測繪工程專業(yè)論文 44550

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1、目錄1.前言前言.12.鐵路沉降變形觀測與動態(tài)位移監(jiān)測鐵路沉降變形觀測與動態(tài)位移監(jiān)測 2.1變形觀測概述 2.1.1變形觀測2.1.2變形觀測的特點(diǎn)2.1.3變形觀測的基本方法2.1.4變形觀測系統(tǒng)3.3. 鐵路沉降變形觀測的精度和頻率鐵路沉降變形觀測的精度和頻率 3.1變形觀測的精度3.2觀測的頻率4.4. 沉降變形觀測平面控制網(wǎng)的建立沉降變形觀測平面控制網(wǎng)的建立4.1變形的分類4.2建立平面控制網(wǎng)的原則5.5. 高程控制網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測高程控制網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測5.1垂直位移監(jiān)測的分類5.2精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施 5.2.1 精密水準(zhǔn)測量作業(yè)的一般規(guī)定 5.2.2 精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的檢驗 5.

2、2.3 精密水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)基點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)的構(gòu)造和埋設(shè)6.6. 沉降觀測要求沉降觀測要求7.7.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)前言前言隨著工業(yè)與民用建筑業(yè)的發(fā)展，各種復(fù)雜而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的興建，改變了地面原有的狀態(tài)，并且對于建筑物的地基施加了一定的壓力，這就必然會引起地基及周圍地層的變形。為了保證建（構(gòu)）筑物的正常使用壽命和建（構(gòu)）筑物的安全性，并為以后的勘察設(shè)計施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，建（構(gòu)）筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯?，F(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定，高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡監(jiān)測等均要進(jìn)行沉降觀測。特別在高層建筑物施工過程中，應(yīng)用沉降

3、觀測加強(qiáng)過程監(jiān)控，指導(dǎo)合理的施工工序，預(yù)防在施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降，及時反饋信息，為勘察設(shè)計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 沉降觀測應(yīng)根據(jù)建筑物設(shè)置的觀測點(diǎn)與固定（永久性水準(zhǔn)點(diǎn)）的測點(diǎn)進(jìn)行觀測，測其沉降程度用數(shù)據(jù)表達(dá)，凡三層以上建筑、構(gòu)筑物設(shè)計要求設(shè)置觀測點(diǎn)，人工、土地基（砂基礎(chǔ)）等，均應(yīng)設(shè)置沉陷觀測，施工中應(yīng)按期或按層進(jìn)度進(jìn)行觀測和記錄直至竣工。人類社會的進(jìn)步，國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加快了工程建設(shè)的進(jìn)程，并且對現(xiàn)代工程建筑物的規(guī)模、造型、難度提出了更高的要求。與此同時，變形監(jiān)測工作的意義更加重要。眾所周知，工程

4、建筑物在施工和運(yùn)營期間，由于受多種主客觀因素的影響，會產(chǎn)生變形，變形如果超出了規(guī)定的限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重時還會危及建筑物的安全，給人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失。盡管工程建筑物在設(shè)計時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)計中不可能對工程的工作條件及承載能力做出完全準(zhǔn)確的估計，施工質(zhì)量也不可能完美無缺，工程在運(yùn)行過程中還可能發(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。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，高速鐵路的建設(shè)更加發(fā)展迅猛。然而，速度達(dá)到 200km/h 以上的高速鐵路，其路基、軌道的不平順對快速行車引起的列車震動也遠(yuǎn)比相同條件下普

5、通速度的列車嚴(yán)重，即旅客感受的舒適度因速度的提高而惡化。因此高速鐵路對軌道的平順性提出了更高的要求。路基石鐵路線路工程的一個重要組成部分，是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和列車載荷的基礎(chǔ)，也是線路工程中最薄弱最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)。路基沉降觀測對控制鐵路工程質(zhì)量，確保工后沉降滿足設(shè)計要求至關(guān)重要?？茖W(xué)、準(zhǔn)確、及時地分析和預(yù)報鐵路及工程的變形狀況，對工程的施工和運(yùn)營管理極為重要，這一工作屬于變形監(jiān)測的范疇。 鐵路沉降變形觀測與動態(tài)位移監(jiān)測鐵路沉降變形觀測與動態(tài)位移監(jiān)測 1. 變形觀測概述 所謂變形觀測，是對建筑物及其地基由于荷重和地質(zhì)條件變化等外界因素引起的各種變形（空間位移）的測定工作。其目的在于了解建筑物的穩(wěn)定性

6、，監(jiān)視它的安全情況，研究變形規(guī)律，檢驗設(shè)計理論及其所采用的計算方法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，是工程測量學(xué)的重要內(nèi)容之一。觀觀測測的的主主要要內(nèi)內(nèi)容容變形觀測主要包括沉降觀測、位移觀測、撓度觀測、轉(zhuǎn)動角觀測和振動觀測等。 沉降觀測 測定建筑物或其基礎(chǔ)的高程隨時間變化的工作。建筑物在施工和運(yùn)營期間，對埋設(shè)在基礎(chǔ)和建筑物上的觀測點(diǎn)，定期用精密水準(zhǔn)測量的方法測定它們的高程，比較觀測點(diǎn)不同周期的高程即可求得其沉降值。有時也可用地面立體攝影測量的方法及液體靜力水準(zhǔn)測量的方法測定沉降值。在液體靜力水準(zhǔn)測量中，可采用探針探測液面高程，也可采用將液面高程的變化用傳感器輸出等方法實(shí)現(xiàn)自動化觀測。 位移觀測 測定建筑物上某些點(diǎn)的

