每個工程師都應懂的建築變形觀測（沉降、傾斜、裂縫、位移觀測）

科技 04-13

在說建築變形觀測之前，豆工想起之前的一個非著名評論員的著名的一句話：

站起來是房子，躺下去還是房子，那才是真的好房子！

當然也有人為這房子叫屈，他們說：

人家的房子很好，這是最新款的只有天窗的聯體別墅！

除了站著的、躺下去的，還有不站著，也不躺著的好房子

如下：

每個工程師都應懂的建築變形觀測（沉降、傾斜、裂縫、位移觀測）

以上純屬扯淡

以下正文

建築變形觀測起了什麼作用？

為保證建築物在施工、使用和運行中的安全，以及為建築物的設計、施工、管理及科學研究提供可靠的資料，在建築物施工和運行期間，需要對建築物的穩定性進行觀測，這種觀測稱為建築物的變形觀測。

建築物變形觀測包括哪些內容？

建築物沉降觀測

建築物傾斜觀測

建築物裂縫觀測

建築物位移觀測

一、建築物的沉降觀測

建築物沉降觀測是用水準測量的方法，周期性地觀測建築物上的沉降觀測點和水準基點之間的高差變化值。

1．水準基點的布設

水準基點是沉降觀測的基準，因此水準基點的布設應滿足以下要求：

（1）要有足夠的穩定性水準基點必須設置在沉降影響範圍以外，冰凍地區水準基點應埋設在冰凍線以下0.5m。

（2）要具備檢核條件為了保證水準基點高程的正確性，水準基點最少應布設三個，以便相互檢核。

（3）要滿足一定的觀測精度水準基點和觀測點之間的距離應適中，相距太遠會影響觀測精度，一般應在100m範圍內。

2．沉降觀測點的布設

進行沉降觀測的建築物，應埋設沉降觀測點，沉降觀測點的布設應滿足以下要求：

（1）沉降觀測點的位置沉降觀測點應布設在能全面反映建築物沉降情況的部位，如建築物四角，沉降縫兩側，荷載有變化的部位，大型設備基礎，柱子基礎和地質條件變化處。

（2）沉降觀測點的數量一般沉降觀測點是均勻布置的，它們之間的距離一般為10～20m。

（3）沉降觀測點的設置形式。

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3．沉降觀測

（1）觀測周期

1）當埋設的沉降觀測點穩固後，在建築物主體開工前，進行第一次觀測。

2）在建（構）築物主體施工過程中，一般每蓋1～2層觀測一次。如中途停工時間較長，應在停工時和復工時進行觀測。

3）當發生大量沉降或嚴重裂縫時，應立即或幾天一次連續觀測。

4）建築物封頂或竣工後，一般每月觀測一次，如果沉降速度減緩，可改為2～3個月觀測一次，直至沉降穩定為止。

（2）觀測方法

觀測時先後視水準基點，接著依次前視各沉降觀測點，最後再次後視該水準基點，兩次後視讀數之差不應超過±1mm。

沉降觀測的水準路線（從一個水準基點到另一個水準基點）應為閉合水準路線。

（3）精度要求

沉降觀測的精度應根據建築物的性質而定。

1）多層建築物的沉降觀測，可採用DS3水準儀，用普通水準測量的方法進行，其水準路線的閉合差不應超過

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（n測站數）。

2）高層建築物的沉降觀測，則應採用DS1精密水準儀，用二等水準測量的方法進行，其水準路線的閉合差不應超過:

