1、目 錄第1章 緒論11.1建筑物變形觀測的概述11.1.1變形產生的原因和類型11.1.2變形觀測的主要任務21.1.3變形觀測的目的和意義31.2建筑物變形觀測的概況31.2.1我國的變形監測工作發展過程41.2.2高層建（構）筑物的變形特點51.2.3其它建（構）筑物的主要變形特點61.2.4我國開展變形監測工作的主要內容61.3變形監測的精度和頻率61.3.1制約變形監測質量的主要因素71.3.2變形監測的頻率81.3.3變形監測頻率確定的基本方法91.3.4沉降穩定期的確定9第2章 位移觀測102.1傾斜觀測的陳述102.2一般建筑物的傾斜觀測102.3特殊建筑物的傾斜觀測112.4建

2、筑物主體傾斜觀測122.4.1主體傾斜觀測的方法122.4.2主體傾斜觀測的周期142.4.3傾斜觀測實例142.4.4建筑物水平位移觀測152.5裂縫觀測162.5.1裂縫觀測的概述162.5.2裂縫觀測的方法172.6撓度觀測182.6.1建筑物基礎撓度觀測182.6.2彈性撓度觀測182.6.3建筑物主體撓度觀測192.7日照和風振變形監測192.8建筑場地滑坡觀測202.8.1建筑物觀測點布設，標石埋設要求202.8.2滑坡觀測的周期規定202.8.3滑坡觀測點的位移觀測方法選用要求202.8.4滑坡觀測應提交的圖表21第3章沉降觀測223.1沉降觀測主要內容223.1.1沉降觀測的陳

3、述和目的223.1.2水準點的布設223.1.3觀測點的布設223.1.4觀測時間和觀測方法223.1.5沉降觀測的數據處理233.1.6 建筑物沉降觀測實例分析24第4章結 語27參 考 文 獻28致 謝29II摘 要高層建筑物從基礎施工到竣工驗收及其運營使用過程中，由于建筑物的工程地質、水位地質、土壤的物理性質、大氣溫度以及建筑物本身的荷重、結構等因素的變化影響，往往產生不同形式的變形。因此，建筑物的穩定性和可靠性已經成為人們關注的焦點，只有定期對高層建筑進行變形觀測，掌握其變形規律，才能合理預測未來的變形大小，及時采取預防和善后措施，確保建筑物的安全使用。高層建筑物的變形包括建筑物沉降變

4、形、建筑物傾斜變形、建筑物產生裂縫和發生相對位移等變形。所以對于這些變形我們采取了沉降觀測，水平位移觀測，傾斜觀測，裂縫觀測等方法，以避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，提高高層施工中的沉降觀測質量。在這些變形觀測的工作實踐中，應根據實際情況選用最適當、最有效的的觀測方法，并科學分析、處理變形觀測結果，對變形觀測中常見的一些問題提出合理的解決方法，準確掌握建筑物的沉降變化規律，為建筑物設計和防災減災提供科學的依據。關鍵詞：高層建筑物 變形觀測 精度分析 第1章 緒論1.1 建筑物變形觀測的概述建筑物在施工過程中，隨著建筑物的基礎和地基所承受的荷載不斷增加，引起基

5、礎及四周地層的變形，而建筑物本身在自重和各種外力的共同作用下，也要發生變形，這種變形在建筑物建成后的一段時間內繼續存在著。如果變形在一定范圍內，可視為正常現象，但如果超過某一限度就會影響建筑物的正常使用，嚴重的還會危及建筑物的安全。為了建筑物的的安全使用，在建筑物施工和運行管理期間需要進行變形觀測。通過對建筑物變形觀測所取得的數，用來分析和監視建筑物變形情況，若發現有變形異常情況時，可以及時分析原因，采取必要的措施，確保工程質量和安全生產，同時也為今后建筑物結構和地基基礎合理的設計積累資料。隨著經濟的快速發展，科技水平的不斷提高，土建工程的建設也駛上了快車道。在各類工程層出不窮、高層建筑鱗次櫛

6、比、建筑結構起義日益復雜、工程規模愈來愈大的當今時代，對建筑物進行變形觀測有著更現實的意義。同時，人類在認識、控制變形和預防災害方面，有其成功的經驗，也不乏有慘痛的教訓，因此，工程建筑物的變形觀測應受到各界的高度重視。工程建筑物變形觀測主要包括：沉降觀測，水平位移觀測，傾斜觀測，裂縫觀測等。工程建筑物的變形觀測與其他測量工作相比較其主要特點是：測量精度要求高，觀測方法設計精密、嚴謹，數據處理嚴密。 1.1.1 變形產生的原因和類型一般來說，建筑物變形的原因較多，但主要的原因有三點：其主要原因如下：（1） 變形產生的原因自然條件及其變化建筑物地基的工程地質條件、水文地質條件、土壤的物理性質、大氣

7、溫度的變化，以及相鄰建筑物的影響等因素引起建筑物變形。例如，由于地基下的地質條件不同會引起建筑物的不均勻沉降，使其產生傾斜或裂縫；由于溫度和地下水位的季節性和周期性的變化，而引起建筑物的規律性變形；新建的想鄰大型建筑物改變原有建筑物周邊的土壤平衡，使地面產生不均勻沉降甚至出現地面裂縫，從而給原有建筑物造成危害等。與建筑物本身相聯系的原因如建筑物本身的荷載大小、建筑物的結構、形式以及動荷載的作用、工藝設備的重量等。此外，由于勘測、設計、施工以及運營管理方面的工作缺陷，還會引起建筑物產生額外變形。例如在高大建筑物周圍進行深基坑開挖，就會對其原有建筑物產生一個額外的變形。當然這些引起變形的因素是相互