7、平面位置隨時間變化的工作。建筑物位移可能是任意方向的，也可能發(fā)生在某一特定方向。任意方向位移的測定常用前方交會法，或地面立體攝影測量的方法測定(見地面攝影測量)；對某些不宜用交會法觀測的建筑物，也可采用導(dǎo)線測量方法。位移值均由比較不同觀測周期所得的觀測點(diǎn)坐標(biāo)求得。特定方向位移的測定常用基準(zhǔn)線法，即以垂直于位移方向的固定不變的鉛垂面為觀測基準(zhǔn)面，定期測定建筑物相對于它的偏離值，以計算位移值。此外，還可采用視準(zhǔn)線法. 此法的觀測基準(zhǔn)面由經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)線和儀器豎軸建立。根據(jù)測定觀測點(diǎn)偏離值的方法不同，視準(zhǔn)線法又分為測小角法和活動覘牌法。20 世紀(jì) 60 年代初，又采用了以激光束代替經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線的激光經(jīng)

8、緯儀準(zhǔn)直法和利用光干涉原理的波帶板激光準(zhǔn)直法。這些方法雖然大大提高了照準(zhǔn)精度，但仍不能克服大氣折射的影響。在某些特定條件（如水壩的廊道內(nèi)）下，可采用引張線法，即用拉緊的鋼絲作為基準(zhǔn)線。近年來在激光準(zhǔn)直法和引張線法中已采用光電傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了觀測的自動化。 撓度觀測 測定建筑物受力后撓曲程度的工作。觀測方法是測定建筑物在鉛垂面內(nèi)各不同高程點(diǎn)相對于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會法測定。對內(nèi)部有豎直通道的建筑物，撓度觀測多采用垂線觀測，即從建筑物頂部附近懸掛一根不銹鋼絲，下掛重錘，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上設(shè)置觀測點(diǎn)，以坐標(biāo)儀定期測出各點(diǎn)相對于垂線最低點(diǎn)的位移。比較不同周期的觀

9、測成果，即可求得建筑物的撓度值。如果采用電子傳感設(shè)備，可將觀測點(diǎn)相對于垂線的微小位移變換成電感輸出，經(jīng)放大后由電橋測定并顯示各點(diǎn)的撓度值。 轉(zhuǎn)動角觀測 觀測建筑物或機(jī)械設(shè)備傾斜度的變化，計算其轉(zhuǎn)動角的工作。對某些建筑物，例如水壩，轉(zhuǎn)動角的大小反映了它不均勻沉降的情況。同沉降觀測一樣，可用精密水準(zhǔn)測量或液體靜力水準(zhǔn)測量方法測定。對一些精密機(jī)械設(shè)備，則需采用專門的轉(zhuǎn)動角觀測儀。這類儀器主要由一個高靈敏度的氣泡水準(zhǔn)和一套精密的測微儀器組成。當(dāng)氣泡居中時利用測微儀器進(jìn)行讀數(shù)，即得該處的傾斜度。比較不同周期的傾斜度，可以求得觀測周期間機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動角。振振動動觀觀測測對于高層建筑物和機(jī)械設(shè)備往返擺動情況

10、的觀測工作。高層建筑物在風(fēng)力、日照和溫度的影響下,某些機(jī)械設(shè)備在動荷重的狀態(tài)下,都會發(fā)生擺動。傳統(tǒng)的變形觀測方法無法滿足這方面觀測的要求。利用光電系統(tǒng)可以將觀測點(diǎn)坐標(biāo)自動記錄在紙帶上，從而求得建筑物的振動頻率和振幅大小。自動傾斜儀（例如電子水準(zhǔn)器）能將精密水準(zhǔn)氣泡的微小傾斜轉(zhuǎn)換成電信號輸出，可用于觀測轉(zhuǎn)動角的往返變動。利用電子水準(zhǔn)器同時測定不同高度的轉(zhuǎn)動角，通過換算可以求得建筑物頂點(diǎn)的振動。1）.沉沉降降觀觀測測測定建筑物或其基礎(chǔ)的高程隨時間變化的工作。建筑物在施工和運(yùn)營期間，對埋設(shè)在基礎(chǔ)和建筑物上的觀測點(diǎn)，定期用精密水準(zhǔn)測量的方法測定它們的高程，比較觀測點(diǎn)不同周期的高程即可求得其沉降值。有時

11、也可用地面立體攝影測量的方法及液體靜力水準(zhǔn)測量的方法測定沉降值。在液體靜力水準(zhǔn)測量中，可采用探針探測液面高程，也可采用將液面高程的變化用傳感器輸出等方法實(shí)現(xiàn)自動化觀測。 2）.位位移移觀觀測測測定建筑物上某些點(diǎn)的平面位置隨時間變化的工作。建筑物位移可能是任意方向的，也可能發(fā)生在某一特定方向。任意方向位移的測定常用前方交會法，或地面立體攝影測量的方法測定(見地面攝影測量)；對某些不宜用交會法觀測的建筑物，也可采用導(dǎo)線測量方法。位移值均由比較不同觀測周期所得的觀測點(diǎn)坐標(biāo)求得。特定方向位移的測定常用基準(zhǔn)線法，即以垂直于位移方向的固定不變的鉛垂面為觀測基準(zhǔn)面，定期測定建筑物相對于它的偏離值，以計算位移

