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变形观测与沉陷工程学
参考《建筑变形测量规范》 5）变形观测的周期 （参考《建筑变形测量规范》） 3、施测 根据变形观测点布设及施工场地布置图，确定观测路线。 根据变形观测点布设及施工场地布置图，确定观测路线。 4、平差计算 基准网（控制网）、观测网（变形网）。 ）、观测网 基准网（控制网）、观测网（变形网）。 观测资料整理。 5、观测资料整理。 按要求提交的各种报表。 按要求提交的各种报表。 根据观测资料进行回归分析并进行预测。 6、根据观测资料进行回归分析并进行预测。
变形监（ 第一节 变形监（观）测的内容及常用方法
变形监测的内容： 一、 变形监测的内容： 一般根据建（ 筑物的性质与地基情况来定。 一般根据建（构）筑物的性质与地基情况来定。要求有针对性又要有 重点。进行全面考虑，以便正确反映出建筑物的变化情况。 重点。进行全面考虑，以便正确反映出建筑物的变化情况。达到变形监测 的目的。了解其变形规律。常见变形监测内容如下： 的目的。了解其变形规律。常见变形监测内容如下： 1.工业与民用建筑 1.工业与民用建筑 1）建（构）筑物基础部分 主要监测内容为均匀沉降（ 与不均匀沉降（ ）。通过垂直位移 主要监测内容为均匀沉降（陷）与不均匀沉降（陷）。通过垂直位移 观测，从而计算绝对沉陷值、相对沉陷值、平均沉陷值。 观测，从而计算绝对沉陷值、相对沉陷值、平均沉陷值。进一步可计算相 对倾斜值（ ）、平均沉陷速度以及绘制沉陷等值线图 沉降平均沉陷速度以及绘制沉陷等值线图， 对倾斜值（ h/H ）、平均沉陷速度以及绘制沉陷等值线图，沉降-荷载曲 沉降-时间曲线等。 线，沉降-时间曲线等。 2）建（构）筑物本身
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( method of inverse plumment observation ) 以下端固定在变形体下的基岩内， 以下端固定在变形体下的基岩内，上端连接在油箱内的自由浮体上拉紧的金 属丝作为竖向基准线，测量建筑物、 属丝作为竖向基准线，测量建筑物、构筑物不同高度处的观测点与基准线间的 距离，确定偏离值的方法。 距离，确定偏离值的方法。 9.引张线法 9.引张线法 ( method of tension wire aligment ) 在两固定点间，以重锤和滑轮拉紧的金属丝作为基准线， 在两固定点间，以重锤和滑轮拉紧的金属丝作为基准线，测量变形观测点到 基线的距离，确定偏离值的方法。 基线的距离，确定偏离值的方法。 10.观测点 10.观测点 ( observation points ) 设置在变形体上，能反映变形特征，作为变形测量用的固定标志。 设置在变形体上，能反映变形特征，作为变形测量用的固定标志。 11.观测点位置图 11.观测点位置图 ( plan of observation points ) 绘有各观测点位置及被观测的建筑物，构筑物的大比例尺平面图。 绘有各观测点位置及被观测的建筑物，构筑物的大比例尺平面图。 12.基准点 12.基准点 ( datum point ) 东北大学 测绘遥感与数字矿山 研究所
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常用变形监测方法： 二、常用变形监测方法： 在选择变形监测方法时，要考虑以下几个方面的因素：观测精度要求、 在选择变形监测方法时，要考虑以下几个方面的因素：观测精度要求、建 筑物的性质、周围环境情况即对观测的要求。 筑物的性质、周围环境情况即对观测的要求。 垂直位移监测： 1、垂直位移监测： 精密水准测量、液体静力水准测量、微水准测量、三角高程测量。 精密水准测量、液体静力水准测量、微水准测量、三角高程测量。 水平位移监测： 2、水平位移监测： 直线型建（ 1）直线型建（构）筑物 基准线法： 基准线法： 其原理是以通过建（ 其原理是以通过建（构)筑物轴线或平行于建筑物轴线固定不变的铅直平面 为基准面，根据它来测定建（ 筑物的水平位移。 为基准面，根据它来测定建（构)筑物的水平位移。根据观测使用的仪器方法的 不同，又可分为：视准线法、激光准直法、引张线法。 不同，又可分为：视准线法、激光准直法、引张线法。 曲线型、拱形建（ 2）曲线型、拱形建（构）筑物 导线测量、角度前方交会、角度后方交会、摄影测量。 导线测量、角度前方交会、角度后方交会、摄影测量。 3、倾斜观测 直接测定建筑物的倾斜：挂垂球法、测水平角发。 直接测定建筑物的倾斜：挂垂球法、测水平角发。 测量建筑物基础相对沉降来计算建筑物的倾斜值。 测量建筑物基础相对沉降来计算建筑物的倾斜值。
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第三节 提交监测报告 变形监测工作结束后，须提交变形监测报告，主要包括以下资料： 变形监测工作结束后，须提交变形监测报告，主要包括以下资料： 垂直位移监测： 1、垂直位移监测： 沉降观测成果表。 1）沉降观测成果表。 沉降观测点位布置图。 2）沉降观测点位布置图。 沉降速度-时间-沉降量）曲线。 3）v-t-s（沉降速度-时间-沉降量）曲线。 荷载-时间-沉降量）曲线。 4）p-t-s（荷载-时间-沉降量）曲线。 沉降等值线图。（观测点数较少时可不提交） 。（观测点数较少时可不提交 5）沉降等值线图。（观测点数较少时可不提交） 沉降分析报告。 6）沉降分析报告。 水平位移监测： 2、水平位移监测： 水平位移监测点位布置图。 1）水平位移监测点位布置图。 水平位移监测成果表。 2）水平位移监测成果表。 水平位移曲线。（位移量-时间曲线） 。（位移量 3）水平位移曲线。（位移量-时间曲线） 观测成果分析。 4）观测成果分析。