8、聯系、相互作用的，對建筑物往往是共同作用的，只是不同時間段，不同因素的作用強弱不同而已。這些變形的原因，是相互聯系的。隨著工程建筑物的興建，改變了地面原有的狀態，對于建筑物的地基施加了一定的外力，這就必然引起地基及其周圍地層的變形。而建筑物本身及基礎，由于地基的變形及其外部荷載與內部應力的作用而產生變形。通常，這些大型建 （構）筑物變形的原因都是互相聯系的，并貫穿于建（構）筑物的施工和運營管理階段。（2） 變形的類型 按變形性質可以分為周期性變形和瞬時變形 按變形狀態則可分為靜態變形和動態變形靜態變形通常是指變形觀測的結果僅表示某一期間內的變形值，也就是說，它是時間的函數；動態變形是指在外力作

9、用下產生的變形，它是以外力為函數來表示的動態系統對于時間的變化，其觀測結果是表示建筑物在某個時刻的瞬時變形。1.1.2 變形觀測的主要任務變形觀測的任務是周期性的對觀測點進行重復觀測，求得其在兩個觀測周期的變化量，而為了求得瞬時變化，則應采用各種自動記錄儀器記錄其瞬時位置。建筑物在施工和營運過程中，由于地質條件和土壤性質的不同，地下水位和大氣溫度的變化，建筑物荷載和外力作用等影響，導致建筑物隨時間發生的垂直升降、水平位移、撓曲、傾斜、裂縫等，統稱變形。用測量儀器定期測定建筑物的變形及其發展情況，稱為變形觀測。各種工程建筑物在其施工和使用過程中，都會產生一定的變形，當這種變形在一定限度內時可認為

10、屬正常現象，但超過了一定的范圍就會影響其正常使用并危及建筑物自身及人身的安全，因此需要對施工中的重要建筑物和已發現變形的建筑物進行變形觀測，掌握其變化量、變形發展趨勢和規律，以便一旦發現不利的變形可以及時采取措施，以確保施工安全和建筑物的安全，同時也為今后更合理的設計提供資料。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，建筑部已制定頒布了中華人民共和同行業標準建筑變形測量規范（JDJ/T8-97），并自1988年6月1日起施行。目前國內許多大中城市已經提出要求和做出決定：新建的高層、超高層，重要的建筑物必須進行變形觀測，否則不予驗收。

11、同時要求，把變形觀測資料作為工程驗收依據和技術檔案之一，呈報和歸檔。通過變形觀測，取得第一手的資料，可以監視工程建筑物的狀態變化和工作情況，在發現不正常現象時，應及時分析原因，采取措施，防止事故的發生，改善運營方式，以保證安全。其次，通過在施工和運營期間對工程建筑物原體進行觀測，分析研究，可以驗證地基與基礎的計算方法、工程結構的設計方法，對不同的地基與工程結構規定合理的允許沉陷與變形的數值，為工程建筑的設計施工、管理和科學研究工作提供資料。變形觀測的主要任務是周期性地對擬定的觀測點進行重復觀測，求得其在兩個觀測 周期間的變化量；或采用自動遙測記錄儀監測建（構）筑物的瞬時變形。變形觀測的具體方法

12、，則要根據建（構）筑物的性質、觀測精度、周圍的環境以及對觀測的要求來擬定。1.1.3 變形觀測的目的和意義（1） 變形觀測的意義根據前面的分析可知，建（構）筑物產生變形的因素是多方面的，而且多數變形由客觀自然條件及其變化所造成，因此建（構）筑物產生變形是不可避免的。當建筑物在施工和運營理過程中，產生不利于建筑物穩定的變化因素時，變形就必然要發生。當變形值超過允許的限值，建筑物就可能出現危險甚至破壞，給人民的生命財產造成極大的損失。例如：我國板橋和石漫灘兩座土壩1975年洪水破壩失事，造成災害。在城市民用建筑方面，浙江某地一座住宅樓因其旁邊（僅相隔1m多）新建高層建筑物的影響，造成地面開裂，該6

13、層住宅樓發生嚴重傾斜，其頂部靠向新建高層建筑成為危房而拆除。由于地下水位的嚴重下降，某大城市建于上世紀初的一棟大型建筑，原來的一樓下沉為地下室。（2） 變形觀測的目的，變形觀測的目的有兩個：監測-以保證建（構）筑物的安全為目的通過變形觀測取得的資料，可以監視工程建筑物的狀態變化和工作情況；在發生不正常現象時，可以及時分析原因，采取措施，防止事故發生，以保證建（構）筑物的安全。科研-以積累資料、優化設計為目的通過施工和運營期間對建筑物的觀測，分析研究其資料，可以驗證設計理論，所采用的各項參數與施工措施是否合理，為以后改進設計與施工方法提供依據。由此可見，通過變形觀測，可以檢查各種工程建筑物及其地