12、值。此外，還可采用視準(zhǔn)線法?；鶞?zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)置置為了在變形觀測中測定絕對位移，選擇不變動的基準(zhǔn)點(diǎn)是很重要的?；鶞?zhǔn)點(diǎn)一般分工作基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)兩級。工作基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在建筑物附近的穩(wěn)固位置，直接用于測定觀測點(diǎn)的位置變化；基準(zhǔn)點(diǎn)一般選在變形范圍外遠(yuǎn)離建筑物的地區(qū)。沉降觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)通常成組（每組 3 個）設(shè)置,用以檢核工作基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。其檢核方法一般采用精密水準(zhǔn)測量的方法。位移觀測的工作基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性檢核通常采用三角測量法進(jìn)行。由于電磁波測距儀精度的提高，變形觀測中也可采用三維三邊測量來檢核工作基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。在基準(zhǔn)線觀測中，常用倒錘裝置來建立基準(zhǔn)點(diǎn)。這種裝置是把不銹鋼絲的一端固定在一個錨塊上，將此錨塊

13、用鉆孔的方法澆固在基巖中。不銹鋼絲的另一端同一浮體相連接，鋼絲被拉緊而處于豎直位置，以它作基準(zhǔn)，用坐標(biāo)儀可以測定工作基準(zhǔn)點(diǎn)的位移。變形觀測中設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行定期觀測，將觀測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，以判斷基準(zhǔn)點(diǎn)本身的穩(wěn)定情況。資資料料整整理理變形觀測資料的整理，通常是將各種變形值編繪成各種圖表，如變形值過程線和建筑物變形分布圖等。這些圖表可用于初步了解建筑物的狀況、變形規(guī)律，判斷建筑物的運(yùn)營是否正常。 變形觀測資料的分析，包括驗證變形是否存在，分析產(chǎn)生變形的原因，推求變形值同影響因素之間的函數(shù)關(guān)系。對于前者主要用統(tǒng)計檢驗方法；對于后者，多應(yīng)用回歸分析方法，求得的函數(shù)關(guān)系稱為回歸方程。回歸方程不僅可用

14、來定量分析變形的規(guī)律，還可以作變形預(yù)報。2.變形觀測的特點(diǎn)與一般的測量工作相比，變形觀測具有以下幾個特點(diǎn)：（1）觀測的精度要求高由于變形觀測的結(jié)果直接關(guān)系到建筑物的安全，影響對變形原因的分析和變形規(guī)律的正確分析，和其他測量工作相比較，變形觀測必須具有很高的精度。典型的變形觀測精度要求是 1mm 或者相對精度 110-6。因此，根據(jù)變形觀測的目的不同，確定合理的觀測精度和觀測方法，優(yōu)化觀測方案，選擇測量儀器是實(shí)施變形觀測的前提。（2）需要重復(fù)觀測建筑物由于各種原因產(chǎn)生的變形都有時間效應(yīng)，計算其變形最簡單，最基本的方法是計算建筑物上同一點(diǎn)在不同時間的坐標(biāo)差和高程差。這就要求變形觀測必須依一定的時間

15、周期重復(fù)觀測，時間跨度較大。重復(fù)觀測的周期取決于變形觀測的目的，預(yù)計的變形量的大小和速度。（3）要求采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法建筑物的變形一般都比較小，有時甚至與觀測精度處在同一個數(shù)量級；同時，大量重復(fù)觀測使原始數(shù)據(jù)增多。要求從不同時期的大量數(shù)據(jù)中，精確確定變形信息，必須采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法。3. 變形觀測的基本方法變形觀測方法可以分為四類.第一類:常規(guī)大地測量方法,包括幾何水準(zhǔn)測量,三角高程測量,三角(邊)測量,導(dǎo)線測量,交會法等.這類方法的測量精度高,應(yīng)用靈活,適用于不同變形體和不同的工作環(huán)境,但野外工作量大,不易實(shí)現(xiàn)自動和連續(xù)監(jiān)測。第二類:攝影測量方法:包括近景攝影測量.它可以同時測量許多

16、點(diǎn)子,作大面積的復(fù)測,尤其適用于動態(tài)式的變形觀測,外業(yè)簡單且精度較底。第三類:專門測量方法,或稱物理儀器法,包括各種準(zhǔn)直測量(激光準(zhǔn)直系統(tǒng)具有代表性),傾斜儀觀測,流體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)及應(yīng)變計測量。用專門測量手段的最大特點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動監(jiān)測及遙測,且相對精度高,但測量范圍不大,提供的是局部變形的信息。第四類:空間測量技術(shù):包括甚長基線干涉測量(VLBI),衛(wèi)星激光測距,全球定位系統(tǒng)(GPS)等.空間測量技術(shù)先進(jìn),可以提供大范圍的變形信息,是研究地殼變形及地表下沉等全球性變形的主要手段。工程建筑物變形觀測的基本方法,要根據(jù)建筑物的變形性質(zhì),使用情況,觀測精度,周圍的環(huán)境以及對觀測的要求來選定

