變形監(jiān)測畢業(yè)論文

1、.摘 要隨著經(jīng)濟和城市化進程的不斷發(fā)展，建筑越來越呈現(xiàn)向多層、高層和超高層發(fā)展的趨勢。而多層及高層建筑在建造的過程中必然產(chǎn)生一定的水平或者垂直位移，嚴重者甚至?xí)＜敖ㄖ陌踩斐蓢液腿嗣裰卮蟮慕?jīng)濟損失。因此，建筑物的變形監(jiān)測與預(yù)報是建筑施工中的一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)，也是測繪工程領(lǐng)域研究的熱點問題之一。變形監(jiān)測是一種監(jiān)測變形體安全性的重要手段，它通過實時獲取變形體的動態(tài)位移信息來預(yù)警變形體的安危狀況。在測量工作的實踐和科學(xué)研究的活動中,變形監(jiān)測都占有重要的位置。本文主要針對多層及高層建筑物，研究探討建筑工程變形監(jiān)測常用技術(shù)方法以及如何在保證建筑工程自身穩(wěn)定的同時，有效控制建筑的變形以保證工

2、程及周圍環(huán)境安全的技術(shù)和方法?？傊ㄖ冃伪O(jiān)測己經(jīng)成為建筑設(shè)計、監(jiān)測、施工中的一項重要內(nèi)容。本文重點分析比較幾種不同變形觀測的方法，特別是建筑基坑變形、建筑沉降位移、水平位移、傾斜位移、沉降位移、撓度的變形監(jiān)測。關(guān)鍵詞：建筑物、變形監(jiān)測、建筑基坑變形、水平位移、傾斜位移、沉降位移、撓度精品.abstractwith the continuous development of economy and city development, building more and more presents to multi-layer, high-rise and super high-rise de

3、velopment trend. and the multi-storey and high-rise buildings in the process of construction will have certain vertical or horizontal displacement, and even endanger the safety of buildings, caused significant economic losses to the country and the people. therefore, deformation monitoring and predi

4、ction of building is one of the most important aspects of building construction, and is also one of the hot issues in the field of surveying and mapping engineering. deformation monitoring is an important means of monitoring the deformation body safety, it gets the deformation body through real-time

5、 dynamic displacement information security warning of deformable body. in the practice of and scientific research on measurement of work activities, deformation monitoring plays an important role. in this paper, multi-storey and high-rise building, research building engineering deformation monitorin

6、g technology methods and how to ensure the construction itself at the same time, the deformation of the effective control of construction to ensure that the technology and method of construction safety and surrounding environment. in short, the building deformation monitoring has become a building d

7、esign, construction, monitoring is an important content in. this paper focuses on the analysis and comparison of several different deformation observation method, especially in the construction of foundation pit deformation, building settlement displacement, horizontal displacement, tilt displacemen

8、t, displacement, deflection deformation monitoring.keywords: building, building deformation monitoring, deformation of foundation pit, horizontal displacement, tilt displacement, displacement, deflection精品.目 錄1緒論11.1引言11.2 本文研究的主要內(nèi)容22建筑變形監(jiān)測概述32.1 建筑變形監(jiān)測32.2 建筑變形監(jiān)測的必要性32.3 建筑變形監(jiān)測的目的32.4建筑變形監(jiān)測方案的設(shè)計42.

9、4.1 設(shè)計的原則42.4.2 方案內(nèi)容的制定43建筑基坑變形監(jiān)測內(nèi)容及方法原理43.1 工程概況53.2 變形監(jiān)測的主要內(nèi)容53.3 監(jiān)測方法原理63.3.1 監(jiān)測點水平位移測量63.3.2 圍護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測63.4 監(jiān)測頻率與資料整理提交83.4.1 監(jiān)測初始值測定83.4.2 施工監(jiān)測頻率84 建筑沉降監(jiān)測94.1 監(jiān)測方法的分析與確定94.2 點位布設(shè)94.3 建立高程控制網(wǎng)施測104.4 觀測技術(shù)要求104.5 沉降觀測的數(shù)據(jù)處理115 建筑水平位移的變形監(jiān)測125.1 測點布置和埋設(shè)125.2 平面控制網(wǎng)的建立和初始值的觀測125.3 水平位移監(jiān)測方法的分析和比較12精品.5.

