每個工程師都應(yīng)懂的建筑變形觀測（沉降、傾斜、裂縫、位移觀測）
建筑變形觀測起了什么作用？
為保證建筑物在施工、使用和運(yùn)行中的安全，以及為建筑物的設(shè)計、施工、管理及科學(xué)研究提供可靠的資料，在建筑物施工和運(yùn)行期間，需要對建筑物的穩(wěn)定性進(jìn)行觀測，這種觀測稱為建筑物的變形觀測。
建筑物變形觀測包括哪些內(nèi)容？
建筑物沉降觀測
建筑物傾斜觀測
建筑物裂縫觀測
建筑物位移觀測
一、建筑物的沉降觀測
建筑物沉降觀測是用水準(zhǔn)測量的方法，周期性地觀測建筑物上的沉降觀測點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn)之間的高差變化值。
1．水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè)
水準(zhǔn)基點(diǎn)是沉降觀測的基準(zhǔn)，因此水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足以下要求：
（1）要有足夠的穩(wěn)定性 水準(zhǔn)基點(diǎn)必須設(shè)置在沉降影響范圍以外，冰凍地區(qū)水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在冰凍線以下0.5m。
（2）要具備檢核條件 為了保證水準(zhǔn)基點(diǎn)高程的正確性，水準(zhǔn)基點(diǎn)最少應(yīng)布設(shè)三個，以便相互檢核。
（3）要滿足一定的觀測精度 水準(zhǔn)基點(diǎn)和觀測點(diǎn)之間的距離應(yīng)適中，相距太遠(yuǎn)會影響觀測精度，一般應(yīng)在100m范圍內(nèi)。
2．沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)
進(jìn)行沉降觀測的建筑物，應(yīng)埋設(shè)沉降觀測點(diǎn)，沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足以下要求：
（1）沉降觀測點(diǎn)的位置 沉降觀測點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在能全面反映建筑物沉降情況的部位，如建筑物四角，沉降縫兩側(cè)，荷載有變化的部位，大型設(shè)備基礎(chǔ)，柱子基礎(chǔ)和地質(zhì)條件變化處。
（2）沉降觀測點(diǎn)的數(shù)量 一般沉降觀測點(diǎn)是均勻布置的，它們之間的距離一般為10～20m。
（3）沉降觀測點(diǎn)的設(shè)置形式 。
3．沉降觀測
（1）觀測周期
1）當(dāng)埋設(shè)的沉降觀測點(diǎn)穩(wěn)固后，在建筑物主體開工前，進(jìn)行第一次觀測。
2）在建（構(gòu)）筑物主體施工過程中，一般每蓋1～2層觀測一次。如中途停工時間較長，應(yīng)在停工時和復(fù)工時進(jìn)行觀測。
3）當(dāng)發(fā)生大量沉降或嚴(yán)重裂縫時，應(yīng)立即或幾天一次連續(xù)觀測。
4）建筑物封頂或竣工后，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(wěn)定為止。
（2）觀測方法
觀測時先后視水準(zhǔn)基點(diǎn)，接著依次前視各沉降觀測點(diǎn)，最后再次后視該水準(zhǔn)基點(diǎn)，兩次后視讀數(shù)之差不應(yīng)超過±1mm。
沉降觀測的水準(zhǔn)路線（從一個水準(zhǔn)基點(diǎn)到另一個水準(zhǔn)基點(diǎn)）應(yīng)為閉合水準(zhǔn)路線。
（3）精度要求
沉降觀測的精度應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)而定。
1）多層建筑物的沉降觀測，可采用DS3水準(zhǔn)儀，用普通水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行，其水準(zhǔn)路線的閉合差不應(yīng)超過
（n測站數(shù)）。
2）高層建筑物的沉降觀測，則應(yīng)采用DS1精密水準(zhǔn)儀，用二等水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行，其水準(zhǔn)路線的閉合差不應(yīng)超過:
（4）工作要求
沉降觀測是一項長期、連續(xù)的工作，為了保證觀測成果的正確性，應(yīng)盡可能做到四定：
1）固定觀測人員
2）使用固定的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺
3）使用固定的水準(zhǔn)基點(diǎn)
4）按固定的實測路線和測站進(jìn)行
4．沉降觀測的成果整理
（1）整理原始記錄
每次觀測結(jié)束后，應(yīng)檢查記錄的數(shù)據(jù)和計算是否正確，精度是否合格，然后，調(diào)整高差閉合差，推算出各沉降觀測點(diǎn)的高程，并填入“沉降觀測表”中。
（2）計算沉降量
1）計算各沉降觀測點(diǎn)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(diǎn)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）繪制沉降曲線
沉降曲線分為兩部分，即時間與沉降量關(guān)系曲線和時間與荷載關(guān)系曲線。