17、.在實(shí)際變形觀測方案時應(yīng)綜合考慮各種測量方法的應(yīng)用,互相取長補(bǔ)短。4. 變形觀測系統(tǒng)建筑物變形觀測的實(shí)質(zhì)是定期的對建筑物的有關(guān)幾何量進(jìn)行測量,并從中整理分析出變形規(guī)律。其基本原理是:在建筑物上選擇一定數(shù)量的有代表性的點(diǎn),通過對這些點(diǎn)的重復(fù)觀測求出幾何量的變化。變形觀測的測量點(diǎn)可分為基準(zhǔn)點(diǎn),工作點(diǎn)和觀測點(diǎn)三類?；鶞?zhǔn)點(diǎn):由于測點(diǎn)的位置是變化的,為了求出這種變化,從理論上講,必須有一定數(shù)量的位置固定或者變化甚小的點(diǎn)稱為基準(zhǔn)點(diǎn)。以作為分析比較變形量的依據(jù)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)通常埋設(shè)在比較穩(wěn)固的基巖上或變形范圍以外,盡可能穩(wěn)固并便于長期保存。工作點(diǎn):直接利用基準(zhǔn)點(diǎn)是比較困難的或是不合理的。這時,就要利用一些介于觀測

18、點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)之間的過渡點(diǎn),稱為工作點(diǎn)。它一般埋設(shè)在被觀測對象附近,要求在觀測期間內(nèi)保持不動。觀測點(diǎn):位于建筑物上的能夠反映建筑物變形,并作為照準(zhǔn)標(biāo)志的點(diǎn),稱為觀測點(diǎn)。一般的,由基準(zhǔn)點(diǎn),工作點(diǎn),觀測點(diǎn)組成的觀測系統(tǒng)叫做變形觀測系統(tǒng)。建筑物變形觀測的精度和頻率建筑物變形觀測的精度和頻率1. 變形觀測的精度變形觀測的精度要求，取決于該工程建筑物預(yù)計的允許變形值的大小和進(jìn)行觀測的目的。如果觀測的目的是為了使變形值不超過某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測的中午差應(yīng)該小于允許值的 1/101/20；如果觀測的目的是為了研究其變形的過程，則其中誤差應(yīng)該比這個數(shù)值小的多，實(shí)際上由于工程建設(shè)項目種類很多，

19、工程復(fù)雜程度不同，觀測周期不一樣，所以對變形觀測的精度要求頂出同意規(guī)格是很困難的。(一).按允許變形值求的觀測中誤差建筑物的允許值大多是由設(shè)計單位提供的，一般可直接應(yīng)用。設(shè)允許誤差為容，觀測中誤差 m=容/10容/20 的原則。例如：假定某建筑物高為 H=30m，允許傾斜角 =4。當(dāng)為了監(jiān)視建筑物安全時,則頂部容許偏移位移量可按下式計算: 容=H=4/100030=120mm.傾斜中誤差 m傾=容1/201/3=2mm(根據(jù)使用儀器和觀測目的)相對位移來說,由于傾斜是沉降和平移共同影響的結(jié)果:m移=m傾/1.414=1.43mm(二).建筑物沉降觀測的精度指標(biāo)實(shí)踐經(jīng)驗證明,沉降量觀測的最大誤差

20、,應(yīng)該為差異沉降最大容許值的 1/10,而差異沉降最大容許值可按下式計算:最大=2L/1000(L 為兩個相鄰沉降點(diǎn)的間距)沉降量的中誤差,一般掌握在=1mm 左右。(三).沉降觀測點(diǎn)高程中誤差 mH的確定如圖所示，L 為觀測點(diǎn)的距離，1和 2分別為傾斜的兩端觀測點(diǎn)的沉降量。則相對傾斜 k 為：k=（1-2）/L，化為中誤差形式為：(ml)2=(m2)2+(m1)2/L2 當(dāng)其觀測精度相等時，m=Lmk/1.414又因為系同一觀測點(diǎn)相鄰兩次觀測的高程之差：=H2-H1所以：mH=m/1.414 則有:mH =LmK/22. 觀測的頻率觀測的頻率決定于變形值的大小和變形速度，以及觀測的目的。通常

21、需要觀測的次數(shù)既能反映出變化的過程，又不遺漏變化的時刻。工程建筑物在施工過程中，頻率應(yīng)該大一些，一般有一個月，兩個月，三個月，半年及一年等不同的周期.在施工期間也可能按荷載增加的過程中進(jìn)行觀測，即從觀測點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)定后進(jìn)行第一次觀測，當(dāng)荷載增加到 25時觀測一次，以后每增加 15觀測一次?？⒐ず螅话愕谝荒暧^測四次，第二年觀測兩次，以后每年觀測一次。在掌握了一定規(guī)律之后，可以減少觀測次數(shù)。出現(xiàn)特殊情況的前后要進(jìn)行緊急觀測。變形觀測平面控制網(wǎng)的建立變形觀測平面控制網(wǎng)的建立大型工程建筑物由于本身的自重，混凝土的收縮，土料的沉陷及溫度變換等原因，將使得建筑物本身產(chǎn)生平面位置的相對位移；如果工程建筑物建造

22、在地基處于滑坡地帶，或受地震影響，當(dāng)基礎(chǔ)受到水平方向的應(yīng)力作用時，將產(chǎn)生建筑物的整體移動，即：絕對移動。相對位移觀測的目的是為了監(jiān)視建筑物的安全，絕對位移觀測的目的，不僅是監(jiān)視建筑物的安全而且更重要的是為了研究整體變形的過程和原因，這都對水平面控制網(wǎng)有嚴(yán)格的要求。進(jìn)行變形觀測的平面控制網(wǎng)，大都是小型，專用的，高精度的變形觀測控制網(wǎng).這種網(wǎng)通常由三種點(diǎn)，兩種等級的網(wǎng)組成：（1）.基準(zhǔn)點(diǎn)通常埋設(shè)在比較穩(wěn)定的基巖上或變形影響范圍之外盡可能長期保存，穩(wěn)定不動。（2）.工作點(diǎn)是基準(zhǔn)工作點(diǎn)和變形觀測點(diǎn)之間的聯(lián)系點(diǎn)。工作點(diǎn)與基點(diǎn)構(gòu)成變形觀測的首級網(wǎng)，用來測量工作點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形量，由于這種變形量較小，所

