【正文】 題并采取措施；其次是科學(xué)上的意義，包括更好地理解變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)的假說，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)以及建立有效地變形預(yù)報(bào)模型。盡管工程建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)采用了一定的安全系數(shù)，使其能安全承受所考慮的多種外荷載影響，但是由于設(shè)計(jì)中不可能對工程的工作條件及承受能力做出完全準(zhǔn)確的估計(jì)，施工質(zhì)量也不可能完美無缺，工程在運(yùn)行中還有可能發(fā)生某些不利的變化因素，因此，國內(nèi)外仍有一些工程出現(xiàn)事故。 由于建筑物破壞性變形危害巨大，變形觀測的作用逐步為人們了解和重視，因此在建筑立法方面也賦予其一定的地位，建設(shè)部已制定頒布了中華人們共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測量規(guī)范》（ JGJ/T897），并自 1998 年 6 月 1 日起施行。 目前，災(zāi)害的監(jiān)測與防治已越來越受到全社會(huì)的普遍關(guān)注，各級政府及主管部門對此問題十分重視，諸多國際學(xué)術(shù)組織，如國際大地測量協(xié)會(huì)（ IAG）、國際測量師聯(lián)合會(huì)（ FIG）、國際巖石力學(xué)協(xié)會(huì)（ ISRM）、國際大壩委員會(huì)（ ICOLD）、國際礦山測量協(xié)會(huì)（ ISM）等，經(jīng)常定期 的召開專業(yè)會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和研究對策。它不僅使滑坡區(qū)內(nèi) 457 戶 1371 人在滑坡前夕全部安全撤離，無一人傷亡，而且使正在險(xiǎn)區(qū)長江上、下游航行的 11 艘客貨輪及時(shí)避險(xiǎn)，免遭災(zāi)難。由于變形監(jiān)測涉及到測量、工程地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)力學(xué)、地球物理、計(jì)算機(jī)學(xué)等諸多學(xué)科的知識(shí)，因此，它是一項(xiàng)跨學(xué)科的研究，并正向邊緣學(xué)科的方向發(fā)展，也已成為測量工作者與其他學(xué)科組與其他學(xué)科專家合作研究的領(lǐng)域。 經(jīng)過廣泛的調(diào)查，獲悉目前己開展的變形觀測項(xiàng)目，有以下幾個(gè)方面 ： 1） 建筑物基礎(chǔ)沉降觀測 —對建筑物基礎(chǔ)的升降情況進(jìn)行觀測 ； 2） 建筑物水平位移觀測 — 對建筑物水平位移情況進(jìn)行觀測 ； 3） 建筑物傾斜觀測 — 對建筑物的傾斜情況進(jìn)行觀 ； 4） 建筑物裂縫觀測 — 對建筑物的裂縫情況進(jìn)行觀測 ； 5） 建筑物撓度觀測 — 建筑物 （ 或構(gòu)件 ） 橫向或縱向由于受自身的荷載或外力作用等產(chǎn)生撓曲，對其觀測即為撓度觀測 ； 6） 建筑物風(fēng)振變形觀測 — 高聳建筑物在強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)產(chǎn)生水平位移，嚴(yán)重時(shí)將造成頂部搖晃、樓體彎曲、墻體裂縫、引起共振。因此，對施工場地、相鄰建筑物及設(shè)施變形也要進(jìn)行觀測。 二、測量技術(shù)儀器的發(fā)展?fàn)顩r 變形信息 獲取方法的選擇取決于變形體的特征、變形監(jiān)測的目的、變形大小第一章 引言 6 和變形速度等因素。 