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1、钢构造建筑物变形监测方案设计 钢构造建筑物变形监测方案设计 钢构造建筑物变形监测方案设计 周海涛，孙健利 (宁波冶金勘察设计研究股份，浙江 宁波 315041) 摘 要：介绍了变形监测对物体的平安维护与运作的重要作用，阐述了目的、意义及根底理论等，重点对钢构造建筑物变形监测方案设计思路、数据处理、观测周期确实定方法及变形监测网点的布设等进展论述。 关键词：钢构造；建筑物；变形监测 0 前 言 变形检测是为了得到物体的空间位置与时间之间的关系，从而对物体或者被监视对象进展测量。在变形分析中，可以把变形的物理解释与几何分析结合起来综合分析预报。一方面，几何分析可以分析物体形态的变化，包括大小、方向
2、等变化；另一方面，物理解释可以用来分析变形的原因。另外，在变形检测中会运用到很多学科的知识，包括测绘、应用数学、水文、工程与控制论等。从工程的平安方面考虑，检测是工程的根底，分析是手段，预报那么是目的。 1 目的及意义 对建筑物的施工建立与运营管理阶段进展平安监控、评价与预报，以便保证工程的平安，通过监测与工程有关的设备及地质构造的构造情况，及时发现问题，并对准确做出推断，采取相应措施来保证工程的平安性与稳定性。 2 关于钢构造建筑物的监测方案 2.1 内容概述 监测内容包括：确定测量方法、控制网布设、数据处理的监视、确定运行周期与测量精度指标。执行标准有：GB 50026-2007?工程测量
3、标准?(以下简称?标准?)、JGJ 8-2021?建筑变形测量规程?(以下简称?规程?)、GB/T 12897-2006?国家一、二等水准测量标准?。 2.2 变形监测精度标准 为了到达变形监测的目的，在结合工程的实际情况，变形监测精度应符合?标准?的要求。变形测量的等级划分与要求如表1所示。 2.3 观测周期与观测时间确实定 为了确保工程建筑的顺利进展，在工程建筑的不同时期，监测的周期也应该有所变化。在初期，由于变形的可能性较大，因此，观测的周期时间应该缩短；随着建筑物的逐渐稳定，可以适当减少监测的次数；确定一个周期内的观测时间，意味着需要在规定的时间内完成一个周期的所有测量工作，以免观测周
4、期内的变形被歪曲。 在施工期间，建筑物的观测需要结合进度及时调整。一般建筑与大型建筑要区别对待，前者一般需要在根底阶段完成后开场监测，后者需要在根底垫层或者根底底部完成后开场监测。监测的次数与时间间隔应根据实际情况而定。如果建筑物荷载增加均匀，在增加荷载的25%、50%、75%与100%时应至少各测一次，如基坑回填、柱子安装与屋架、墙体砌筑、安装设备等这些不同的施工阶段，可以按照上述阶段分别进展观测。在民用高层建筑中，可以每加高13层监测一次。如果出现暂时停工现象，应该在停工时与重新开工前各监测一次，在停工期间也应每隔12月监测一次。 在建筑物的使用阶段，监测次数应该由其沉降速度与地基土的类型
5、来决定。除特殊情况，一般第1年观测34次，第2年观测23次，第3年后每年1次，直至数据稳定。在监测过程中，如果遇到长时间降雨或者地面荷载有较大变化，均需要增加观测次数。一旦建筑物出现大的裂缝或者沉降不均匀时，有必要13 d进展一次连续观测。 表1 变形测量等级划分 mm变形测量等级垂直位移测量水平位移测量变形点的高程中误差相临变形点高差中误差变形点的点位中误差 使用范围一等030115变形特别敏感的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、重要古建筑精细工程设施等二等050330变形比拟敏感的高层建筑、高耸构筑物、古建筑重要工程设施与重要建筑场地的滑坡监测等三等100560一般性的高层建筑、工业建筑、高
