工用与民用建筑物变形监测.ppt

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1、第十一章 建（构）筑物变形监测,变形监测概述,变形监测目的,变形监测内容,建筑物沉降观测,11.1 变形监测概述,意大利比莎斜塔,资料介绍：八层，高55m，16层为大理石砌，78为青砖石砌，内径7.65m，呈圆环形。1173年1371年竣工，经过198年建到四层倾斜，停工94年。复建到第七层又停工83年，再建时第八层明显有转折。,经测量：塔北侧沉降为量为90cm，塔南侧沉降为量为270cm，向南倾5.5塔顶离开竖向中心线为5m,倾斜值为0.093,原因：1.地基粉砂土，施工不慎，粉砂外挤，偏 心荷载南侧压力大，造成倾斜。2.塔基地压力大，超过地基承受力，下沉。3.比萨平原深层抽水，使水位下降相

2、当于大 面积加载。,天津市人民会堂办公楼新建天津市科学会堂学术楼相邻,开裂宽度100mm,原因：两楼太近，学术楼产生地基附加应用，扩散 到办公楼地基中，造成下沉。,天津市人民会堂办公楼墙体开裂情况（1986年7月摄）,香港、重庆人口稠密建筑密集，所以房子建在山坡上，一次滑坡造成数万立方米土下滑，土下滑造成建筑物倒塌，,北京昆仑饭店29层，高102m，深基槽长190m，宽79m，深12.5m，滑坡长10m，宽3m，高7m。,原因：边坡太陡,二、变形监测目的,通过对变形体动态监测，获得精确观测数据，对监测数据综合分析，达到以下目的：,对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形作出预报，提供施工和

3、管理方法，以便及时采取措施，保证工程质量和建筑物安全。,了解变形机理，验证工程设计理论和地壳运动假说。,对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。,建立正确的监测预报理论和方法。,三、变形监测内容,一、内部监测：,内部应力、应变监测动力特性监测加速度监测,二、外部监测：,沉降监测位移监测倾斜监测裂缝监测挠度监测,静态监测,动态监测,四、变形监测特点,测量精度高：一般位置精度为1mm，相对精度1ppm。重复观测：测量时间跨度大，观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。严密数据处理方法：数据量大，变形量小，变形原因复杂。变形资料提供快和准确。,五、外部变形监测基本方法,1.常规大

4、地测量方法：,几何水准测量三角高程测量三角（边）测量，交会测量导线测量全站仪自动跟踪测量,北京西客站沉降观测,沉降观测基准点,在施工现场进行沉降观测,沉降观测现场,桥沉降观测,中央彩电发射塔倾斜与日照变形观测,雄伟的二滩水电站大坝,使用TCA2003A全站仪对大坝变形自动观测,2.摄影测量方法：,框幅式立体摄影测量CCD立体摄影测量PSD立体摄影测量三维激光扫描测量,近景摄影测量（地面摄影测量）,空中摄影测量,多光谱遥感合成孔径雷达和干涉测量,2.物理仪器法：,激光准直仪测量倾斜仪测量静力水准测量应变仪测量,3.空间测量技术：,甚长基线干涉测量（VLBI）卫星激光测距全球卫星定位系统（GPS、

5、GLONASS双星）,在 Palabora 地区进行的GPS结果,一个监测周期坐标比较常规值减快速静态结果,在 Helmert 转后GPS测站观测时间：对于5颗以上卫星，10分钟观测时间,基坑工程施工现场,11.2 建筑物沉降观测,一、概述,建筑物沉降是指建筑物及其基础在垂直方向上的变形即垂 直位移，通过测定观测点与基准点之间高差随 时间变化量。,被测建筑物：,高层建筑物,高层建筑物,重要厂房柱基及主要设备基础,高大构筑物水塔、烟囱、高炉等,人工加固地基等,深坑基,采用方法：,精密水准测量,静力水准测量,二、沉降观测监测网的布设,沉降观测监测网点包括基准点和观测点,基准点：是沉降观测的基准，应