在高層建筑物施工過程中和使用初期，由于荷載的不斷變化以及外力的影響，會(huì)引起建筑物下沉，當(dāng)建筑物各部分不均勻沉降時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生傾斜、位移、裂縫等變形，從而影響到建筑物的正常使用并伴隨著安全隱患，因此，在施工和營運(yùn)期間加強(qiáng)變形觀測過程控制并采取適當(dāng)?shù)陌踩胧┦直匾?。?1990 年徠卡公司第一臺(tái)數(shù)字電子水準(zhǔn)儀問世，徠卡公司和蔡司公司相繼成功地將數(shù)字電子水準(zhǔn)儀推向市場，實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)標(biāo)尺的精密照準(zhǔn)，標(biāo)尺分劃讀數(shù)和視距的讀取、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和處理等數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，從而減輕了水準(zhǔn)測量的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測量和成果質(zhì)量。信號的分析和處理采用了相關(guān)方法，將存貯在儀器內(nèi)的基準(zhǔn)碼與傳感器陣列的圖象信號進(jìn)行比較，儀器與標(biāo)尺之間的高差即是標(biāo)尺條碼象的位移量和因儀器一標(biāo)尺間距離而產(chǎn)生的條碼象的大小的相關(guān)函數(shù)。在光電測量儀器蓬勃發(fā)展的今天，除了大量出現(xiàn)的種類繁多的測距儀，全站儀等以外，還出現(xiàn)了諸如激光經(jīng)緯儀、激光準(zhǔn)直儀、激光水準(zhǔn)儀等光電測量儀器。同時(shí)，由于變形觀測屬于精密測量，在技術(shù)方法、精度要求等方面與地形測量、施工測量等有諸多不同之處，而且具有相對獨(dú)立的技術(shù)體系，已發(fā)展成為一門專業(yè)性很強(qiáng)的邊緣學(xué)科，涉及的理論、內(nèi)容和方法很多。制定合理的變形觀測方案是沉降變形觀測的第一步，也是非常重要的一項(xiàng)工作，因?yàn)樗绊懙接^測的成本以及成果的精度和可靠性，因此，必須認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行設(shè)計(jì)。如：由于基礎(chǔ)的地質(zhì)條件不同，引起建筑物各個(gè)部分不均勻沉降，而使其發(fā)生傾斜、位移、裂縫等變形；或由于地基本身的塑性變形也會(huì)引起建筑物不均勻沉降；同時(shí)由于溫度與地下水位的季節(jié)性和周期性變化引起建筑物的規(guī)律性變形。例如：在高大建筑物周圍進(jìn)行深基坑開挖，就會(huì)對其原有建筑物產(chǎn)生一個(gè)額外的變形。 一、建筑物變形的類型劃分： 建筑物變形分靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形兩種。 二、建筑物變形觀測的方法： 第二章 變形觀測的基本理論 9 1. 常規(guī)測量方法 包括精密水準(zhǔn)測量、三角高程測量、三角 （ 邊 ） 測量、導(dǎo)線測量、交會(huì)法等。外業(yè)工作量小，觀測時(shí)間短，可獲取快速變形過程，可同時(shí)確定工程建筑物上任意點(diǎn)的變形。 包括甚長基線干涉測量 （ VLB1） 、衛(wèi)星測高、全球定位系統(tǒng) （ GPS） 等。變形觀測的精度要求，取決于該工程建筑物預(yù)計(jì)允許變形值的大小和進(jìn)行觀測的目的。重復(fù)觀測的頻率取決于觀測的目的、預(yù)計(jì)的變形量大小和變形速率。數(shù)據(jù)處理的過程也是進(jìn)行變形分析和預(yù)報(bào)的過程。一般地，如果變形監(jiān)測網(wǎng)中存在若干個(gè)固定點(diǎn)（有多余起算數(shù)據(jù)），最好采用固定基準(zhǔn)并做間接平差，以此基準(zhǔn)求得的位移量屬絕對位移。例如，滑坡觀測，測站點(diǎn)相對變形點(diǎn)在許多場合可以認(rèn)為是完全不動(dòng)的。 