10、3.1 視準線法135.3.2 測小角法145.3.3 極坐標法145.4 本章結(jié)論166建筑變形監(jiān)測新方法的研究176.1 變形監(jiān)測新方法的提出176.2 三維坐標法基本原理176.3 工程實例196.4 本章結(jié)論19結(jié)論21參考文獻22致 謝23精品.1緒論1.1引言20世紀80年代以來，我國建筑工程建設(shè)發(fā)展迅速，伴隨著人民生活水平的提高以及人民群眾數(shù)量的增加，建筑工程數(shù)量也在急劇增加，并向高層、超高層方向發(fā)展，技術(shù)上也有了長足的進步。上世紀70年代末以前，國內(nèi)只在少數(shù)大型建筑工程。到1999年，10層以上的高層建筑累計己達1億多平方米，多層建筑更是數(shù)不勝數(shù)。進入21世紀后出現(xiàn)了更多的高層

11、建筑和超高層建筑工程，特別是北京、上海、廣州等城市。建筑工程是實用性、經(jīng)驗性極強的學(xué)科，是隨著工程實踐不斷提高的科學(xué)。然而由于建筑工程設(shè)計理論不盡完善、施工的不可預(yù)見性、地層性質(zhì)變異性大，周邊環(huán)境的錯綜復(fù)雜，建筑物的開裂以及建筑物的水平位移傾斜等事故屢有發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟損失、引起了嚴重的社會后果。在國務(wù)院頒布的建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例中，列出了建設(shè)工程七大危險性較大的分部分項工程，建筑工程就占了其中的兩項，可見建筑工程安全越來越受到國家和人民的關(guān)注。有關(guān)專家教授曾對全國160余項建筑工程事故進行了細致的調(diào)查分析。從這些事故分析中得出一個重要結(jié)論:建筑工程事故大多與監(jiān)測不力或險情預(yù)報不準確

12、有關(guān)。換言之，如果建筑工程變形監(jiān)測與險情預(yù)報準確而及時，并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，就可以防止重大事故的發(fā)生，或者可以將事故所造成的損失減少到最小。經(jīng)過近些年的理論研究和工程實踐，人們逐漸認識到建筑工程監(jiān)測既是實現(xiàn)信息化施工、避免事故發(fā)生的有效措施，又是完善、發(fā)展設(shè)計理論、設(shè)計方法和提高施工水平的重要手段。通過對建筑工程施工進行嚴密監(jiān)測可以為施工及時提供反饋信息;為建筑物周圍環(huán)境進行及時有效的保護提供依據(jù);將監(jiān)測結(jié)果反饋設(shè)計，通過對監(jiān)測結(jié)果同設(shè)計預(yù)估值的比較、分析，檢驗設(shè)計理論的正確性，并且可以為今后的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。總之，建筑物的變形監(jiān)測已經(jīng)是建筑物設(shè)計、監(jiān)測、施工的整個過程中不可或缺的一個重要

13、環(huán)節(jié)。1.2 本文研究的主要內(nèi)容本文研究的是建筑變形監(jiān)測的方法，首先要了解的是建筑檢測的必要性、目的，及精品.建筑檢測的內(nèi)容和有關(guān)的方法原理，通過具體的工程實例分析對建筑檢測技術(shù)進行探討。建筑物的變形觀測主要包括對建筑基坑位移、建筑沉降位移、水平位移、傾斜位移、撓度、裂縫等的監(jiān)測，本文著重分析研究建筑物基坑變形監(jiān)測、建筑沉降監(jiān)測、建筑水平位移的變形監(jiān)測。通過對變形監(jiān)測方法的分析比較，提出減小變形監(jiān)測誤差的方法，使建筑物的變形監(jiān)測的成果更真實可靠。精品.2建筑變形監(jiān)測概述2.1 建筑變形監(jiān)測建筑變形監(jiān)測是指在施工及使用期限內(nèi)，對建筑基坑及周邊環(huán)境實施的檢查、監(jiān)控工作。建筑變形監(jiān)測內(nèi)容主要包括：建