14、質構造的穩定性，及時發現問題，確保工程質量和使用安全；更好的了解建（構）筑物變形的機理，驗證有關工程設計的理論和地殼運動的假說，建立正確的變形預報理論和方法；以及對某種工程的新結構、新材料和新工藝的性能作出科學的客觀評價。為了達到此目的，應在工程建筑物設計階段，在調查建筑物地基承載性能、研究自然因素對建筑變形影響的同時，就著手擬定變形觀測的設計方案，并將其作為工程建筑物的一項設計內容，以便在施工時，就將觀測標志和設備埋置在設計位置上，從建筑物開始施工就進行觀測，一直持續到變形終止為止。1.2 建筑物變形觀測的概況隨著我國經濟建設的蓬勃發展，帶動了許多關系到國計民生的大型基礎設施的建設。例如：(

15、1)興建了眾所周知的葛洲壩和長江三峽大壩等許多大型水電樞紐工程；(2)已建成或在建設中的數十座長江大橋和跨海大橋；(3)許多大型工業廠房分布祖國各地，高層民用建筑和超高層建筑已如雨后春筍般地聳立在大江南北、各大城市。上述大型基礎設施的建設，不僅推動了我國經濟建設和現代化建設的進一步發展，使農村脫貧致富、工業逐步強大、城市更加繁榮，也促進了我國在土木、水利、交通設計和建筑新材料方面的研究、施工技術和工藝方面的創新等等。同時，因建（構）筑物越來越高、規模越來越大，為保證這些建（構）筑物的安全使用以及設備正常運轉，對變形監測工作也就提出了更高的要求。1.2.1 我國的變形監測工作發展過程（1） 利用

16、常規的水準儀、經緯儀等測量儀器進行的傳統變形觀測方法；（2) 激光準直；（3) 近景攝影測量；（4) 各類位移傳感器；（5) 數字水準儀；（6) 全自動電子全站儀（測量機器人）；（7) 三維立體激光掃描儀；（8) 全球衛星導航定位系統（GNSS） 利用上述測量新技術,可進行全天候自動變形監測，測量儀器和測量手段的不斷更新，新技術和相關學科的不斷融合，使得人們對變形觀測和變形分析的研究也越來越深入。在我國最早系統地開展變形監測工作的應是位于東北地區的豐滿水電大壩，在分析變形數據的基礎上，確定加固方案，延長了大壩的使用壽命。位于我國南北交通命脈上的武漢長江大橋、南京長江大橋等其它特大型橋梁的變形監

17、測，在建設之初就引起了國家主管部門的高度重視，建立了比較完善的變形監測系統。在我國變形監測領域，最受人們關注的是葛洲壩和三峽水利樞紐工程，由于大壩的性質和可能造成的危害程度決定了變形監測工作在這樣一個舉世矚目的特大工程中的地位。在葛洲壩和三峽大壩建設和運營管理過程中，龐大完善的變形監測系統（包括：各種測量儀器設備、測量標志點位以及雄厚的測量科研技術力量等）幾乎涵蓋了當今國內外各種變形監測的手段和方法，提供了大量豐富可靠的變形監測數據，為確保大壩的安全建設和運營起到了極其重要的作用。 隨著近年來大型工業廠房建筑和城市高層、超高層民用建（構）筑物的日益增多，這些位于人口密集、城市中心地帶的巨型建筑

18、物，其可能存在的安全隱患，越來越受到各個國家有關部門的高度重視我國為保證這些高層建筑物的安全施工和使用，制定了相應的法律和法規，確保變形監測工作納入有序軌道，并貫穿于高層、超高層等大型建（構）筑物的勘測、設計、施工和運營管理的各個階段。國家建設部于1998年頒布實施了建筑變形測量規程（中華人民共和國行業標準JGJT 897），進一步規范了變形觀測工作，使大型建（構）筑物的變形監測工作有了技術保障。表 1.1 世界十大高層建筑物序號建筑名稱建筑地址建成年代高度(m)層數結構1臺北101大廈中國臺北2005508101S+C2佩特納斯大廈吉隆坡199845295S+C3西爾斯大廈芝加哥197444

19、3110S+C4金茂大廈上海1998420.588S+C5國際金融中心香港2003413.890S+C6中信廣場廣州1997391.180C7地王大廈深圳199638481S+C8帝國大廈紐約1931381102S9中環廣場香港199237478S10中國銀行大廈香港198936972S+C11世貿大廈1號樓紐約1972417110S12世貿大廈2號樓紐約1973415110S1.2.2 高層建（構）筑物的變形特點關于高層建筑和超高層建筑的劃分，就我國而言，大體上可以這樣劃分：4層以下為一般建筑；58層為多層建筑；920層為高層建筑；20層以上為超高層建筑。 （1)基礎較深，需進行基坑回彈測量

20、從結構設計的角度出發，高層建筑為減少本身對地基產生的附加荷載，從而減小總沉降量及沉降差。當土質較好時，可加大埋深，利用天然地基。當地基深挖后，土的自重失去平衡，會產生基坑地面隆起變形，需進行基坑回彈測量。 （2)沉降量較大，需進行沉降觀測高層建筑由于層數多，荷重大。因此，沉降量也較大。例如上海有的建筑物下沉量達180厘米。高層建筑對差異沉降極為敏感，不僅本身下沉，而且對鄰近建筑物也有影響。所以，在施工期間和竣工之后都要定期進行沉降觀測。（3)樓體高力矩大，需進行傾斜觀測高層建筑除在設計時注意控制水平荷載產生的位移，施工時要分層計算逐層調整外，建成之后仍要進行傾斜監測。其傾斜與地基和整體剛度有關