3. 如果自由網(wǎng)中各點(diǎn)都是變形點(diǎn)，即它們都是非固定不變的穩(wěn)定點(diǎn)，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)和形變點(diǎn)情況分析，認(rèn)為它們是等概率形變的 ， 在這種情況下 ， 采用重心基準(zhǔn) ， 相應(yīng)的 采用偽逆平差最為合適。直到整體檢驗(yàn)通過為止。 例如 ： 設(shè)有水準(zhǔn)監(jiān)測網(wǎng)如圖 231 所示 ， 兩期的高差觀測值見表 231。 表 232 兩期在不同基準(zhǔn)下的變化量（ m） 基準(zhǔn) 1 2 3 4 5 6 固定基準(zhǔn) 0 重心 基準(zhǔn) 擬穩(wěn)基準(zhǔn) 從此例可以看出 ， 在不同基準(zhǔn)下求得的結(jié)果相差很大。如果不統(tǒng)一 ， 就需要作一些特殊的處理使其統(tǒng)一。 （ 2）不同變形觀測的精度與方法 變形觀測的精度取決于該工程設(shè)計(jì)的允許變形值大小和進(jìn)行觀測的目的。在我國 ，對于不同內(nèi)容的變形觀測，其精度要求在測量規(guī)范中均有明確規(guī)定。通常要求觀測的次數(shù)既能反映出變化過程，又不遺漏變化的時(shí)刻，在施工過程中，待埋設(shè)的觀測點(diǎn)穩(wěn)定后進(jìn)行第一次全面觀測，以后對于高層建筑物每增加一層應(yīng)第二章 變形觀測的基本理論 13 觀測一 次，直至穩(wěn)定。值得注意的是，在整個(gè)變形觀測期間要按時(shí)、按規(guī)定、按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，以便取得完整可靠的第一手原始資料，確保觀測精度，并對觀測結(jié)果進(jìn)行正確的變形分析。下面以沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)為例： 每個(gè)工程應(yīng)當(dāng)在施工作業(yè)范圍外至少埋設(shè)三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并確保不受施工影響。 （ 6） 觀測結(jié)果的記錄 對觀測值按照事先設(shè)定了的記錄表格進(jìn)行記錄，確保記錄完整、準(zhǔn)確、可靠。 另一方面，利用變形分布圖，結(jié)合觀測過程中的各種因素對觀測成果進(jìn)行分析。 為了確保施工安全和加強(qiáng)勞動(dòng)管理，施工單位和監(jiān)理單位以及營運(yùn)單位必須對建筑物變形觀測引起足夠的重視，確定恰當(dāng)精度，采用正確方法，確保觀測成果的可靠性。變形觀測方案編制前，應(yīng)對觀測對象的設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場情況進(jìn)行充分的了解和研究，多方案精度估算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后擇優(yōu)選取。變形觀測屬于精密測量，測量精度要求較高，要做到“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量”。 變形觀測點(diǎn)的布設(shè) 變形觀測點(diǎn)分為控制點(diǎn)和變形點(diǎn)兩大類。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)之間需要進(jìn)行連接時(shí)應(yīng)布設(shè)聯(lián)系點(diǎn)，選設(shè)其點(diǎn)位時(shí)應(yīng)顧及連接的構(gòu)形，位置所在處應(yīng)相對穩(wěn)定。 一、沉降觀測點(diǎn)布設(shè)原則 沉降觀測點(diǎn)是固定在待觀測對象上的測量標(biāo)志，應(yīng)牢固地與待觀測對象結(jié)合在一起，便于觀測，并盡量保證在整個(gè)沉降觀測期間不受損壞。