建筑变形是指建筑的地基、基础、上部结构及其场地受各种作用力而产生的形状或位置变化现象。在建筑物的施工及运营过程中,由于建筑物地基的地质构造不均匀,土壤的物理性质不同,大气温度变化,土基的整体变形,地下水位季节性和周期性的变化,建筑物本身的荷重,建筑物的结构、形式及动荷载(如风力、震动等)的作用,还有设计与施工中的一些主观原因,建筑物都会产生几何变形,包括沉降、位移、倾斜,并由此而产生的裂缝、构件挠曲、扭转等。
建筑变形测量是对建筑的地基、基础、上部结构及其场地受各种作用力而产生的形状或位置变化进行观测,并对观测结果进行处理和分析的工作。建筑变形测量的目的是要获取变形体的空间位置随时间变化的特征,同时要解释其变形原因,以保证建筑物在施工、使用与运营中的安全。
归纳起来讲,建筑变形测量分为沉降、位移和特殊变形测量三类。沉降测量包括建筑场地沉降、基坑回弹、地基土分层沉降、建筑沉降等观测;位移测量包括建筑主体倾斜、建筑水平位移、基坑壁侧向位移、场地滑坡及挠度等观测;特殊变形测量包括日照变形、风振、裂缝及其他动态变形测量等。
与工程建设中的地形测量和施工测量比较,变形测量有以下特点:
(1)重复观测。这是变形测量的最大特点。重复观测的周期(频率)取决于变形的大小、速度及观测目的。
(2)精度高。相比其他测量工作,变形测量精度要求高,典型的精度要求达到1mm或相对精度达到10-6。但对于不同对象,精度要求有所差异。
(3)需要综合应用各种测量方法。包括地面测量方法、空间测量技术、近境摄影测量、地面激光雷达技术以及专门测量手段等。(www.daowen.com)
变形测量数据处理要求更加严密。变形测量数据处理和分析中,经常需要多学科知识的交叉融合才能对变形体进行合理的变形分析和物理解释。
变形测量等级与精度要求取决于变形体设计时允许的变形值大小和进行变形测量的目的。目前一般认为,如果观测目的是为了使变形值不超过某一允许的数值从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;如果观测目的是为了研究其变形过程,则其观测精度还要更高。现行的《建筑变形测量规范》(JGJ 8—2007)对变形测量的等级、精度指标及适用范围给出了相应规定,如表12-4所示。
表12-4 建筑变形观测的等级、精度要求及适用范围
注:(1)观测点测站高差中误差,系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量相邻观测点相应测段间等价的相对高差中误差。
(2)观测点坐标中误差,系指观测点相对测站点的坐标中误差、坐标中误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误差、建筑物(构筑物)相对底部固定点的水平位移分量中误差。
(3)观测点点位中误差为观测点坐标中误差的倍。
(4)本规范以中误差作为衡量精度的标准,并以2倍中误差作为极限误差。
建筑变形测量涉及的内容较多,制定变形测量方案时应遵循技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则。
本章节主要介绍建筑物沉降、位移、倾斜变形测量的基本方法。
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