21、。例如意大利的古建筑比薩斜塔，8層高54m。從1918年開始傾斜觀測，建成至今630多年共傾斜4.40m。（4)風荷載大，需進行風振測量高層建筑在風荷載作用下，受振動而變形，特別在臺風地區更為明顯。例如美國紐約的“帝國大廈”102層，高381m，在最大風力117.3m/s時，其最高點要偏離16.5cm，在偏離處還要引起振幅為18.3cm的振動，因此最大偏離可達25.65cm。（5)墻體溫差大，需進行日照變形觀測高層建筑物墻體平面尺寸較大，受日照變形的影響是不可忽視的。 例如前蘇聯在16層陶粒混凝土板塊民用住宅樓進行了測試。當墻面溫度在16時，第七層觀測點位移1.7mm，第12層觀測點位移3.5

22、 mm。故需隨溫度的變化進行位移和撓度測量。 1.2.3 其它建（構）筑物的主要變形特點其它大型工程建（構）筑物除與上述高層和超高層建筑具有部分共性外，還具有一些各自的變形特點。例如：大型橋梁的橋墩因長期受到水流的沖擊，易產生水平位移甚至滑動，而橋梁與橋面則在交通工具通過時必然會在垂直方向上產生垂曲和振動；水利大壩因長期受到上下游水位落差的壓力，壩體必然要產生撓曲或水平位移。這些變形通常隨著一年四季大氣、水溫的變化，以及上下游水位落差的變化，呈現出周期性變形規律。1.2.4 我國開展變形監測工作的主要內容（1)基坑回彈測量（2)地基分層沉降觀測（3)建筑場地沉降觀測（4)建筑物的沉降觀測（5)

23、建筑物水平位移觀測（6)建筑物傾斜觀測（7)建筑物裂縫觀測（8)日照變形觀測和風振測量1.3 變形監測的精度和頻率 精度要求是建(構)筑物變形監測中的一個重要問題。因為變形監測的結果直接關系到建（構）筑物的安全，影響對變形原因和變形規律的正確分析，和其它測量工作相比，變形監測必須具有更高的精度。對于從事變形監測工作的測量人員來說，精度要求直接關系到使用哪一等級的測量儀器，采用什么觀測方法以及如何處理所獲得的數據。對于變形分析人員來說，它關系到變形監測成果能否達到預期的目的，能否正確分析變形產生的原因、預測變形發展的趨勢以及對可能發生的安全隱患進行評估和預報等。 1.3.1 制約變形監測質量的主

24、要因素 工程建筑物的變形監測應能確切反映建筑物、構筑物及其場地的實際變形程度或變形趨勢，并以此作為確定作業方法和檢驗測量成果質量的基本要求。 變形監測的結果能否達到預定的目的，受很多因素的影響，涉及到變形監測工作的各個環節。如施測方案的確定、變形監測控制網的設計、測量標志的穩定以及觀測方法和測量儀器工具的選擇等。其中，最基本的因素是：（1)觀測點的布置；（2)觀測的精度與頻率；（3)觀測所進行的時間。 變形監測的精度，取決于建筑物預計的允許變形值的大小和進行觀測的目的。如何根據允許變形值來確定觀測的精度，因其與觀測條件和待測建（構）筑物的類型以及觀測的目的相關，情況比較復雜，國內外還存在著各種

25、不同的看法。國際測量工作者聯合會（FIG）第16屆大會上（1981年，瑞士）提出的方法，即：為了使用的目的，觀測值中誤差應不超過變形允許值的120110，或者是12；了研究的目的，應為1/1001/20，或者0.2。表 1.2 建(構)筑物變形監測的等級及其精度要求變形監測等級沉降觀測位移觀測適用范圍觀測點測站高差中誤差（）觀測點坐標中誤差（）特級0.050.30特高精度要求的特種精密工程和重要科研項目的變形監測一級0.151.00高精度要求的大型建筑物和科研項目的變形監測二級0.503.00中等精度要求的建筑物和科研項目變形監測；重要建筑物主體傾斜和場地滑坡監測三級1.5010.00低等精度

26、要求的建筑物變形監測；一般建筑物主體傾斜和場地滑坡監測例如：1.某建筑物高30米，設計人員提出的允許傾斜度i=tg=4;建筑物頂點的允許偏移值為：觀測中誤差的允許值為: 目的一的觀測中誤差為:目的二的觀測中誤差為:又例如：一般來講，從使用的目的出發，對于連續生產的大型車間（鋼結構、鋼筋混凝土結構的建筑物），通常要求觀測工作能反映出1mm的沉降值；對于一般的廠房，沒有很大的傳動設備，連續性不大的車間，要求能反映出2mm的沉降量（觀測中誤差應在1mm以內）。而為了科學研究的目的，往往要求觀測精度達0.1mm。1.3.2 變形監測的頻率 （1） 因素: 觀測的頻率取決于變形值的大小和變形速度，同時與