23、以要求觀測的精度高，復(fù)測間隔時間長。（3）.變形觀測點(diǎn)即變形點(diǎn)或者觀測點(diǎn)，它埋在建筑物上和建筑物構(gòu)成一個整體一起移動。變形觀測點(diǎn)與工作點(diǎn)組成二級網(wǎng)，次級網(wǎng)用來測量觀測點(diǎn)相對于工作點(diǎn)的變形量，由于這種變形量相對前種變形量較大，所以次級網(wǎng)復(fù)測的間隔時間短。經(jīng)常檢查觀測點(diǎn)的坐標(biāo)變化來反映建筑物空間位移的變化。建立平面控制網(wǎng)的原則由于變形觀測控制網(wǎng)是范圍小，精度高的專用控制網(wǎng)，所以在進(jìn)行設(shè)計，布網(wǎng)和觀測時，應(yīng)該考慮以下幾個原則：(1).測網(wǎng)應(yīng)該為獨(dú)立控制網(wǎng).在測量控制網(wǎng)的分級布網(wǎng)與逐級控制中，高級控制點(diǎn)要作為次級控制望的起事數(shù)據(jù)，一般認(rèn)為起事數(shù)據(jù)誤差相對于本級網(wǎng)的測量誤差來說是比較小的，例如在工程測量

24、技術(shù)規(guī)范中規(guī)定三、四等三角測量的起事邊相對誤差與測量相對誤差的比率取 1：1.414。但是對于要求精度較高的變形觀測控制網(wǎng)來說，含有這樣大的起事數(shù)據(jù)誤差，即使觀測精度在高，采取的平差方法再嚴(yán)密，也是不能達(dá)到預(yù)期的精度要求的。因此，變形觀測網(wǎng)應(yīng)該是獨(dú)立控制網(wǎng)。(2).變形觀測控制點(diǎn)的埋設(shè)，應(yīng)該以工程和地質(zhì)條件為依據(jù)，因地制宜地進(jìn)行。埋設(shè)的位置最好能選在沉降影響范圍之外，且要深埋。尤其是基準(zhǔn)點(diǎn)一定要這樣做。對于變形觀測的工作點(diǎn)，也應(yīng)該設(shè)法予以檢測，以監(jiān)視其位置的變動。(3).網(wǎng)圖形的選擇，由于變形觀測是檢查建筑物隨時間變化的微小量，因此布網(wǎng)的圖形應(yīng)該與工程建筑物的形狀相識應(yīng).同時，由于變形觀測網(wǎng)的

25、測定精度要求都為毫米級，所以要考慮哪些點(diǎn)位在特定方向上的精度要求要高一些，應(yīng)該有所側(cè)重.實(shí)踐證明，對于由等邊三角形所組成的規(guī)則網(wǎng)形，當(dāng)邊長在 200 米左右時，測角網(wǎng)具有較高的點(diǎn)位精度；對于不同的網(wǎng)形及不同的邊長，可采用三邊網(wǎng)或者邊角網(wǎng)，但是為了提高精度，在網(wǎng)中可適當(dāng)增加測量一些對角線方向，使得具有較大的觀測密度，以有利于精度的改善。高程控制網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測高程控制網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測沉降觀測系統(tǒng)的布施1. 水準(zhǔn)點(diǎn)的布施要求沉降觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)或工作點(diǎn)也稱為水準(zhǔn)點(diǎn),是觀測建筑物地基變形值的基準(zhǔn)。因此,要綜合考慮水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定,觀測的方便和精度,要求合理布施水準(zhǔn)點(diǎn)。(1)為了相互校核并防止由于個別水準(zhǔn)點(diǎn)的

26、高程變動造成差錯,一般最少布施三個水準(zhǔn)點(diǎn).三個水準(zhǔn)點(diǎn)之間最好安置一次儀器就可以聯(lián)測。(2)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在受壓,受震范圍以外,埋設(shè)深度至少在凍土線以下 0.5 米,確保水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。(3)水準(zhǔn)點(diǎn)離觀測點(diǎn)的距離不應(yīng)大于 100m,以便于觀測和提高精度。2. 觀測點(diǎn)的布施要求沉降觀測點(diǎn)是測量沉降量的依據(jù)。因此,觀測點(diǎn)的數(shù)目和位置應(yīng)根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu),大小,荷重,基礎(chǔ)形式和地質(zhì)條件等情況而確定,要能全面反映建筑物的沉降情況。沉降觀測的實(shí)施應(yīng)在建筑物基坑開挖之前,開始進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)的布施與觀測對沉降點(diǎn)的觀測應(yīng)貫穿于整個施工過程中,持續(xù)到建成后若干年,直到沉降現(xiàn)象基本停止時為止。1.沉降觀測時間與周期的確定(1

