建(构)筑物变形监测与分析的研究

发布时间：2016-04-22 11:44

第1章绪论

1.1变形监测的目的和意义
自我国改革开放以来,建筑行业迅速发展,特别是进入到二千一世纪以后,很多城市已经变成了水泥森林,但由于种种因素,部分建筑物随着时间的推移发生了变形,甚至倒塌,给人民的生命财产带来了巨大的损失。这些建筑物的变形或倒塌,有的是由于自然条件的变化引起,有的是由于建筑物本身的负荷与结构有关。为此,对建(构)筑物进行变形监测就显得尤为重要。随着工业与民用水利、建筑行业的发展,各种复杂而大型的工程建筑物日益増多,工程建筑物的兴建,改变了地面原有的状态,并且对于建筑物的地基施加了一定的压力,送就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定,高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中,应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息,为勘察设计施工部口提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,造成巨大的经济损失。沉降观测应根据建筑物设置的观测点与固定(永久性水准点)的测点进行观测,测其沉降程度用数据表达,凡三层以上建筑、构筑物设计要求设置观测点,人工、止地基(砂基础)等,均应设置沉陷观测,施工中应按期或按层进度进行观测和记录直至竣工。沉降监测是建筑物变形监测中一项重要的监测内容。有些技术规范在对监测项目进行分口别类时,使用的多是"垂直位移腔测"一词;有些技术规范对监测项目分类时昨使用的是"沉降监测"一词。如果只是从词义的表面来看,"垂直位歡’能同事表示建筑物的下沉或上升,而"沉降"只能表示建筑物的下沉。对于大多数建筑物来说,尤其是在施工阶段,由于垂直方向上的变形特征和变形过程主要表现为沉降变化,所有,实际应用中通常采用了　"沉降"这个词。在各种不同的条件下和不同的监测时期,被测对象在垂直方向上高程的变化情况可能不同,采用"沉降"这个词的时候,实际交待的是一个向量,也就是说沉降量既有大小,又有方向。沉降的方向我们通常用正负号来表示,当前一期的观测高程减去本期观测高程的差值为正时,表示是下沉,当前一期的观测高程减去本期观测高程的差值为负时,表示是上升。
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1.2变形监测的研究现状
建(构)筑物从施工到使用过程中,变形监测都是必不可少的一项重要工作,也是施工中最主要的一项技术数据资料。建(构)筑物的质量甚至使用的安全性,都与之密切相关。随着现代社会经济的不断发展,科技水平的不断提高-建筑物的建筑设计施工技术水平也是日趋成熟,特别是高层建筑如雨后春笋般不断涌现,甚至很多城市都把超高层建筑大楼当成一个城市的地标。高层建筑越来越多,使得高层建筑的安全性和使用寿命等问题越来越受到人们的重视。为了保证高层建筑的安全使用,在建筑设计施工过程中,对于建(构)筑物的沉降观测数据的应用就显得越来越重要。现行规范规定,高层建筑物、高耸构筑物、重要古建(构)筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。我们一般按一定的周期来对建(构)筑物进行变形监测,通常一个周期要求进行6次以上监测,每次监测都要记录沉降量的大小,并与给定的影响沉降的因子数据进行数学方法的比较,最后根据此数学方法确定两个数据之间的函数关系。确定函数关系的目的就是通过数学的规律来找出未来有可能发生的建筑物沉降进行预测,所以,这个歯数关系也叫做沉降预测曲线。相关的建筑决策部口就是利用沉降预测曲线直观方便地掌握建筑物沉降的可能性及沉降量的大小。有了沉降预测曲线后,我们再次对建筑物进斤沉降监测,利用实验验证的方法,用所监测到的数据来对比沉降预测曲线的数据,即用实验值对比理论值,通过对比来修正预测曲线。
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第2章变形监測的关键技术