14、筑基坑變形監(jiān)測、建筑沉降監(jiān)測、建筑水平位移監(jiān)測、建筑傾斜位移監(jiān)測、裂縫、撓度、周圍建（構(gòu)）筑物、周圍地下管線及地下設(shè)施、周圍重要的道路、其他應(yīng)監(jiān)測的對象。2.2 建筑變形監(jiān)測的必要性通過監(jiān)測工作可及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素、驗證設(shè)計、指導(dǎo)施工、保障業(yè)主和相關(guān)社會的利益及分析區(qū)域性施工特征等。在建筑物的施工過程中，建筑物不可避免的會產(chǎn)生一定的水平位移、傾斜位移、沉降位移、撓度、裂縫，嚴重者甚至?xí)＜敖ㄖ陌踩?，造成國家和人民重大的?jīng)濟損失。因此，為了保證人民的生命安全以及國家和人民的經(jīng)濟財產(chǎn)，建筑物的變形監(jiān)測與預(yù)報是建筑施工中的一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它對建筑物安全的必要性更是不言而喻。2.3 建筑變形

15、監(jiān)測的目的在測量工作的實踐和科學(xué)研究的活動中，變形監(jiān)測占有重要的位置。從建筑物的地下工程施工開始到建筑物竣工結(jié)束，以及建筑物施工的整個過程中都要不斷的對工程建筑物進行監(jiān)測，以便更好的掌握工程建筑物變形的情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證工程建筑物的安全。若不對工程進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，控制變形發(fā)展，就難以保證工程安全和人們的生命財產(chǎn)安全。建筑變形監(jiān)測的目的主要有:l)為信息化施工提供依據(jù)。通過監(jiān)測可隨時建筑物水平和垂直方向上的變形情況。2)為建筑物周邊環(huán)境中的建筑和各種設(shè)施的保護提供依據(jù);3)為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù);精品.2.4 建筑變形監(jiān)測方案的設(shè)計2.4.1 設(shè)計的原則監(jiān)測方案必須在收集各種

16、相關(guān)資料和信息的基礎(chǔ)上綜合分析而進行設(shè)計，因為其對建筑的設(shè)計、施工及運行都有很大影響。監(jiān)測方案設(shè)計的原則主要有如下幾個主要的方面:可靠性原則:為了保證監(jiān)測的可靠必需要有可靠的儀器設(shè)備且必需在監(jiān)測期內(nèi)保護好監(jiān)測點。這是監(jiān)測設(shè)計需要考慮的最重要的原則。多層次原則。主要包括以下幾個方面:1、監(jiān)測對象上在考慮監(jiān)測其他物理量的基礎(chǔ)上以位移監(jiān)測為主;2、在監(jiān)測方法上以儀器監(jiān)測為主，并輔以目測巡視的方法;重點監(jiān)測關(guān)鍵區(qū)的原則。所謂關(guān)鍵區(qū)是指易出問題且一旦出問題將會造成很大損失的部分。對其要進行重點監(jiān)測并盡早實施。實用方便的原則。為了減少監(jiān)測與施工之間的相互干擾，監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和測試要盡可能的做到方便實用。經(jīng)

17、濟合理的原則。為了減少監(jiān)測成本費用在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)盡可能選實用又便宜的儀器。2.4.2 方案內(nèi)容的制定應(yīng)在施工前制定嚴密的監(jiān)測方案，因為建筑監(jiān)測是一個集信息采集及預(yù)測于一體的完整的系統(tǒng)，而不是一個簡單的信息采集過程。監(jiān)測方案設(shè)計一般應(yīng)包括以下幾個主要方面:確定監(jiān)測目的，不同環(huán)境下的建筑監(jiān)測目的應(yīng)有所側(cè)重和不同。要根據(jù)場地的水文條件、工程地質(zhì)條件、周圍環(huán)境來確定。確定并保護基準點與監(jiān)測點;確定監(jiān)測方法的精度、頻率及監(jiān)測周期;精品.3建筑基坑變形監(jiān)測內(nèi)容及方法原理本章將結(jié)合相關(guān)的工程實例來了解建筑變形監(jiān)測的具體內(nèi)容，同時研究分析與每項監(jiān)測內(nèi)容相關(guān)的的方法原理。3.1 工程概況在建筑工程監(jiān)測內(nèi)容設(shè)計前

18、, 應(yīng)參照國家及當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)規(guī)范、標準, 熟悉建筑的設(shè)計方案和施工圖紙,了解工程施工組織設(shè)計, 并進行必要的現(xiàn)場踏勘。確定變形監(jiān)測內(nèi)容及相應(yīng)的監(jiān)測方法。本章結(jié)合工程實例確定基坑變形監(jiān)測的內(nèi)容及方法原理，其工程概況如下：本工程位于洛陽市九都路路以南、體育路以西地塊。本工程總建筑面積約106519m2，其中，地上建筑面積約88440m2，地下建筑面積約18079m2。基礎(chǔ)采用800mm、700mm的筏板基礎(chǔ)。本工程建筑0.000相當(dāng)于絕對標高+148.05，本工程包括西區(qū)及東區(qū)兩部分，西區(qū)基坑在東區(qū)、塊底板施工完畢后開挖。西區(qū)地下室底板頂相對標高-8.200m底板厚800mm，墊層100mm，坑底標