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4.建筑物的倾斜观测 4.建筑物的倾斜观测 高层建筑物的刚度较大，一般在地基各部位产生有差异沉陷时， 高层建筑物的刚度较大，一般在地基各部位产生有差异沉陷时，就会造成上部 主体的倾斜。这项观测对于高层建筑， 主体的倾斜。这项观测对于高层建筑，尤其是塔形建筑物的安全是至关重要 的。 5.建筑物的裂缝观测 5.建筑物的裂缝观测 当建筑物的基础产生不均匀沉陷时，由于自身刚度不够， 当建筑物的基础产生不均匀沉陷时，由于自身刚度不够，其墙体往往会产生 裂缝。系统地进行裂缝的变化观测， 裂缝。系统地进行裂缝的变化观测，并将裂缝观测与沉陷观测资料进行综合 分析，从而找出其变形的特征和原因， 分析，从而找出其变形的特征和原因，以制定建筑物的安全和采取相应的措 施。 6.建筑物的风振测量 6.建筑物的风振测量 高层建筑物的设计需要考虑风振系数，以确保建筑物的安全。 高层建筑物的设计需要考虑风振系数，以确保建筑物的安全。 7.正垂线法 7.正垂线法 (method of right plumment observation ;direct plumment observation) 在固定点下，以金属丝悬挂重锤作为竖向基准线，测量建筑物、 在固定点下，以金属丝悬挂重锤作为竖向基准线，测量建筑物、构筑物不同 高度处的观测点与基准线的距离，以确定偏离值的方法。 高度处的观测点与基准线的距离，以确定偏离值的方法。 8.倒垂线法 8.倒垂线法
忠印
xuzhongyin@
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第一章 工程建筑物变形观测
在工程建（ 在工程建（构）筑物的施工和运营期间，为保证其施工安全和正常使用， 筑物的施工和运营期间，为保证其施工安全和正常使用， 须对其进行监视观测，即变形监测。 须对其进行监视观测，即变形监测。
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主要是倾斜观测与裂缝观测。 主要是倾斜观测与裂缝观测。 2、土工建筑物 主要观测项目为： 主要观测项目为： 水平位移、垂直位移、渗透（侵润线）以及裂缝观测。 水平位移、垂直位移、渗透（侵润线）以及裂缝观测。 钢筋混凝土建筑物: 3、钢筋混凝土建筑物: 主要监测项目（外部观测） 主要监测项目（外部观测） 垂直位移（坝体转动）、水平位移（坝体扭曲）、伸缩缝观测。 ）、水平位移 ）、伸缩缝观测 垂直位移（坝体转动）、水平位移（坝体扭曲）、伸缩缝观测。 内部观测 在坝体内部埋设传感器，通过电缆及其相应的仪器，定期进行观测。 在坝体内部埋设传感器，通过电缆及其相应的仪器，定期进行观测。 通过内部、外部观测，分析资料时相互补充、相互验证。 通过内部、外部观测，分析资料时相互补充、相互验证。 4、地表沉降监测 在城市大量抽取地下水，从而影响地下土层结构而使地表发生沉降现象。 在城市大量抽取地下水，从而影响地下土层结构而使地表发生沉降现象。 在矿区由于地下开采，采空区冒落，而使地表发生沉降现象。 在矿区由于地下开采，采空区冒落，而使地表发生沉降现象。 发生沉降后，会危及地表附近的建筑物的安全， 发生沉降后，会危及地表附近的建筑物的安全，有时也会造成地下管线 的破坏。 的破坏。
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第二章 工程建筑物变形观测 第一节 常见变形观测术语
1.基坑回弹测量 1.基坑回弹测量 有些建筑物基础较深，从结构设计的角度出发， 有些建筑物基础较深，从结构设计的角度出发，高层建筑为减少本身对地 基产生的过大附加载荷， 基产生的过大附加载荷，常利用多层深埋地下室所卸除土的自身压力予以补 在开挖地基时，土的自重失去平衡，就会产生基坑地面隆起的变形， 偿，在开挖地基时，土的自重失去平衡，就会产生基坑地面隆起的变形，因 此应进行基坑回弹测量。 此应进行基坑回弹测量。 2.建筑物沉陷监测 2.建筑物沉陷监测 高层建筑物由于自身重量大，给地基的压力也大，因此沉陷量也大。 高层建筑物由于自身重量大，给地基的压力也大，因此沉陷量也大。沉陷 观测资料的积累， 观测资料的积累，一方面通过对建筑物各部位相对沉陷量的分析比较来监视 建筑物的安全， 建筑物的安全，同时也为研究解决复杂的地基沉陷规律和改进基础设计提供 可靠的依据。 可靠的依据。 3.建筑物的水平位移观测 3.建筑物的水平位移观测 建筑物产生水平位移的主要原因是基础受水平应力的影响， 建筑物产生水平位移的主要原因是基础受水平应力的影响，或地基处在滑 坡地带，或受地震影响。测定水平位移量， 坡地带，或受地震影响。测定水平位移量，便能监视建筑物的安全并及时采 取加固措施，此项观测主要应用于水利工程及高层建筑。 取加固措施，此项观测主要应用于水利工程及高层建筑。