2.1变形蓝测的特征和方法
变形监测是指测定建(构)筑物及其地基在建(构)筑物本身的荷载或受外力作用下,一定时间段内所产生的变形量及其数据的分析和处理工作。变形监测的内容包括沉降、倾斜、位移、提曲、风振等变形监测项目。其目的是监视建筑物在施工过程中和竣工后,投入使用中的安全情况;验证地质勘察资料和设计数据的可靠程度;研究变形的原因和规律,以改进设计理论和施工方法。建(构)筑物地基和基础变形监测内容主要有基坑回弹测量、地基分层沉降测量和建(构)筑物的沉降测量。基坑回弹测量,在基坑开挖前、中、后期,测出事先埋设在基底面上的观测点,由于基坑开挖引起的高程变化。开挖前和开挖后两次的高程差为基坑的总回弹量。地基分层沉降测量,测出埋设在不同±层上的观测点因荷载增加而引起的高程变化,以求得各止层的沉降量和受压层的最大深度。建(构)筑物的沉降测量,测出建筑物或基础上的观测点,因时间推移或因地基发生变化所引起的高程差异,比较不同周期的观测值即得沉降量。以上内容都属于以垂直位移为主的变形监测,其方法是首先按建筑场地地形、地质条件和对变形监测的精度要求,合理布设变形控制网点。在建(构)筑物附近比较稳固的位置埋设工作基点,直接用以测定建(构)筑物上的观测点的位移,尽可能在变形影响以外的稳固位置埋设基准点(检查点),用以检核工作基点本身的稳固性(见地面沉降和水平位移观测)。工作基点与基准点一般都组成网形,用精密水准测量的方法来施测和检验。高程变化值的测定通常采用精密水准方法,也可用液体静力水准仪、气泡倾斜仪、电子水准器等进行测量。建(构)筑物上部变形监测内容主要有:倾斜观测、位移观测、烧度观测和摆动和转动观测.
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2.2变形监测网的稳定性分析
在对建(构)筑物进行沉降观测时,经常需要建立工程控制网,即在建(构)筑物上布设基一系列的基准点,通过对工程控制网的观测得出数据来反映沉降量的大小。变形监测方案的制定必须建立在对工程场地的地质条件、施工方案、施工周围环境详尽的调查了解基础上,同时还需要与观测建设单位、施工单位、设计单位レッ及有关部口进行协调。由于变形监测方案的制定将影响到观测的成本、成果的精度,因此应当认真、全面的考虑。建(构)筑物放样或沉降观测时建立的控制网通常视为专用控制网,而在规划设计阶段所建立的控制网视为测图控制网。专用控制网和测图控制网组成了工程控制网。变形监测网通常包含平面控制网和沉降监测网。平面控制网主要采用大地测量方法进行布控,大都是小型的专用的高精度的变形监测控制网。根据不同的变形监测对象布置不同的控制网,对于大型变形建(构)筑物和滑坡等,适宜布设兰角网、兰边网、导线网、边角网等;对于分散单独的小型建(构)筑物,适宜采用监测基线或单点。变形网由=种点(基准点、工作点、变形监测点)和两种等级(首级、次级)的网组成。工程(构)建筑物的沉降变形监测网一般采用多结点闭合水准网,并按精密水准测量的方法进行重复测量。在建筑物外围布设一条闭合水准环形路线,再由水准环中的固定点测定各测点的标高,这样每间隔一定周期进行一次精密水准测量,将测量的外业成果用严密平差的方法,求出各水准点和沉降监测点的高程最或是值。某一沉降监测点的沉降量即为首次监测求得的高程与该次复测后求得的高程之差。
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第3章工程案例分析.........31
3.1工程概况.........31
3.1.1引用标准、规程规范.........33
3.2监测方法与成果分析.........36
3.2.1水平位移.........36
3.2.2竖位移.........44
3.2.3降雨量及大项渗漏量.........49
3.3监测分析小结.........54
第4章结论与展望.........56

第3章工程案例分析

3.1工程概况

某水库集雨面积%平方公里,水库总库容1150万立方米,正常库容1015万立方米,通过7个梯级电站年发电能为4650k以。该水库枢纽工程以城镇供水、农业灌概为主,兼有水力发电、防洪和城市供水等综合效益。水库大坝最大项高61米,坝顶长245米,墳顶宽6米,水库正常蓄水位高程693米。该水库通过近几年来的运行,已逐步显现出很好的综合效益和社会效益,造福了当地人民,为城市经济和社会发展发挥了不可替代的重要作用。为了确保大坝的安全运行,在坝顶上布置了安全监测设施,水平位移,垂直位移,库水位水标尺,坝体渗漏(H角框)等。

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结论

变形监测在大坝安全监测与监控中起着至关重要的作用,它对大坝健康状况做出诊断,对大项安全性态进行评价,可以将信息反馈与设计和施工,检验设计是否合理,施工质量孰优孰劣;可以将信息反馈于管理,反映大项运行是否安全正常,维修处理是否得当;还可将检测信息反馈于科学研究,得出对大项性态变化规律的新认识。本文通过对变形监测知识的学习,并结合近年来出现的事故论述了监测对于工程安全的重要性,并且展望了大塊监测技术的发展和未来趋势。根据变形监测的相关技术,对于监测与监控的特征、方法以及原理等问题进斤了探讨,分析了监测网的布控方法,对监测精度yx及粗差探测进行了介绍,对数据可靠性也作了一定分析。结合某水库大坝的变形监测与监控工程案例,通过实测采集原始数据,并对这些数据进行综合分析及处理,判定大项运坝情况,为大墳安全监测与监控提供可靠数据,落实监测技术的应用。根据上述资料分析的结果,结合本次分析工作中发现的一些问题,为便于今后更好的进行大墳安全监测及资料的分析工作,指导本大墳安全运行,对今后的大墳监测工作建议:
1进一步加强观测工作的管理,提高观测成果的及时性、可靠性。在蓄水期加强基扬压力观测和上游水位观测,确保数据连续性,并作相关分析。
2为分析库水位变化对各监测项目的相关性情况,建议增设雨情自动化监测设备设施,一并纳入大项安全监测自动化系统。
3对已安装的监测项目进行对比分析,对其发生突变或编译的项目或测点进行重点监控管理,并分析其成因。

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本文编号：40142