1）繪制時間與沉降量關(guān)系曲線
首先，以沉降量s為縱軸，以時間t為橫軸，組成直角坐標(biāo)系。
然后，以每次累積沉降量為縱坐標(biāo)，以每次觀測日期為橫坐標(biāo)，標(biāo)出沉降觀測點(diǎn)的位置。
最后，用曲線將標(biāo)出的各點(diǎn)連接起來，并在曲線的一端注明沉降觀測點(diǎn)號碼，這樣就繪制出了時間與沉降量關(guān)系曲線。
2）繪制時間與荷載關(guān)系曲線
首先，以荷載為縱軸，以時間為橫軸，組成直角坐標(biāo)系。
再根據(jù)每次觀測時間和相應(yīng)的荷載標(biāo)出各點(diǎn)，將各點(diǎn)連接起來，即可繪制出時間與荷載關(guān)系曲線。
二、建筑物的傾斜觀測
用測量儀器來測定建筑物的基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)傾斜變化的工作，稱為傾斜觀測。
1．一般建筑物主體的傾斜觀測
建筑物主體的傾斜觀測，應(yīng)測定建筑物頂部觀測點(diǎn)相對于底部觀測點(diǎn)的偏移值，再根據(jù)建筑物的高度，計算建筑物主體的傾斜度，即
式中 i——建筑物主體的傾斜度；
∆D——建筑物頂部觀測點(diǎn)相對于底部觀測點(diǎn)的偏移值（m）；
H——建筑物的高度（m）；
α——傾斜角（°）。
傾斜測量主要是測定建筑物主體的偏移值ΔD。偏移值ΔD的測定一般采用經(jīng)緯儀投影法。
經(jīng)緯儀投影法，觀測方法如下：
（1）將經(jīng)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(zhǔn)建筑物X墻面上部的觀測點(diǎn)M，用盤左、盤右分中投點(diǎn)法，定出下部的觀測點(diǎn)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(diǎn)P和下觀測點(diǎn)Q。M、N和P、Q即為所設(shè)觀測標(biāo)志。
（2）隔一段時間后，在原固定測站上，安置經(jīng)緯儀，分別瞄準(zhǔn)上觀測點(diǎn)M和P，用盤左、盤右分中投點(diǎn)法，得到N′和Q′。如果，N與N′、Q與Q′不重合，說明建筑物發(fā)生了傾斜。
（3）用尺子，量出在X、Y墻面的偏移值ΔA、ΔB，然后用矢量相加的方法，計算出該建筑物的總偏移值ΔD，即：
根據(jù)總偏移值ΔD和建筑物的高度H即可計算出其傾斜度i。
2．圓形建（構(gòu)）筑物主體的傾斜觀測
對圓形建（構(gòu)）筑物的傾斜觀測，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。
（1）在煙囪底部橫放一根標(biāo)尺，在標(biāo)尺中垂線方向上，安置經(jīng)緯儀，經(jīng)緯儀到煙囪的距離為煙囪高度的1.5倍。
（2）用望遠(yuǎn)鏡將煙囪頂部邊緣兩點(diǎn)A、A′及底部邊緣兩點(diǎn)B、B′分別投到標(biāo)尺上，得讀數(shù)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：
（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：
（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
根據(jù)總偏移值ΔD和圓形建（構(gòu)）筑物的高度H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(gòu)）筑物的傾斜量。
3．建筑物基礎(chǔ)傾斜觀測
建筑物的基礎(chǔ)傾斜觀測一般采用精密水準(zhǔn)測量的方法，定期測出基礎(chǔ)兩端點(diǎn)的沉降量差值Δh，在根據(jù)兩點(diǎn)間的距離L，即可計算出基礎(chǔ)的傾斜度：
對整體剛度較好的建筑物的傾斜觀測，亦可采用基礎(chǔ)沉降量差值，推算主體偏移值。
用精密水準(zhǔn)測量測定建筑物基礎(chǔ)兩端點(diǎn)的沉降量差值Δh，在根據(jù)建筑物的寬度L和高度H，推算出該建筑物主體的偏移值ΔD，即
三、建筑物的裂縫觀測
當(dāng)建筑物出現(xiàn)裂縫之后，應(yīng)及時進(jìn)行裂縫觀測，常用的裂縫觀測方法有兩種。
1．石膏板標(biāo)志
用厚10mm，寬約50～80mm的石膏板（長度視裂縫大小而定），固定在裂縫選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 的兩側(cè)。當(dāng)裂縫繼續(xù)發(fā)展時，石膏板也隨之開裂，從而觀察裂縫繼續(xù)發(fā)展的情況。
2．白鐵皮標(biāo)志
（1）用兩塊白鐵皮，一片取150mm×150mm的正方形，固定在裂縫的一側(cè)。
（2）另一片為50mm×200mm的矩形，固定在裂縫的另一側(cè)，使兩塊白鐵皮的邊緣相互平行，并使其中的一部分重疊。
（3）在兩塊白鐵皮的表面，涂上紅色油漆。
（4）如果裂縫繼續(xù)發(fā)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。
四、建筑物位移觀測
根據(jù)平面控制點(diǎn)測定建筑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筑物附近埋設(shè)測量控制點(diǎn)，再在建筑物上設(shè)置位移觀測點(diǎn)。
位移觀測的方法有以下兩種：
1．角度前方交會法
2．基準(zhǔn)線法