19、高-9.100m，基坑開挖深度9.00m，電梯井等局部深坑加深1.8m；東區(qū)地下室底板頂相對標高-5.900m，底板厚700mm，墊層100mm，坑底標高-6.700m，基坑開挖深度6.60m，電梯井等局部深坑加深1.35m1.80m。本基坑采用鉆孔灌注樁圍護結(jié)構(gòu),東區(qū)基坑圍護墻體主要采用700900鉆孔灌注樁，有效樁長12.5m，坑邊局部落深處采用8001000鉆孔灌注樁，有效樁長16.0m；西區(qū)基坑圍護墻體主要采用8001000鉆孔灌注樁，有效樁長17.5m，坑邊局部落深處采用9001100鉆孔灌注樁，有效樁長21.0m。東區(qū)南側(cè)及西區(qū)止水帷幕采用單排三軸38501200攪拌樁，軸間距60

20、0，相互搭接250，幅與幅間搭接850，樁長14.5、17.5m；東區(qū)其余部分止水帷幕采用單排三軸3650900攪拌樁，軸間距450，相互搭接200，幅與幅間搭接650，樁長14.5、17.5m；采用一噴一攪工藝。攪拌樁與灌注樁間凈距100200mm，圍護樁與攪拌樁間設(shè)壓密注漿；攪拌樁頂設(shè)150mm厚c20混凝土壓頂?？拥准庸滩捎秒p軸水泥攪拌樁27001000，加固深度坑底以下4m；深坑采用壓密注漿封底，深度自坑底至坑底下2m。精品.3.2 變形監(jiān)測的主要內(nèi)容根據(jù)工程的要求、周圍環(huán)境、基坑本身的特點及相關(guān)工程的經(jīng)驗，按照安全、經(jīng)濟、合理的原則，測點布置主要選擇在2倍以上基坑開挖深度范圍布點，擬

21、設(shè)置的監(jiān)測項目如下：(一) 周邊環(huán)境監(jiān)測地下綜合管線垂直位移監(jiān)測周邊河堤垂直位移、水平位移及裂縫監(jiān)測(二) 基坑圍護監(jiān)測圍護頂部垂直、水平位移監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測坑外土體側(cè)向位移監(jiān)測支撐軸力監(jiān)測坑外潛水水位觀測3.3 監(jiān)測方法原理為保證所有監(jiān)測工作的統(tǒng)一，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度，使監(jiān)測工作有效的指導(dǎo)整個工程施工，監(jiān)測工作采用整體布設(shè)，分級布網(wǎng)的原則。即首先布設(shè)統(tǒng)一的監(jiān)測控制網(wǎng)，再在此基礎(chǔ)上布設(shè)監(jiān)測點(孔)。3.3.1 監(jiān)測點水平位移測量采用軸線投影法。在某條測線的兩端遠處各選定一個穩(wěn)固基準點a、b， 經(jīng)緯儀架設(shè)于a點，定向b點，則a、b連線為一條基準線。觀測時，在該條測線上的各監(jiān)測點設(shè)置覘板，

22、由經(jīng)緯儀在覘板上讀取各監(jiān)測點至ab基準線的垂距e，某監(jiān)測點本次e值與初始e值的差值即為該點累計水平位移，各變形監(jiān)測點初始e值均為取兩次平均的值。采用瑞士wild t2經(jīng)緯儀來測試。3.3.2 圍護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導(dǎo)槽pvc管，測斜管管徑為70mm，內(nèi)壁有二組互成90的縱向?qū)Р?，?dǎo)槽控制了測試方位。埋設(shè)時，應(yīng)保證讓一組導(dǎo)槽垂直于圍護體，另一組平行于基坑墻體。測試時，測斜儀探頭沿導(dǎo)槽緩緩沉至孔底，在恒溫一段時間后，自下而上逐段（間隔0.5米）測出x方向上的位移。同時用光學(xué)儀器測量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前精品.，分二次對每一測斜孔測量各深度點的傾斜

