑基坑及其周边环境、建构筑物主体等对象实施变形观测，便可得到相对应的变形数据，因而可分析和监视基坑及周围环境的变形情况，并能对基坑工程的安全性及对周围环境的影响程度有全面的了解，当发现有异常变形时，可以及时分析原因，实施安全预报，为工程设计人员采取有效措施提供数据资料，最终确保工程质量和安全生产。 所谓建构筑物变形监测，是指用特定的测量仪器和监测设备对建构筑物及其基坑（或一定范围内岩石和土体）在建构筑物荷载及外力作用下随时间的改变而发生的空间及形体的变形（包括垂直位移、水平位移、倾斜、裂缝、挠度等）进行观测，并对所采集的观测数据进行分析处理的工作。通过对变形体的动态监测，可以获得精确的观测数据，进而对观测数据进行综合分析，便可及时对工程项目的基坑工程及建构筑物施工过程中所发生的异常变形情况做出预报，以便采取必要的技术措施，避免造成严重后果。 建构筑物的变形按其类型来区分，可以分为静态变形和动态变形。静态变形通常是指变形监测的结果只表示在某一期间内的变形值，其变形量只是时间的函数；动态变形是指在外力影响下的变形，它是以外力为函数来表示的动态系统对于时间的变化，其监测结果表现为建筑物在某个时刻的瞬时变形。 建构筑物变形监测不仅可以对建构筑物的安全运营起到良好的诊断作用，而且还能在宏观上时时向管理决策者提供准确的信息。通过对建筑物及周边环境实施变形观测，便可得到各监测项目的相对应的变形监测数据，因而可分析和监视建筑物及周边环境的变形情况，才能对建筑物的安全性技其对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利施工，当发现有异常变形时，可以及时分析原因，采取有效措施，以保证工程质量和安全生产，同时也为以后进行类似建筑物的结构和基础进行合理设计积累资料。 变形监测的意义就在于，通过变形监测和分析了解建筑物的变化情况和工作状态，掌握变形的一般规律，在发现不正常现象时，适时增加监测频率，及时分析原因采取措施，防止事故发生，达到被监测建筑物正常施工及安全运行的目的。建筑工程的变形监测，是对地质勘察所提供资料的准确程度、建筑物基础的处理质量以及建筑物主体是否倾斜的准确反映，它能及时发现存在的质量隐患，即使在建筑物己经发生变形的情况下也能对下一步加固处理方案提供重要的参考。 2．建构筑物变形原因分析 在对建构筑物实施变形监测工作时，为了有针对性的实施变形监测活动，除了应了解监测对象具体的工程特点及相关工程场地的地质条件等之外，还必须分析了解特定工程实施对象在施工建设过程中潜在的变形内容及其产生的原因，以便能在监测工作开展前制定出合理的、有针对性的变形监测方案， 另外，分析并了解各种变形产生的原因对变形监测工作来说是非常重要的。一般说来，建筑物变形主要是由两方面的原因引起的，一是自然条件及其变化，即建构筑物场地的工程地质、水文地质、土层的物理性质、大气温度等，这一切均会伴随着建构筑物的施工和营运随时间的推进而变化。如基础的地质条件的不同，有的稳定，有的不稳定，会引起建筑物的沉降，甚至非均匀沉陷，使建筑物发生倾斜；营造在土基上的建 构筑物，由于土基会发生塑性变形而引起地基沉陷，进而导致建构筑物倾斜直至沉陷；由于温度与地下水的季节性及周期性变化，而引起建构筑物产生规律性变形等。另一种是与建构筑物自身相联系的原因，即建构筑物本身的荷重、建构筑物的结构、型式及外加的动载荷的作用。此外，由于建筑勘查设计、施工以及运营管理工作做得不合理，也会引起建构筑物产生某些额外的形变。 事实上，这些变形的原因是相互关联的。随着工程建筑物的营造，改变了工程场区