6、耸构筑物滑坡监测等四等2010120观测精度要求较低的建筑物、构筑物与滑坡监测等 2.4 监测网布设 1)布网与变形是严密联系在一起的。比方在布设网点时，应该选择干扰小、地质条件好的地方布点，或者结合变形点的位置来确定网点的位置，网点是观测点的工作基点，一般布设稳定点要花费较大的一笔费用。 2)变形网多余观测条件并且复杂。工程控制网以构成简单的三角形、网边形或中点多变形为最好，不去追求图形如何构成，并以多余观测越多越好。变形网一般采用间接平差进展平差。 3)变形精度高为网边短，采用的普遍做法是强制归心。变形测量网的边长最多不超过1 km，变形监测网用于专有地震监测的，边长也多在1 km左右，通
7、常观测要求是按照国家一、二等精度的要求进展的，或者采用最先进的仪器来测量，而高精度仪器主要集中在地震部门与水电部门，目前这些先进的仪器也主要用于变形监测。 4)在工程控制网中变形网可以没有数据，控制网必须具有一个的坐标、方向、一条边长，但是变形网是相对网，其可以按照自由网平差，不需要这些测量数据。虽然在工程控制网中可以假定点与方向，但是边是一定不能缺少的。 2.5 沉降点的布设 1)水准基点的布设。水准基点作为垂直位移观测的基准，其应该设在施工影响范围之外，另外，还要保证没有建筑物变形，距变形观测点20100 m之间，保证结实不变，并保存永久，地点平安且不受施工影响。可设在稳固的建筑物或基岩上
8、，也可按一、二等水准点标规格埋设标石，一般不少于3个是为了对水准基点校核。 2)布设沉降监测点。布设在变形体上，并有代表性的、能正确反映其变形的特征点。在确定监测点的数量与位置时，应该结合地质构造、支护构造形式、基坑周边环境与建(构)筑物荷载等情况。在高层建筑物中，应该沿其周围每隔1020 m设置一点。观测点应埋设稳固、不受破坏且能长期保存。点的高度与朝向要便于垂直立尺观测。观测点的埋设形式应根据建(构)筑物构造、形式而设置，一般有以下几种形式，角钢埋设观测点，设备根底观测点，永久性观测点。 除了沉降观测点数量、位置、形式确实定外，其标志选用也是一个重要内容，观测点的标志可以采用有色金属，一般
9、用角钢L305，圆钢2025 mm制成，不仅可以起到装饰建筑物的作用，而且不会影响建筑物外表的美观。另外，为了方便以后测量，观测标志应该在建筑物施工的同时安装在建筑物根底，一般选择在墙上或者地下室等适当的位置，并且需要与墙面与地面保持适当的距离，标志埋入墙内的尺寸应大于外露局部的3倍。 3)观测方法。布点监测分为水准基点、工作基点与沉降观测点，在监测中需要采用“分级观测的方式，从水准基点到工作基点，再到沉降观测点。对于施工场地不大的建筑物，那么可以不分级测量，但需要设置3个水准点，并选择水准基点时要其中最稳定的一个点。要求为： (1)在作业中应该遵循以下原那么：在外业观测时，要前后视距相等，在
10、成像清晰时再进展；前后观测时，应该使用同一把水准尺；为了防止出现异常情况，应该经常对水准仪器及标尺进展定期检查，及时检验校正。 (2)观测中应该做到水准点固定、水准路线一样、观测方法要一样、观测的仪器也要一致、观测的人员也要一样。 (3)在首次观测时，要认真测量并仔细记下测量值，这是计算沉降的初始值，还要连续测量两次，并最终取平均值，以便确保观测结果的可靠性与正确性。 (4)每测段中往测与返测的测站数均应为偶数，否那么就应及时改正。如果从往测转向返测，那么标尺也需要互换位置，并应重新设置仪器。在同一测站观测时，不得两次调焦，转动仪器的倾斜螺旋与测微鼓时，其最终旋转方向是旋进。 (5)每次观测都需要采用往返闭合法或环形闭合法，并在现场进展检查，并且闭合差也应该符合误差要求，不得超出规定的范围。 (6)观测的结果在误差范围内，闭合差便可以按测站数进展分配，计算高程。 3 观测结果与结果判定 沉降观测应绘制以下图表：沉降观测成果表；沉降观测点为分布图；工程平面图及基准点分布图；建筑物沉降曲线分析图；第 5 页