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（4）工作要求

沉降觀測是一項長期、連續的工作，為了保證觀測成果的正確性，應儘可能做到四定：

1）固定觀測人員

2）使用固定的水準儀和水準尺

3）使用固定的水準基點

4）按固定的實測路線和測站進行

4．沉降觀測的成果整理

（1）整理原始記錄

每次觀測結束後，應檢查記錄的數據和計算是否正確，精度是否合格，然後，調整高差閉合差，推算出各沉降觀測點的高程，並填入「沉降觀測表」中。

（2）計算沉降量

1）計算各沉降觀測點的本次沉降量：

本次沉降量=本次觀測所得的高程－上次觀測所得的高程

2）計算累積沉降量：

累積沉降量=本次沉降量+上次累積沉降量

將計算出的沉降觀測點本次沉降量、累積沉降量和觀測日期、荷載情況等記入「沉降觀測表」中。

（3）繪製沉降曲線

沉降曲線分為兩部分，即時間與沉降量關係曲線和時間與荷載關係曲線。

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1）繪製時間與沉降量關係曲線

首先，以沉降量s為縱軸，以時間t為橫軸，組成直角坐標系。

然後，以每次累積沉降量為縱坐標，以每次觀測日期為橫坐標，標出沉降觀測點的位置。

最後，用曲線將標出的各點連接起來，並在曲線的一端註明沉降觀測點號碼，這樣就繪製出了時間與沉降量關係曲線。

2）繪製時間與荷載關係曲線

首先，以荷載為縱軸，以時間為橫軸，組成直角坐標系。

再根據每次觀測時間和相應的荷載標出各點，將各點連接起來，即可繪製出時間與荷載關係曲線。

二、建築物的傾斜觀測

用測量儀器來測定建築物的基礎和主體結構傾斜變化的工作，稱為傾斜觀測。

1．一般建築物主體的傾斜觀測

建築物主體的傾斜觀測，應測定建築物頂部觀測點相對於底部觀測點的偏移值，再根據建築物的高度，計算建築物主體的傾斜度，即

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式中 i——建築物主體的傾斜度；

?D——建築物頂部觀測點相對於底部觀測點的偏移值（m）；

H——建築物的高度（m）；

α——傾斜角（°）。

傾斜測量主要是測定建築物主體的偏移值ΔD。偏移值ΔD的測定一般採用經緯儀投影法。

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經緯儀投影法，觀測方法如下：

（1）將經緯儀安置在固定測站上，該測站到建築物的距離，為建築物高度的1.5倍以上。瞄準建築物X牆面上部的觀測點M，用盤左、盤右分中投點法，定出下部的觀測點N。用同樣的方法，在與X牆面垂直的Y牆面上定出上觀測點P和下觀測點Q。M、N和P、Q即為所設觀測標誌。

（2）隔一段時間後，在原固定測站上，安置經緯儀，分別瞄準上觀測點M和P，用盤左、盤右分中投點法，得到N′和Q′。如果，N與N′、Q與Q′不重合，說明建築物發生了傾斜。

（3）用尺子，量出在X、Y牆面的偏移值ΔA、ΔB，然後用矢量相加的方法，計算出該建築物的總偏移值ΔD，即：

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根據總偏移值ΔD和建築物的高度H即可計算出其傾斜度i。

2．圓形建（構）築物主體的傾斜觀測

對圓形建（構）築物的傾斜觀測，是在互相垂直的兩個方向上，測定其頂部中心對底部中心的偏移值。

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（1）在煙囪底部橫放一根標尺，在標尺中垂線方向上，安置經緯儀，經緯儀到煙囪的距離為煙囪高度的1.5倍。

（2）用望遠鏡將煙囪頂部邊緣兩點A、A′及底部邊緣兩點B、B′分別投到標尺上，得讀數為y1、y1′及y2、y2′。煙囪頂部中心O對底部中心O′在y方向上的偏移值Δy為：

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（3）用同樣的方法，可測得在x方向上，頂部中心O的偏移值Δx為：

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（4）用矢量相加的方法，計算出頂部中心O對底部中心O′的總偏移值ΔD，即

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根據總偏移值ΔD和圓形建（構）築物的高度H即可計算出其傾斜度i。

另外，亦可採用激光鉛垂儀或懸吊錘球的方法，直接測定建（構）築物的傾斜量。

3．建築物基礎傾斜觀測

建築物的基礎傾斜觀測一般採用精密水準測量的方法，定期測出基礎兩端點的沉降量差值Δh，在根據兩點間的距離L，即可計算出基礎的傾斜度：

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對整體剛度較好的建築物的傾斜觀測，亦可採用基礎沉降量差值，推算主體偏移值。

用精密水準測量測定建築物基礎兩端點的沉降量差值Δh，在根據建築物的寬度L和高度H，推算出該建築物主體的偏移值ΔD，即

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三、建築物的裂縫觀測

當建築物出現裂縫之後，應及時進行裂縫觀測，常用的裂縫觀測方法有兩種。

1．石膏板標誌

用厚10mm，寬約50～80mm的石膏板（長度視裂縫大小而定），固定在裂縫的兩側。當裂縫繼續發展時，石膏板也隨之開裂，從而觀察裂縫繼續發展的情況。

2．白鐵皮標誌

（1）用兩塊白鐵皮，一片取150mm×150mm的正方形，固定在裂縫的一側。

（2）另一片為50mm×200mm的矩形，固定在裂縫的另一側，使兩塊白鐵皮的邊緣相互平行，並使其中的一部分重疊。

（3）在兩塊白鐵皮的表面，塗上紅色油漆。

（4）如果裂縫繼續發展，兩塊白鐵皮將逐漸拉開，露出正方形上，原被覆蓋沒有油漆的部分，其寬度即為裂縫加大的寬度，可用尺子量出。

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四、建築物位移觀測

根據平面控制點測定建築物的平面位置隨時間而移動的大小及方向，稱為位移觀測。

位移觀測首先要在建築物附近埋設測量控制點，再在建築物上設置位移觀測點。

位移觀測的方法有以下兩種：

1．角度前方交會法

2．基準線法

—— THE END ——

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