27、觀測目的也有關系。（2） 原則:變形監測的頻率應以既能系統地反映所測變形的變化過程，又不遺漏其變化的時刻為原則，根據單位時間內變形量的大小及外界因素的影響來確定。當實際觀測中發現異常情況時，則應及時相應地增加觀測次數。 下面以建筑物及其基礎沉降的觀測過程為例，說明確定觀測頻率的方法。對于沙類土層上基礎的沉降過程可分為四個階段：第一階段是在施工期間,隨著基礎上壓力的增加，沉降速度很大，年沉降量達2070mm。第二階段沉降量顯著變慢，年沉降量約為20mm。第三階段為平穩下沉階段。其速度為每年12mm。第四階段沉降曲線幾乎是水平的,沉降趨于停止。（3）施工過程中的觀測頻率在施工過程中的觀測，應隨施工

28、進度及時進行，通常觀測頻率應大些。一般建筑可在基礎完工后或地下室砌完后開始觀測;大型和高層建筑可在基礎墊層或基礎底部完成后開始觀測。觀測次數與間隔時間應視地基狀況與荷載增加的進度來確定。根據施工進度，編制觀測日歷，按計劃進行。一般有三天、七天、半月三種觀測周期；對于民用建筑也可每加高15層觀測一次，工業建筑亦可按不同的施工階段（如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設備安裝等）分別進行觀測。如建筑物均勻增高，可根據荷載增加的進度進行從觀測點埋設穩定后進行第一次觀測，當荷載增加到25%時觀測一次，以后每增加15%觀測一次。施工過程中如暫時停工，要求在停工和重新開工時各觀測一次。停工期間，可每隔2

29、3個月觀測一次。（4）建筑物使用期間的觀測頻率建筑物竣工投產、進入使用期以后，變形監測的頻率應視地基土類型和沉降速度大小而定，通常頻率可小一些。一般有一個月、兩個月、三個月、半年及一年等不同的周期。除有特殊要求外，一般第一年觀測34次，第二年23次，以后每年觀測1次，直到穩定為止。觀測期限一般不少于：砂土地基2年;膨脹土地基3年; 粘土地基5年;軟土地基10年。1.3.3 變形監測頻率確定的基本方法 （1）系統觀測 （2）附加觀測因突發事件和自然條件發生急劇變化，而臨時增加的變形觀測，稱為附加觀測。例如: 基礎上的負荷或附近地面荷載急劇增加或減少時； 外界溫度急劇變化；基礎四周地面大量積水、長

30、時間連續降水及地下水位發生急劇變化等。1.3.4 沉降穩定期的確定 沉降是否進入穩定階段，應由沉降量與時間關系曲線判定。若最后三個周期觀測中，每周期沉降量不大于2倍測量中誤差可認為已進入穩定階段。對于一般建筑物的變形觀測若沉降速度小于0.010.04mm/，可認為已進入穩定階段，具體取值宜根據各地區地基土的壓縮性確定。表 1.3 國內幾個主要城市采用的穩定指標城市接近穩定時的周期容許沉降量穩定控制指標北京1/1000.01/上海2/半年0.01/天津3/半年，1/1000.0170.01/濟南1/1000.01/西安12/500.020.04/第2章 位移觀測建筑物（或構筑物）的不均勻下降，會

31、使建筑物產生傾斜，嚴重的不均勻下沉會使建筑物發生裂縫，甚至破壞，影響建筑物的正常使用。對于高層建筑和圓形建筑更應及時進行觀測，發現問題立即采取補救措施，以確保建筑物的安全與穩定。2.1 傾斜觀測的陳述用測量儀器來測定建筑物的基礎和主體結構傾斜變化的工作，稱為傾斜觀測。傾斜觀測分類按照其普遍性可分為一般和特殊建筑物的傾斜觀測，按照其性質可分為主體傾斜觀測，裂縫觀測，撓度觀測，日照觀測和風振觀測等。2.2 一般建筑物的傾斜觀測對于一般建筑物的傾斜觀測，主要是測定建筑物的上部與下部的相對位移。建筑物主體的傾斜觀測，應測定建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值，再根據建筑物的高度，計算建筑物主體的傾

32、斜度：式中 i建筑物主體的傾斜度； D建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值（m）；H建筑物的高度（m）；傾斜角（°）。由式（2-1）可知，傾斜測量主要是測定建筑物主體的偏移值D。偏移值D的測定一般采用經緯儀投影法。具體觀測方法如下：BAQNBAHYXQPNM圖 2.1 一般建筑物的傾斜觀測1）如圖2.1所示，將經緯儀安置在固定測站上，該測站到建筑物的距離，為建筑物高度的1.5倍以上。瞄準建筑物X墻面上部的觀測點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墻面垂直的Y墻面上定出上觀測點P和下觀測點Q。M、N和P、Q即為所設觀測標志。2）相隔一段時間后，在原固

33、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，如圖2.1所示，說明建筑物發生了傾斜。3）用尺子，量出在X、Y墻面的偏移值A、B，然后用矢量相加的方法，計算出該建筑物的總偏移值D，即： (2-2) 根據總偏移值D和建筑物的高度H用式（2-1）即可計算出其傾斜度i。2.3 特殊建筑物的傾斜觀測對于特殊建筑物和構筑物（如煙囪、水塔等）的傾斜觀測，是在相互垂直的兩個方向上測定其頂部中心對底部中心的偏心距，該偏心距即為建（構）筑物的傾斜量。具體觀測方法如下： 圖2.2 塔式建筑傾斜觀測（1）如圖2.2在煙囪底部橫放一根標尺，在標尺中垂線方向