此外，埋設(shè)的沉降觀測點(diǎn)要符合各施工階段的觀測要求，特別要 考慮到裝修裝飾階段，是否會(huì)因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點(diǎn)，不能連續(xù)觀測而失去觀測意義。 總之，觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在能表示出沉降特征的點(diǎn)。另一方面觀測人員應(yīng)經(jīng)常注意觀測點(diǎn)變動(dòng)情況，如有損壞及時(shí)設(shè)置新的觀測點(diǎn)。 第五章 不均勻沉降對建筑物影響及防治措施 18 基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置 沉降觀測是根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行的，因此要求基準(zhǔn)點(diǎn)的位置在整個(gè)變形觀測期間穩(wěn)定不變。為了觀測方便及提高觀測精度，基準(zhǔn)點(diǎn)距觀測點(diǎn)不要太遠(yuǎn)，一般應(yīng)在 100m 范圍以內(nèi)；否則，還應(yīng)布設(shè)工作基點(diǎn)。高層建筑物可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開始觀測。 （ 3） 基礎(chǔ)附近地面荷載突然增加，周圍大量積水及暴風(fēng)雨后，或周圍大量挖方時(shí)，均應(yīng)及時(shí)觀測。工程竣工初期的觀測頻率要稍大些，開始可隔 12 個(gè)月，或每季度觀測一次，以每次沉降量在 5l0 mm 以內(nèi)為限度，否則要增加觀測次數(shù)。 第五章 不均勻沉降對建筑物影響及防治措施 19 第五章 不均勻沉降對建筑物影響及防治措施 建筑物產(chǎn)生沉降是一種常見現(xiàn)象，特別是高壓縮性土、膨 脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物，很容易因不均勻沉降而開裂，影響使用甚至突變坍塌。 建筑物不均勻沉降將直接對其造成不利影響。 建筑物的設(shè)計(jì)好壞，影 響后續(xù)工作，必須從建筑上采取措施。實(shí)踐表明，這樣的建筑物，由于整體剛度好，地基受荷均勻，所以較少發(fā)生開裂。據(jù)調(diào)查，軟土地基上緊接高差超過一層的砌體承重結(jié)構(gòu)房屋，低者很多開裂，因此，當(dāng)?shù)鼗浫鯐r(shí)，建筑物的緊接高差以不超過一層為宜。不符合上述要求時(shí)，一般要設(shè)置變形縫。 沉降縫內(nèi)不能填塞，但寒冷地區(qū)為了防寒，有時(shí)也填以 松軟材料。 軟弱地基上沉降縫的寬度可參考表 52 的數(shù)值確定。 如果估計(jì) 到設(shè)置沉降縫后難免發(fā)生單元之間的嚴(yán)重互傾時(shí)，可以考慮將擬劃分的沉降單元拉開一段距離，期間用靜定結(jié)構(gòu)聯(lián)接 （ 稱為聯(lián)接體 ） 。這種相鄰影響主要表現(xiàn)為： 1） 同期建造的兩相鄰建筑物之間的彼此影響，特別是當(dāng)兩建筑物輕 （ 低 ）重 （ 高 ） 差別太大 時(shí)，輕者受重者的影響。 第五章 不均勻沉降對建筑物影響及防治措施 22 表 522 相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距 被影響建筑物的長高比（右） =L/Hf= =L/Hf= 影響建筑的預(yù)估平均沉降量（下） 7050 23 36 160250 36 69 260400 69 912 400 912 =12 五、調(diào)整某些設(shè)計(jì)的標(biāo)高 建筑物的沉降改變了原有的標(biāo)高，嚴(yán)重時(shí)將影響建筑物的使用功能，應(yīng)根據(jù)可能產(chǎn)生的不均勻沉降采取下列相應(yīng)預(yù)防措施有： （ 1） 根據(jù)預(yù)估的沉降量事先提高室內(nèi)地坪或地下設(shè)施的標(biāo)高； （ 2） 建筑物各部分 （ 或設(shè)備之間 ） 有聯(lián)系時(shí)，可將沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)提高 ； （ 3） 建筑物與設(shè)備之間，留有足夠的凈空； （ 4） 有管道穿過建筑物時(shí)，應(yīng)留有足夠尺寸的空洞，或采用柔性管道 接頭等。 （ 1） 減少墻體的重量 許多建筑物 （ 尤指民用建筑物 ） 的自重，大部分以墻體的重量為主，為了減少這部分重量 ，從長遠(yuǎn)看，應(yīng)大力發(fā)展輕質(zhì)高強(qiáng)墻體材料。工業(yè)廠房屋蓋的重量往往很大，過去常用的大型屋面板加外防水屋蓋，重量很可觀，如改用各種自防水預(yù)制輕型屋面板，重量可減少。 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在多層房屋的基礎(chǔ)和頂層處宜各設(shè)置一道圈梁，其它各層可隔層設(shè)置，必要時(shí)也可隔層設(shè)置。因不容易正確估計(jì)墻體在某一段內(nèi)可能發(fā)生的撓曲方 向，故通常在上、下方都設(shè)置圈梁。鋼筋混凝土圈梁截面宜為矩形，梁寬一般同墻厚，一般為 1020cm，當(dāng)墻厚大于 24cm 時(shí)，寬度可小于墻厚但不小于墻厚的 2/3。 此外，如果墻體因開大洞而受到嚴(yán)重削弱，地基又很軟弱，可考慮在削弱部位配筋，或用鋼筋混凝土邊框加強(qiáng)。 （ 2） 改變基底尺寸。 （ 2） 軟弱層的地基處理。把軟弱的土全部或部分挖去，換填材料分層夯實(shí)或搗實(shí)做成墊層，在墊層面上用厚度為 510cm 的水泥砂漿找平，然后施工基礎(chǔ)。 為了阻隔地表變形向地面建 （ 構(gòu) ） 筑物的傳遞，可以采用活動(dòng)基礎(chǔ) （ 由一組能夠隨意調(diào)解建 （ 構(gòu) ） 筑物原基礎(chǔ)高度的構(gòu)件群組成 ） ，安裝在受地表變形影響的建 （ 構(gòu) ） 筑物的下方，阻隔或吸收向上傳遞的變形，達(dá)到保護(hù)建 （ 構(gòu) ） 筑物安全使用的目的。錨固板設(shè)置在原有地板或地下室地板水平處，板厚不得小于 12cm，板與土壤之間應(yīng)鋪設(shè)一層 20cm 厚的砂墊層，板每隔一段必須伸出外墻設(shè)置錨固端，錨固端間距一般第五章 不均勻沉降對建筑物影響及防治措施 25 為 1m，全部受力鋼筋必須伸至各自的錨固端，除受力筋外還必須鋪設(shè) 8 個(gè)間距100、 150 二的鋼筋網(wǎng)。注意：這類結(jié)構(gòu)通常只適用于單層的工業(yè)廠房、倉庫等。 一、 施工原則 1） 基坑保護(hù)。 2） 施工順序。 4） 控制加荷速率。 6） 保證抗震構(gòu)造要求。在施工過程中，首先要保證磚、石、水泥、鋼筋等材料合格，其次，要保證混凝土、砂漿配比符合要求。在已建成的輕型建筑物周圍，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物，以免堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。在地基基礎(chǔ)施工中，遇到暗溝和 各種暗埋構(gòu)筑物是經(jīng)常發(fā)生的?；靥钗锏膲嚎s性要與周圍地基土接近。否則應(yīng)作如下處理 ： （ 1） 基礎(chǔ)埋深 —宜埋在地下水位，凍土層厚度以下。 ，進(jìn)行 了 建筑物沉降觀測方案的設(shè)計(jì)與制定，包括觀測點(diǎn)的布設(shè)、作業(yè)方法、觀測周期、成果整理和分析等多方面的內(nèi)容。建筑物各組成部分的標(biāo)高，應(yīng)根據(jù)可能產(chǎn)生的不均勻沉降采取相應(yīng)措施。 （ 3） 局部加大基礎(chǔ)的底面積，減少基底壓力。除進(jìn)行必要的勘測、挖掘以外，