6、埋设在建筑物变形影响范 围之外，距开挖边线50m之外，按二、三等水准点规格埋石，个数不少于3个。,观测点：观测点设立在变形体上，能反应变形的特征点,深基坑支护结构观测点埋设在锁口架上，一般20m 埋设一个,在支护的阳角处和距基坑很近的原建筑物应加密观测点。建筑物在建筑物四角沿外墙间隔1015米处布设，在柱上每隔23根柱设一个点。圆形构筑物在基础轴线对称部位设点，不少于四个点。不同建筑物分界处：人工地基和天然地基接壤处，烈缝、伸缩缝处，不同高度建筑交接处，新旧建筑物交接处。,观测点埋设：,三、精密水准测量方法,观测周期（1）基准点应在建筑物基坑开挖前布设，并与已知水准点联测。（2）观测点埋设稳定

7、后，应与基准点联测两次，作为沉降观测数 据处理基础。（3）施工过程中,深基坑开挖时 12天 出现暴雨，管涌应加密浇筑地下室底扳后 34天建筑物主体施工 12层 结构封顶后 3个月竣工投入使用 3个月 直至沿体稳定,观测周期,2.观测方法,仪器 技术标准 观测方法 限差（mm）精密水准仪 二等水准测量 闭合水准 闭合差容许值 0.6 附合水准,精度要求：一般建筑物能反映 2 mm 重要建筑物能反映 1 mm 精密工程 0.2 mm,3、成果整理,采用专用记录手簿逐步检查每次观测当日计算成果，分析成果。及时上报沉降结果绘制沉降曲线图沉降观测总结报告。,计算各观测点高程,计算相邻两次观测沉降量,计算

8、累积沉降量,四、静力水准测量方法,1.静力水准测量根据静止液体在重力作用下，保护同一水准 面 的原理，测定观测点的高程变化，从而得 到沉 降。可达到二等水准精度。,2.静力水准仪：由测高仪、观测器、控制系统、溢水器、连通道等构成。,五、建筑物水平位移测量,1.水平位移指建筑水平内的变形，表现为不同时期的平面坐 标或距离的变化。,基准线法小三角活动觇标法激光准直法引张线法,2.常用方法：基准线法,导线法前方交会法,六、基准线法测水平位移,1.基准线法,2.小三角法,2.引张线法,是利用一根在两端拉紧的钢丝（或高强尼龙丝）建立基准面来测定偏移值的方法。,六、导线法和前方交会法,此方法常用于非直线建

9、筑物如曲线型建筑物的位移测量,采用无定向导线利用A、B连线为x轴假定坐标系。,七、建筑物倾斜测量,建筑物不均匀的水平位移高程建筑物建筑物不均匀的沉降基础倾斜,多层和高层建筑物基础倾斜容许值,倾斜原因：,高耸结构基础的倾斜容许值,测量方法,一、深基坑的倾斜测量 采用钻孔测斜仪,测斜仪探头：竖直角传感器圆气泡测倾斜方位传感器指南针测方位CCD摄象系统微机：将图象处理成坐标,二、房物建筑的倾斜观测 直接利用经纬仪投点法测量,三、塔式建筑物的倾斜测量 测定顶部中心相对于底部中心的偏心位移量,八、挠度和裂缝测量,一、挠度测量是通过测量建筑物沉降量计算得到,二、裂缝观测 当挠度过大建筑物会由于剪切破坏产生裂缝，这时除增 加沉降观测次数，还应进行裂缝观测。,九、构筑物动态变形监测,高大建筑物桥梁大射电望远镜,风荷载加重荷载加温荷载,虎门大桥：1.温度变形 2.车载变形,虎门大桥单点振动,虎门大桥全桥振动,虎门大桥车振反应,虎门大桥24小时桥形变化,大射电望远镜,