34、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，如圖2.2煙囪頂部中心O對底部中心O在y方向上的偏移值y為： (2-2)（3）用同樣的方法，可測得在x方向上，頂部中心O的偏移值x為： （2-3） （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D，即 (2-4) 根據總偏移值D和圓形建（構）筑物的高度H用式（2-4）即可計算出其傾斜度i。另外，亦可采用激光鉛垂儀或懸吊錘球的方法，直接測定建（構）筑物的傾斜量。3建筑物基礎傾斜觀測DhLHhL 圖 2.3 基礎傾斜觀測

35、測定建筑物的偏移值2.4 建筑物主體傾斜觀測2.4.1 主體傾斜觀測的方法測定建筑物傾斜的方法有兩類：一、直接測定法；二、間接推定（通過測量建筑物基礎相對沉降的方法來確定建筑物的傾斜）。（1）直接測定法 投點法。觀測時，應在底部觀測點位置安置量測設施（如水平讀數尺等）。在每測站安置經緯儀投影時，應按正倒鏡法以所測每對上下觀測點標志間的水平位移分量，按矢量相加法求得水平位移值（傾斜量）和位移方向（傾斜方向）。對需要觀測的建筑物，通常對建筑物的四個陽角進行傾斜觀測，綜合分析整棟建筑物的傾斜情況。經緯儀的位置如圖3-1所示，其中要求經緯儀應設置在離建筑物較遠的地方（距離最好大于1.5倍建筑物的高度）

36、，以減少儀器縱軸不垂直的影響。觀測時瞄準墻頂一點M，向下投影得一點N，投影時經緯儀在固定測站很好地對中嚴格整平，用盤左、盤右兩個度盤位置往下投影，分別量取水平距離，取其平均值即為NN1間的水平距離a。如圖3-2所示，另外，以M點為基準，采用經緯儀測出角度。H和H1也可用鋼尺直接量取，或用手持式激光測距儀測定。不便埋設標志的塔形、圓形建筑物以及豎直構件，可以照準視線所切同高邊緣認定的位置或用高度角控制的位置作為觀測點位。位于地面的測站點和定向點，可根據不同的觀測要求，采用帶有強制對中設備的觀測墩或混凝土標石。對于一次性傾斜觀測項目，觀測點標志可采用標記形式或直接利用符合位置與照準要求的建筑物特征

37、部位；測站點可采用小標石或臨時性標志。根據垂直角可按下式算出高度 H=loga (2-5)則建筑物的傾斜度 I=a/h （2-6）建筑物該陽角的傾斜量 =i（H+H1） （2-7）最后，綜合分析四個陽角的傾斜度，即可描述整幢建筑物的傾斜情況。 測水平角法。對塔形、圓形建筑物或構件，每測站的觀測，應以定向點作為零方向，以所測各觀測點的方向值和至底部中心的距離，計算頂部中心相對底部中心的水平位移分量。對矩形建筑，可在每測站直接觀測頂部觀測點與底部觀測點之間的夾角或上層觀測點與下層觀測點之間的夾角，以所測角值與距離值計算整體的或分層的水平位移分量和位移方向。 前方交會法。所選基線應與觀測點組成最佳構

38、形，交會角宜在60º120º之間。水平位移計算，可采用直接由兩周期觀測方向值之差解算坐標變化量的方向差交會法，亦可采用按每周期計算觀測點坐標值，再以坐標差計算水平位移的方法。 吊垂球法。應在頂部或需要的高度處觀測點位置上，直接或支出一點懸掛適當重量的垂球，在垂線下的底部固定讀數設備（如毫米格網讀數板），直接讀取或量出上部觀測點相對底部觀測點的水平位移量和位移方向； 激光鉛直儀觀測法。應在頂部適當位置安置接收靶，在其垂線下的地面或地板上安置激光鉛直儀或激光經緯儀，按一定周期觀測，在接收靶上直接讀取或量出頂部的水平位移量和位移方向。作業中儀器應嚴格置平、對中，應旋轉180

39、76;觀測兩次取其中數。對超高層建筑，當儀器設在樓體內部時，應考慮大氣湍流影響； 激光位移計自動記錄法。位移計宜安置在建筑物底層或地下室地板上，接收裝置可設在頂層或需要觀測的樓層，激光通道可利用未使用的電梯井或樓梯間隔，測試室宜選在靠近頂部的樓層內。當位移計發射激光時，從測試室的光線示波器上可直接獲取位移圖像及有關參數，并自動記錄成果； 正錘線法。錘線宜選用直徑0.61.2mm的不銹鋼絲，上端可錨固在通道頂部或需要高度處所設的支點上。穩定重錘的油箱中應裝有粘性小、不冰凍的液體。觀測時，由底部觀測墩上安置的量測設備（如坐標儀、光學垂線儀、電感式垂線儀），按一定周期測出各測點的水平位移量。 攝影測