27、) 水準(zhǔn)點(diǎn),觀測點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)定后,均應(yīng)至少觀測兩次。(2) 施工過程中,一般在增加較大荷重以后要進(jìn)行沉降觀測。此外,施工中,如中途停工時間較長,應(yīng)在停工時及復(fù)工前進(jìn)行觀測；建筑物周圍發(fā)生大量挖方,暴雨或地震,也應(yīng)觀測。(3) 竣工后要按要沉降量的大小,定期進(jìn)行觀測。開始每隔 12 個月觀測一次,以每次沉降量在 510mm 以內(nèi)為限度,否則要增加觀測的次數(shù)。以后,隨著沉降量的減小,逐漸延長觀測周期,直至沉降穩(wěn)定為止。2.沉降觀測的技術(shù)要求沉降觀測一般采用精密水準(zhǔn)測量的方法。觀測時,首先要熟悉精密水準(zhǔn)測量的有關(guān)規(guī)定(由于篇幅較長所以附在后面敘述),還應(yīng)注意以下事項:(1) 水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量構(gòu)成閉和環(huán)的形

28、式。(2) 采用固定觀測員,固定儀器,固定施測路線的”三固定”方法來提高觀測精度。(3) 觀測應(yīng)該在成像清晰,穩(wěn)定的時間內(nèi)進(jìn)行。測完各觀測點(diǎn),必須再測后視點(diǎn),同一后視點(diǎn)的兩次讀書之差不得超過1mm。(4) 前后視觀測最好用同一根水準(zhǔn)尺,水準(zhǔn)尺離儀器距離應(yīng)該小于 40m,前后視距離用皮尺丈量,使之大致相等。(5) 水準(zhǔn)點(diǎn)高程變化將直接影響沉降觀測的結(jié)果,應(yīng)定期檢查水準(zhǔn)點(diǎn)高程有無變動。(6) 施測時,水準(zhǔn)路線往往不很長,并且其閉合差一般不會超過 12mm,因此閉合差可按測站平均分配。如果觀測點(diǎn)之間的距離相差很大,則閉合差可以按距離成正比率的分配。此次由于測量路線很長,所以決定采用按距離分配閉合差。

29、精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測量一般是指國家一二等水準(zhǔn)測量,在各項工程的不同建設(shè)階段的高程控制測量中,很少進(jìn)行一等水準(zhǔn)測量,所以在工程測量技術(shù)規(guī)范中,將水準(zhǔn)測量分為二三四等三個等級,其精度指標(biāo)與國家水準(zhǔn)測量的相應(yīng)等級一致。精密水準(zhǔn)測量作業(yè)的一般規(guī)定根據(jù)各種誤差的性質(zhì)和其影響規(guī)律,水準(zhǔn)規(guī)范中對精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施做出了各種相應(yīng)的規(guī)定,目的在于盡可能的消除或者減弱各種誤差對觀測成果的影響。(1)觀測前 30 分鐘,應(yīng)該將儀器置于露天陰影處,使儀器與外界氣溫趨于一致;觀測時應(yīng)用測傘遮蔽陽光;遷站時應(yīng)該罩以儀器。(2)儀器距離前后視準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)當(dāng)盡量相等,其差應(yīng)該小于規(guī)定的限值:二等水準(zhǔn)測量中規(guī)定,一測

30、站前后視距差應(yīng)該小于 1.0m,前后視距累積差應(yīng)該小于 3m。這樣,可以消除或者減弱與距離相關(guān)的各種誤差對于觀測高差的影響,如 i 角誤差和大氣折光等影響。(3)對氣泡式水準(zhǔn)儀,觀測前應(yīng)測出傾斜螺旋的置平零點(diǎn),并做好記號,隨著氣溫的變化,應(yīng)當(dāng)隨時調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。對于自動安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器,必須嚴(yán)格置平。(4)同一個測站上觀測時,不得兩次調(diào)焦;轉(zhuǎn)動儀器的傾斜螺旋和測微螺旋,其最后的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)該均為旋進(jìn),以避免傾斜螺旋和測微隙動差的影響。(5)在相領(lǐng)測站上,應(yīng)該按奇偶數(shù)站的觀測順序進(jìn)行觀測,對于往測奇數(shù)站按“后前前后”偶數(shù)站按照“前后后前”的觀測次序在相鄰站上交替進(jìn)行。返測時,奇數(shù)測站與偶數(shù)

31、測站的觀測程序與往測時相反,即奇數(shù)測站由前視開始,偶數(shù)測站由后視開始。這樣的觀測程序可以消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差對觀測高差的影響,如 i 角的變化和儀器的垂直位移等影響。(6)在連續(xù)各個測站上安置水準(zhǔn)儀器時,應(yīng)該使得其中兩個腳螺旋與水準(zhǔn)路線方向平行,而第三腳螺旋輪換于路線方向的左側(cè)和右側(cè).(7)每一測段的往測和返測,其測站數(shù)均應(yīng)該為偶數(shù),由往測轉(zhuǎn)向返測時,兩個水準(zhǔn)標(biāo)尺互換位置,并應(yīng)該重新整置儀器。在水準(zhǔn)路線上每一測段儀器測站安排成偶數(shù),可以消減兩水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差等對觀測高差的影響。(8)每一測段的水準(zhǔn)測量路線應(yīng)該進(jìn)行往返測量。這樣,可以消除或者減弱性質(zhì)相同正負(fù)號也相同的誤差的影響

