工程建筑物的变形监测

2020-09-24 13:49:21 admin 21

工程建筑物的变形监测

晃春浩


                                                                                               2020.05

一、工程变形观测的目的、内容和意义

我国兴建了大量工业与交通建筑物、高大建筑物。高层建筑、工业建筑物和地下建筑物的变形监测施工中对周边相邻建筑物、道路、地下管线、隧道等保护对象进行沉降及水平位移监测,已越来越受到人们的重视

工程建筑物在施工和营运过程中产生变形是正常的现象,但变形超过了规定的限度,就会影响建筑物的使用,甚至造成对环境和人身的严重危害。所以必须对重要高大建筑物的施工和营运进行监视和观测。

变形监测的内容,根据建筑性质和地基的情况来确定。一般包括沉降变形、水平位移、倾斜、裂缝和挠度等。建筑工程的变形监测成果资料对地质勘察所提供资料的准确程度,以及建筑物主体是否倾斜和建筑物基础的处理质量反映异常敏感,变形监测在实际生活中起着一个安全桥梁的作用。从监测的过程中不断的总结经验提高工作质量和水平。变形监测的资料可以显示出工程的质量是否合格在现行建筑施工规范中已明确表示在建筑物的验收过程中,其变形监测资料将是一项重要内容及依据。

二、频率和精度

变形观测的精度:变形观测的精度要求,取决于该工程建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全,则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10~1/20

观测的频率取决于变形的大小、速度以及观测的目的。在工程建筑物建成初期,变形的速度比较快,因此观测的频率也要大一些,经过一段时间后,建筑物趋于稳定,可减少观测次数,但要坚持定期观测。建筑变形测量过程中出现变形值和变形速率异常、超出规定值或预警值,应立即实行安全预案,增加观测内容与频率。

三、基点设置和监测点布设

基准点:基准点要设置在变形影响范围以外,位置稳定,易与观测和保存远离工程建筑、设置工作基点和深埋等方式可供选择。在确定测点的布设前,根据场地的地质情况和建筑基坑的围护设计方案,再根据以往的经验和理论,来考虑测点的布设范围和密度。能埋的测点应在工程开工前埋设完成,并应保证有一定的稳定期,在工程正式开工前,各项静态初始值应测取完毕。

水平位移基准点、基坑监测基准点,布设点数不少于4个。视工程需要建造具有强制对中装置的观测墩。

水准点。沉降监测网一般布设为附合网或闭合水准网,并按精密水准测量的方法进行重复观测 布设原则: 1)布置成网状,以便检核;(2)至少有四个深埋的水准基点作为起算点,应布设在沉降影响范围之外; (3)水准点应设置在通视、安全的地方,便于进行联测; (4)水准点距离建筑物一般为 20m40m

沉降、位移的测点应直接安装在被监测的物 体上。变形监测点布设位置:(1)埋设在变形大的位置;(2)地基变化处;(3新老建筑物交界处;(4)在振动中心基础上布设观测点

四、仪器和方法

《建筑变形测量规范JGJ8-2016规定了测量的等级和精度指标。等级为特等、一、二、三和四等。沉降监测点特等精度0.05mm,一等精度0.15mm;位移监测点特等精度0.5mm,一等精度1.0mm。沉降观测采用一等或二等水准观测方法。全站仪边角测量法用于水平位移测量,一等观测测角误差≤0.5”,测距中误差≤(1.0mm+1ppm)。

变形观测根据测量仪器和方法的不同,可以分为以下四类:

常规大地测量方法 用常规的大地测量仪器测量方向、角度、边长和高差等量所采用方法的总称。主要优点:能够提供变形体的整体变形状态; 观测量通过组成网的形式,便于进行测量结果的校核和精度的评定;灵活性大,能适用于不同的精度要求、不同形式的变形体和不同的外界条件。主要缺点: 外业工作量大、作业时间长 不易实现连续监测和测量过程的自动化 (与空间测量比)监测的范围相对小。

空间测量方法 包括甚长基线干涉测量、卫星激光测距等

特殊测量方法 包括准直测量、倾斜仪、伸长仪、应变应力测量、静力水准测量

摄影及遥感方法 包括航空、地面摄影测量和 InSAR 技术

 

1.水平位移监测方法

对于精度要求较高的水平位移监测,仪器应选择标称精度(1mm+1ppm) 或更高精度的全站仪,为削弱某些系统误差影响,应固定人员、固定仪器设备、固定线路,且尽量安排在有利时间段观测。

首次观测方法。基准网的观测:在工作基点上设置测站,采用全圆方向法对四个基准点上的棱镜进行角度和距离观测。观测四个测回,测回间变动度盘位置。 对监测点的观测:基准网观测完毕后用极坐标法对各个水平位移监测点的目标棱镜进行观测,每点观测两测回。基准网和监测点的首次观测应独立观测两次

2.沉降观测

根据工程的特性和建设、设计单位的要,确定观测的精度和等级,一般性的工程建设物,可以按规范采用二等水准观测。大型重要高层建筑物采用精密水准仪按等精度观测。采用DS05光学水准仪,因瓦条码标尺。观测视线长度不超过30m,作业 过程中要丈量前后视的距离以保证前后视距差基本相等。前、后视观测最好用同 一根水准尺。一般按照齐偶数观测顺序进行读数两次后读数高差差,不应超过±0.5 ㎜,附和及环线闭合差为 ±0.3n ㎜ (n 为测站数)。

五、报告的编制

建筑变形观测的目的,除了探究变形的成因、为科学研究和积累设计经验外更重要的是保证施工人员和工程施工的安全。观测数据要在规定的时限内处理,以报告、图表的形式及时报告委托方。对监测值大小及变化曲线,异常情况及处理方法和效果进行总结

资料整理内容。检核原始记录,填写观测值数据表,绘制变形曲线。

资料分析内容。1)成因分析:变形规律 分析变形因素。(2)统计分析:对变形观测资料进行统计分析,判断变形图表与变形因素的关系。(3)变形预报。找出变形量与变形成因之间的联系,预报未来变形值的范围,并判断建筑物的安全程度。


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