23、值，取其平均值作為原始偏移值?！啊敝当硎鞠蚧觾?nèi)位移，“”值表示向基坑外位移。儀器采用美國geokon-603測斜儀或北京航天cx-06型測斜儀進行測試，測斜精度0.1mm/500mm，見圖3.1：圖3.1 測斜儀測試原理見圖3.2：圖3.2 測斜儀工作原理計算公式： 精品. 式（3.1） 式中： xi 為i深度的累計位移(計算結(jié)果精確至0.1mm ) xi 為i深度的本次坐標(mm) xi0 為i深度的初始坐標(mm) aj為儀器在0方向的讀數(shù) bj為儀器在180方向上的讀數(shù) 3.4 監(jiān)測頻率與資料整理提交3.4.1 監(jiān)測初始值測定為取得基準數(shù)據(jù)，各觀測點在施工前，隨施工進度及時設(shè)置，并及時

24、測得初始值，觀測次數(shù)不少于2次，直至穩(wěn)定后作為動態(tài)觀測的初始測值。測量基準點在施工前埋設(shè)，經(jīng)觀測確定其已穩(wěn)定時方才投入使用。穩(wěn)定標準為間隔一周的兩次觀測值不超過2倍觀測點精度?；鶞庶c不少于3個，并設(shè)在施工影響范圍外。監(jiān)測期間定期聯(lián)測以檢驗其穩(wěn)定性。并采用有效保護措施，保證其在整個監(jiān)測期間的正常使用。3.4.2 施工監(jiān)測頻率根據(jù)工況合理安排監(jiān)測時間間隔，做到既經(jīng)濟又安全。根據(jù)以往同類工程的經(jīng)驗，擬定監(jiān)測頻率為見表3.2 (最終監(jiān)測頻率須與設(shè)計、總包、業(yè)主、監(jiān)理及有關(guān)部門協(xié)商后確定)。表3.2 施工監(jiān)測頻率監(jiān)測內(nèi)容監(jiān) 測 頻 率圍護施工坑內(nèi)降水基坑工程開挖底板澆筑后支撐拆除期間周邊地下管線垂直位移

25、監(jiān)測2次/周1次/3天1次/1天1次/3天1次/1天河堤垂直、水平位移監(jiān)測2次/周1次/3天1次/1天1次/3天1次/1天圍護頂部垂直、/1次/1天1次/3天1次/1天精品.水平位移監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測/1次/1天1次/3天1次/1天坑外土體側(cè)向位移監(jiān)測/1次/3天1次/1天1次/3天1次/1天支撐軸力監(jiān)測/1次/1天1次/3天1次/1天立柱樁垂直位移監(jiān)測/1次/1天1次/3天/坑外潛水水位觀測/1次/1天1次/1天1次/3天1次/1天說明 1、現(xiàn)場監(jiān)測將采用定時觀測與跟蹤觀察相結(jié)合的方法進行。 2、監(jiān)測頻率可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化大小進行適當(dāng)調(diào)整。 3、監(jiān)測數(shù)據(jù)有突變時，監(jiān)測頻率加密到每天二三

26、次。 4、各監(jiān)測項目的開展、監(jiān)測范圍的擴展，隨基坑施工進度不斷推進。精品.4 建筑沉降監(jiān)測4.1 監(jiān)測方法的分析與確定目前，建筑沉降位移監(jiān)測的主要方法是用幾何水準測量法、精密三角高程測量法觀測變形體的垂直方向位移。水準測量又稱幾何水準測量，是測定地面點高程的主要方法之一。水準測量是使用水準儀和水準尺，利用水準儀提供的水平視線測定地面兩點之間的高差，再由已知點的高程推求待測點的高程。當(dāng)所測兩點之間距離較短時，可用水平面來代替水準面，測定地面兩點間的高差。三角高程測量的基本思想是根據(jù)右測站點向照準點所觀測的豎直角(或天頂距)和它們之間的水平距離，應(yīng)用三角函數(shù)的計算公式，計算測站點與照準點之間的高差