40、量法。當建筑物立面上觀測點數量較多或傾斜變形比較明顯時，也可采用近景攝影測量方法。（2）間接推定法按相對沉降間接確定建筑物整體傾斜時，所測建筑物應具有足夠的整體結構剛度。可選用下列方法： 傾斜儀測記法。采用的傾斜儀（如水管式傾斜儀、水平擺傾斜儀、氣泡傾斜儀或電子傾斜儀）應具有連續讀數、自動記錄和數字傳輸的功能。監測建筑物上部層面傾斜時，儀器可安置在建筑物基礎面上，以所測樓層或基礎面的水平角變化值反映和分析建筑物傾斜的變化程度； 測定基礎沉降差法。可在基礎上選設觀測點，采用水準測量方法，以所測各周期的基礎沉降差換算求得建筑物整體傾斜度及傾斜方向。 2.4.2 主體傾斜觀測的周期（1）主體傾斜觀測

41、的周期，可視傾斜速度每個月觀測一次。如遇基礎附近因大量堆載或卸載、場地降雨長期積水等而導致傾斜速度加快時，應及時增加觀測次數。（2）施工期間的觀測周期，應隨施工進度并結合實際情況進行。一般建筑，可在基礎完工后或地下室砌完后開始觀測，大型、高層建筑，可在基礎墊層或基礎底部完成后開始觀測。觀測次數與間隔時間應視地基與加荷情況而定。民用高層建筑可每加高15層觀測一次；工業建筑可按不同施工階段（如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設備安裝等）分別進行觀測。如建筑物均勻增高，應至少在增加荷載的25、50、75和100時各測一次。施工過程中如暫時停工，在停工時及重新開工時應各觀測一次。停工期間，可每隔2

42、3個月觀測一次。（3）結果判定建筑物主體傾斜觀測結果須小于傾斜容許值。建筑物主體傾斜的容許值見表3-1表2.1 建筑物主體傾斜的容許值多層和高層建筑物的整體傾斜高聳結構基礎的傾斜建筑物高度傾斜允許值建筑物高度傾斜允許值Hg240.004Hg200.00824Hg600.00320Hg500.00660Hg1000.002550Hg1000.005Hg1000.002100Hg1500.004- -150Hg2000.003-200Hg2500.0022.4.3 傾斜觀測實例（1）概況某16層住宅樓，對該住宅樓的東、南、西、北四個樓角位置進行了傾斜測量。（2）檢測儀器采用拓普康GPT-6002L

43、P全站儀（3）測量結果（4）傾斜測量成果說明、所有點位的偏移量均為該樓最上面點相對于最下面點（勒腳處）沿南北向或東西向的偏移量。、該樓樓角編號及樓角高度見下圖所示：（H=50.5） （H=50.5）1# 2# 北 4#3# 圖2.4（H=50.5） （H=50.5）住宅樓樓角編號及高度（2）傾斜測量成果表表2.2點號傾斜方向偏移方向偏移量（mm）傾斜率1#南北向南9.40.5東西向東6.40.42#南北向南11.20.6東西向西3.20.23#南北向南6.40.3東西向西15.60.84#南北向北7.60.4東西向西17.91.02.4.4 建筑物水平位移觀測（1）水平位移觀測的陳述水平位移觀

44、測：測定建筑物在水平方向位置移動的工作稱為水平位移觀測。（2）水平位移的測定方法水平位移的測定方法有兩種：基準線法測定水平位移 基準線法的原理是以通過建筑物軸線（例如大壩軸線、直線橋軸線等）或平行于建筑物軸線固定不變的鉛垂面為基準面，由此來測定建筑物的水平位移。圖2.5位某混凝土大壩壩頂基準線示意圖。A、B、C、D分別為位于大壩兩端所選定的基準線端點，1、2、3、4、5為水平位移的觀測點：圖2.5 壩頂基準線布設經緯儀安置于一端基準點A上，照準安置于另一端基準點B上的覘牌，則通過儀器中心的鉛垂線與覘牌中心的鉛垂面即形成基準線法中的基準面。通過觀測，量取各觀測點相對于該點基準面的水平距離，并與本

45、次觀測面結果比較，即可求得各觀測點所在壩段的位移量。基準線法根據使用的工具和觀測方法可分為測小角法和活動覘牌法。測小角法是用精密經緯儀精確地測出基準線方向與置鏡點到觀測點視線方向之間所夾的小角，然后計算出觀測點相對于基準線的偏離值。活動覘牌法則是利用活動覘牌上的標尺，直接測定其偏離值。隨著科學技術的發展，以激光來替代經緯儀視線的“激光經緯儀準直”和利用光干涉原理的“波光板激光準直”已在實踐中應用。導線法測定建筑物的水平位移對于直線型建筑物的位移觀測，應用基準線法具有觀測速度快、精度高等優點，但對于非直線型建筑物，如重力拱壩，曲線橋梁以及一些高層建筑物的位移觀測，采用導線法則更為適宜，此法可以同

46、時測定建筑物上某觀測點在同一水平面內兩個方向上的位移。對于變形觀測的導線，是兩端不觀測定向角的導線，可在建筑物的適當位置與高度上布設導線點。其邊長應根據現場的實際情況確定，但盡量選用長邊。導線的角度測量可以利用激光準直系統，配合特制的轉角棱鏡進行間接測量。導線的邊長可采用側微銦瓦鋼尺丈量。導線點的坐標計算后，以第一次觀測計算的各點坐標為基準值，以后各次的測算結果與之比較，即可求得各觀測點在兩個方向上的位移量。2.5 裂縫觀測2.5.1 裂縫觀測的概述工程建筑物發生裂縫時，為了了解其現狀和掌握其發展情況，應該進行觀測，以便根據這些資料分析其產生裂縫的原因和它對建筑物安全的影響；及時地采取有效措施