32、,如水準(zhǔn)標(biāo)尺位移的誤差影響。(9)一個測段的水準(zhǔn)測量路線的往測和返測應(yīng)該在不同的氣象條件下進(jìn)行,如分別在上午和下午觀測。(10)使用補(bǔ)償式自動安平水準(zhǔn)儀器觀測的操作程序與水準(zhǔn)器水準(zhǔn)儀相同。觀測前對圓水準(zhǔn)器嚴(yán)格檢驗和校正,觀測時應(yīng)該嚴(yán)格使圓水準(zhǔn)器泡居中。(11)水準(zhǔn)測量的觀測工作間隙時,最好能結(jié)束在固定的水準(zhǔn)點(diǎn)上,否則,應(yīng)選擇兩個堅穩(wěn)可靠光滑突出便于放置水準(zhǔn)尺的固定點(diǎn),作為間隙點(diǎn)加以標(biāo)志,間隙后,應(yīng)該對兩個間隙點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果如果符合限差的要求,就可以從間隙點(diǎn)起測。如果僅能選定一個間隙點(diǎn),則在間隙后應(yīng)仔細(xì)檢查,確認(rèn)沒有發(fā)生任何位移,方可由間隙點(diǎn)起測。精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的檢驗為了保證水準(zhǔn)

33、測量成果的精度,對所用的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)該按照水準(zhǔn)測量規(guī)定的有關(guān)項目進(jìn)行必要的檢驗,因為水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺個部件之間的關(guān)系不正確,或部件的效用不正確,都會影響水準(zhǔn)測量成果的精度。此外,外界條件的作用,也會影響水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺各部件之間的正確關(guān)系。對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行檢驗的目的是為了研究和分析儀器存在的誤差的性質(zhì)和對水準(zhǔn)測量的影響規(guī)律,從而在水準(zhǔn)測量作業(yè)時采取相應(yīng)的措施減弱和消除儀器誤差對觀測成果的影響。. 精密水準(zhǔn)儀器的檢驗按水準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定,作業(yè)前檢驗的項目為:(1)水準(zhǔn)儀的檢視;(2)概略水準(zhǔn)儀器(圓水準(zhǔn)器)的檢較;(3)光學(xué)測微器隙動差和分化值的測定;(4)氣泡式水準(zhǔn)儀交叉誤差的檢較;(

34、5)i 角的檢較;.精密水準(zhǔn)尺的檢驗按水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定,在作業(yè)前應(yīng)檢驗的項目為:(1) 標(biāo)尺的檢視;(2) 標(biāo)尺上圓水準(zhǔn)器的檢較;(3) 標(biāo)尺分化面彎曲差的測定;(4) 標(biāo)尺名義米長以及分化偶然誤差的測定;(5) 標(biāo)尺尺帶拉力的測定;(6) 一隊水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差以及基輔分化讀數(shù)差的測定對于新買的水準(zhǔn)標(biāo)尺還需要進(jìn)行標(biāo)尺中軸線與標(biāo)尺底面垂直性等項目的測定。精密水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)基點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)的構(gòu)造和埋設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)志構(gòu)造，要根據(jù)埋設(shè)地區(qū)的地質(zhì)條件，氣候情況及工程的重要程度進(jìn)行設(shè)計.對于像大壩等工程，要采取高精度的變形觀測，就需要設(shè)計和選擇專門的水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志.水準(zhǔn)基點(diǎn)是作為沉降觀測的水準(zhǔn)點(diǎn)，一般設(shè)置三個水準(zhǔn)基點(diǎn)

35、構(gòu)成一組，要求埋設(shè)在基巖上或者沉降影響范圍之外穩(wěn)定的建筑物基礎(chǔ)上.作為整個變形觀測的起始點(diǎn).水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)志，可以根據(jù)需要與條件選用下面幾種標(biāo)志：1)地面巖石標(biāo)；2)下水井式混凝土標(biāo)；3)深埋雙金屬標(biāo)；沉降觀測點(diǎn)是測量沉降量的依據(jù).監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)該布設(shè)在具有代表性的地方，即要埋設(shè)在真正能夠反映建筑物發(fā)生沉降變形的位置。沉降觀測要求沉降觀測要求 沉沉降降觀觀測測要要點(diǎn)點(diǎn) 水準(zhǔn)基點(diǎn)的設(shè)置：基點(diǎn)設(shè)置以保證其穩(wěn)定可靠為原則，宜設(shè)置在基巖上，或設(shè)置在壓縮性較低的土層上。水準(zhǔn)基點(diǎn)的位置，宜靠近觀測對象，但必須在建筑物所產(chǎn)生的壓力影響范圍外。 觀測點(diǎn)的設(shè)置：觀測點(diǎn)的布置，應(yīng)能全面反映建筑的變形并結(jié)合地質(zhì)情況確定，數(shù)

36、量不宜少于 6 個點(diǎn)。 測量宜采用精密水平儀及鋼水準(zhǔn)尺，對第一觀測對象宜固定測量工具和固定測時人員，觀測前應(yīng)嚴(yán)格校驗儀器。 測量精度宜采用級水準(zhǔn)測量，視線長度宜為 2030m，視線高度不宜低于 0.3m。 觀測時應(yīng)登記氣象資料，觀測次數(shù)和時間應(yīng)根據(jù)具體建筑確定。在基坑較深時，可考慮開挖后的回彈觀測。 沉沉降降觀觀測測的的精精度度要要求求 根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特別要求的情況下，在一般性的高層建構(gòu)筑物施工過程中，采用二等水準(zhǔn)測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。各項觀測指標(biāo)要求如下： 第一，往返較差、附和或環(huán)線閉合差：h=a-b1.0，n 表示測站數(shù)