47、加以處理。裂縫觀測應測定建筑物上的裂縫分布位置，裂縫的走向、長度、寬度及其變化程度。觀測的裂縫數量視需要而定，主要的或變化大的裂縫應進行觀測。對需要觀測的裂縫應統一進行編號。每條裂縫至少應布設兩組觀測標志，一組在裂縫最寬處，另一組在裂縫末端。每組標志由裂縫兩側各一個標志組成。裂縫觀測標志，應具有可供量測的明晰端面或中心。觀測期較長時，可采用鑲嵌或埋入墻面的金屬標志、金屬桿標志或形板標志；觀測期較短或要求不高時可采用油漆平行線標志或用建筑膠粘貼的金屬片標志。要求較高、需要測出裂縫縱橫向變化值時，可采用坐標方格網板標志。使用專用儀器設備觀測的標志，可按具體要求另行設計。對于數量不多，易于量測的裂縫

48、，可視標志型式不同，用比例尺、小鋼尺或游標卡尺等工具定期量出標志間距離求得裂縫變位值，或用方格網板定期讀取“坐標差”計算裂縫變化值；對于較大面積且不便于人工量測的眾多裂縫宜采用近景攝影測量方法；當需連續監測裂縫變化時，還可采用測縫針或傳感器自動側記方法觀測。裂縫觀測的周期應視其裂縫變化速度而定。通常開始可半月測一次，以后一月左右測一次。當發現裂縫加大時，應增加觀測次數，直至幾天或逐日一次的連續觀測。2.5.2 裂縫觀測的方法當建筑物出現裂縫之后，應及時進行裂縫觀測。常用的裂縫觀測方法有以下幾種：（1）金屬桿標志根據裂縫分布情況，可以對重要的裂縫，選擇在有代表性的位置上埋設標點（如圖2.6）。標

49、點系直徑為20mm，長約60mm的金屬棒，埋入混凝土內40mm，外露部分為標點，在其上面各有一個保護蓋，兩標點的距離不得少于150mm。裂縫觀測標點在裂縫兩側的混凝土表面上各埋一個，用游標卡尺定期地測定兩個標點之間距離的變化值，以此來掌握縫寬的發展情況。單位：mm1 鉆孔后回填的混凝土，2觀測標點，3裂縫，4游標卡尺卡著點圖2.6 裂縫觀測金屬桿標志埋設示意圖土壩裂縫觀測，可根據情況，對全部裂縫或選擇重要裂縫；或選擇有代表性的典型裂縫進行觀測。對于縫寬大于5mm，或縫寬雖小于5mm但長度較長或穿過壩軸線的裂縫，弧形裂縫，明顯的垂直錯縫以及與混凝土建筑物連接處的裂縫，必須進行觀測。觀測的次數，應

50、視裂縫的發展情況而定，一般在發生裂縫的初期應每天一次，在裂縫在顯著發展和庫水位變動較大時應增加觀測次數，暴雨過后必須加測一次；只有當裂縫發展緩慢后，才適當減少觀測次數。對于需長期觀測的裂縫，應考慮與土壩位移觀測的次數相一致。對于混凝土大壩進行裂縫觀測時，一般應同時觀測混凝土的溫度、氣溫、水溫、上游水準等因素。觀測次數與土壩基本上一樣。但在出現最高、最低氣溫和上游最高水位時，或氣溫及上游水位變化較大時，或裂縫有顯著發展時，均應增加觀測次數。經過長期觀測判明裂縫已不再發展方可以停止觀測。（2）石膏板標志用厚10mm，寬約5080mm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

51、，石膏板也隨之開裂，從而觀察裂縫繼續發展的情況。白鐵板（3）白鐵皮標志 圖 2.7 建筑物的裂縫觀測如圖2.7用兩塊白鐵皮，一片取150mm×150mm的正方形，固定在裂縫的一側。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，并使其中的一部分重疊。在兩塊白鐵皮的表面，涂上紅色油漆。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。2.6 撓度觀測撓度是指建(構)筑物或其構件在水平方向或豎直方向上的彎曲值。例如橋的梁部在中間會產生向下彎曲，高聳建筑物會產生側向彎曲。建筑物

52、的撓度觀測包括建筑物基礎、建筑物主體及獨立構筑物（如獨立土墻、柱）的撓度觀測。對于高層建筑物，當較小的面積上有很大的集中荷載時，可能導致基礎和建筑物的沉陷，其中不均勻的沉陷將導致建筑物的傾斜，使局部構件產生彎曲并導致裂縫的產生。建筑物的撓度可由觀測不同高度處的傾斜換算求得，也可以采用激光準直儀觀測的方法求得。 2.6.1 建筑物基礎撓度觀測建筑物基礎撓度觀測可與建筑物沉降觀測同時進行。觀測點應沿基礎的軸線或邊線布設，每一基礎不得少于3點。標志設置、觀測方法與沉降相同。2.6.2 彈性撓度觀測橋梁在動荷載(如列車行駛在橋上)作用下會產生彈性撓度，即列車通過后，立即恢復原狀，這就要求在撓度最大時測定其變形值。為能測得其瞬時值，可在地面架設測距儀，用三角高程法觀測，也可利用近景攝影