37、； 第二，前后視距30m； 第三，前后視距差1.0m； 第四，前后視距累積差3.0m； 第五，沉降觀測點(diǎn)相對于后視點(diǎn)的高差容差：1.0mm。 沉降觀測在建筑物的施工、竣工驗收以及竣工后的監(jiān)測等過程中，具有安全預(yù)報、科學(xué)評價及檢驗施工質(zhì)量等的職能。通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋信息，可以對施工過程等問題起到預(yù)報作用，及時做出較合理的技術(shù)決策和現(xiàn)場的應(yīng)變決定。 一、沉降觀測的對象 沉降觀測的對象包括：地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級的建筑物；復(fù)合地基或軟弱地基上的設(shè)計等級為乙級的建筑物；加層、擴(kuò)建建筑物；受鄰近深基坑開挖施工影響或受地下地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物；及需要積累建筑經(jīng)驗或進(jìn)行設(shè)計反分析的工程。 二

38、、沉降觀測點(diǎn)的布設(shè) 工作基點(diǎn)（以下簡稱基點(diǎn)）是沉降觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工程的沉降施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立，而沉降施測方案應(yīng)根據(jù)工程的布局特點(diǎn)、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂。依據(jù)工作經(jīng)驗，一般高層建筑物周圍要布設(shè)三個基點(diǎn)，且與建筑物相距 50m 至 100m 間的范圍為宜?；c(diǎn)可利用已有的、穩(wěn)定性好的埋石點(diǎn)和墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)，也可以在該區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)穩(wěn)定、修建時間長的建筑物上設(shè)置墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)。若區(qū)域內(nèi)不具備上述條件，則可按相應(yīng)要求，選在隱蔽性好且通視良好、確保安全的地方埋設(shè)基點(diǎn)。所布設(shè)的基點(diǎn)，在未確定其穩(wěn)定性前，嚴(yán)禁使用。因此，每次都要測定基點(diǎn)間的高差，以判定它們之間是否相對穩(wěn)定，并且基點(diǎn)要定期與遠(yuǎn)離建筑物的高等

39、級水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測，以檢核其本身的穩(wěn)定性。 沉降觀測點(diǎn)應(yīng)依據(jù)建筑物的形狀、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、樁形等因素綜合考慮，布設(shè)在最能敏感反映建筑物沉降變化的地點(diǎn)。一般布設(shè)在建筑物四角、差異沉降量大的位置、地質(zhì)條件有明顯不同的區(qū)段以及沉降裂縫的兩側(cè)。埋設(shè)時注意觀測點(diǎn)與建筑物的聯(lián)結(jié)要牢靠，使得觀測點(diǎn)的變化能真正反映建筑物的變化情況。并根據(jù)建筑物的平面設(shè)計圖紙繪制沉降觀測點(diǎn)布點(diǎn)圖，以確定沉降觀測點(diǎn)的位置。在工作點(diǎn)與沉降觀測點(diǎn)之間要建立固定的觀測路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處做好標(biāo)記樁，保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。 三、 沉降變形監(jiān)測的精度要求沉降觀測的測量精度等級采用級水準(zhǔn)測量。視線長度宜為 2030 米，視線高度不宜

40、低于 0.5 米，宜采用閉合法消除誤差。 四、 觀測周期 沉降觀測的周期應(yīng)能反映出建筑物的沉降變形規(guī)律，建(構(gòu))筑物的沉降觀測對時間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進(jìn)行，否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù)，從而使整個觀測得不到完整的觀測結(jié)果。其他各階段的復(fù)測，根據(jù)工程進(jìn)展情況必須定時進(jìn)行，不得漏測或補(bǔ)測，只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。一般認(rèn)為建筑在砂類土層上的建筑物，其沉降在施工期間已大部分完成，而建筑在粘土類土層上的建筑物，其沉降在施工期間只是整個沉降量的一部分，因而，沉降周期是變化的。根據(jù)工作經(jīng)驗，在施工階段，觀測的頻率要大些，一般按 3 天、7 天、15 天確定觀測周期，或按層

41、數(shù)、荷載的增加確定觀測周期，觀測周期具體應(yīng)視施工過程中地基與加荷而定。如暫時停工時，在停工時和重新開工時均應(yīng)各觀測一次，以便檢驗停工期間建筑物沉降變化情況，為重新開工后沉降觀測的方式、次數(shù)是否應(yīng)調(diào)整作判斷依據(jù)。在竣工后，觀測的頻率可以少些，視地基土類型和沉降速度的大小而定，一般有一個月、兩個月、三個月、半年與一年等不同周期。沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定。對重點(diǎn)觀測和科研項目工程，若最后三個周期觀測中每周期的沉降量不大于 2 倍的測量中誤差，可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。一般工程的沉降觀測，若沉降速度小于 0.010.04mm/d，可認(rèn)為進(jìn)入穩(wěn)定階段，具體取值應(yīng)根據(jù)各地區(qū)地基土的壓

42、縮性確定。 五、 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定，對重點(diǎn)觀測和科研觀測工程，或最后三次觀測中每次沉降量均不大于 22 倍測量中誤差，則認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。二、三級多層建筑以 0.04mm/d，高層和一級建筑以 0.01mm/d 為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。若施工過程中沉降大于2.0mm/d 則應(yīng)采取有效措施。 六、 驗收標(biāo)準(zhǔn) 建筑物竣工驗收標(biāo)準(zhǔn)為最后一次觀測的沉降速度：二、三級、多層建筑物和低層建筑物平均沉降速度0.10mm/d，最大沉降速度0.12mm/d（2 處） ，一級、高層建筑物平均沉降速度0.06mm/d，最大沉降速度0.08mm/d（2 處） 。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑變形測量規(guī)范中國建筑工業(yè)出版社 2007工程測量學(xué) （第三版）測繪出版社測繪通報、測繪學(xué)報