27、。這種方法簡便靈活，受地形條件限制較少。在變形監(jiān)測中我們一般采用水準測量，所以本章著重研究幾何水準測量法在基坑沉降監(jiān)測中的應(yīng)用。本章結(jié)合第三章中的工程實例進行分析。4.2 點位布設(shè)（1）要保證穩(wěn)定、可靠觀測方便等諸多因素，樁墻測點一般布置在將維護樁墻連接起來的混凝土圈梁、水泥攪拌樁、土釘墻、放坡開挖時的上部壓頂上，頂部應(yīng)加水準專用標志，在沉降觀測前應(yīng)對水準基點進行聯(lián)測，使其成為一個嚴密統(tǒng)一的系統(tǒng)，在沉降觀測過程中，宜每間隔1個月應(yīng)對其聯(lián)測一次本次沉降觀測擬設(shè)定水準基點個，采用一等水準方法施測。 立柱沉降測點應(yīng)直接布置在立柱上方的支撐面上，對很多支撐交會受力復(fù)雜處的立應(yīng)做重點監(jiān)測，用做施工棧橋的

28、立柱也應(yīng)重點監(jiān)測。（2）沉降觀測點的布設(shè)：本工程根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置建筑物沉降觀測點2個。標志的埋設(shè)位置應(yīng)避開入水管窗臺線暖氣片暖水管電器開關(guān)等有礙標志與觀測的障礙物，并應(yīng)視立尺需要離開墻（柱）面和地面一定距離，本次設(shè)計要求沉降觀測點設(shè)置標高為高出建筑地面0.5米. 沉降觀測點的觀測采用二等水準方法施測。精品.4.3 建立高程控制網(wǎng)施測在遠離施工影響范圍以外布置3個以上穩(wěn)固高程基準點，這些高程基準點與施工用高程控制點聯(lián)測，沉降變形監(jiān)測基準網(wǎng)以上述穩(wěn)固高程基準點作為起算點，組成水準網(wǎng)進行聯(lián)測。本次沉降觀測水準基點的聯(lián)測按一級水準測量進行，采用級水準儀配合銦瓦合金標尺光學(xué)測微法往返測定高差觀測時，往測

29、奇數(shù)站的觀測順序為后-前-前-后，偶數(shù)站的觀測順序為前-后-后-前；反測時，奇偶測站的觀測順序與往測偶奇測站的觀測順序相同。4.4 觀測技術(shù)要求基準網(wǎng)按照國家等水準測量規(guī)范和建筑變形測量規(guī)范二級水準測量要求執(zhí)行，精密水準測量的主要技術(shù)參照表4.1： 表4.1 精密水準測量的主要技術(shù)要求每千米高差中誤差(mm)水準儀等級水準尺觀測次數(shù)往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm)偶然中誤差全中誤差ds1銦瓦尺往返測各一次4或1.012注：l為往返測段、環(huán)線的路線長度（以km計）；觀測措施：本高程監(jiān)測基準網(wǎng)使用wild na2+gpm3自動安平水準儀及配套銦瓦尺，外業(yè)觀測嚴格按規(guī)范要求的二等精密水準測量的技術(shù)

30、要求執(zhí)行。為確保觀測精度，觀測措施制定如下。作業(yè)前編制作業(yè)計劃表，以確保外業(yè)觀測有序開展。觀測前對水準儀及配套因瓦尺進行全面檢驗。觀測方法：往測奇數(shù)站“后前前后”，偶數(shù)站“前后后前”；返測奇數(shù)站“前后后前”，偶數(shù)站“后前前后”。往測轉(zhuǎn)為返測時，兩根標尺互換。測站視線長、視距差、視線高要求見表4.2：表4.2 測站視線長、視距差、視線高要求標尺類型視線長度前后視距差前后視距累計差視線高度儀器等級視距視線長度20m以上視線長度20m以下銦瓦ds150m1.0m3.0m0.5m 0.3m精品.表4.3 測站觀測限差基輔分劃讀數(shù)差基輔分劃所測高差之差上下絲讀數(shù)平均值與中絲讀數(shù)之差檢測間歇點高差之差0.

31、4mm0.6mm3.0mm1.0mm。4.5 沉降觀測的數(shù)據(jù)處理每周期觀測后，應(yīng)及時對觀測資料 進行整理，計算觀測點的沉降量沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。各類觀測點觀測成果的計算與分析應(yīng)符合以下要求： （1）觀測值中的系統(tǒng)誤差應(yīng)減小到最小程度； （2）合理處理隨機誤差，正確區(qū)分測量誤差與變形信息； （3）各期觀測成果的處理應(yīng)建立在統(tǒng)一的基準上； （4）按網(wǎng)點的不同要求 ，合理估計觀測成果精度 ，正確評定成果質(zhì)量。精品.5 建筑水平位移的變形監(jiān)測5.1 測點布置和埋設(shè)水平位移監(jiān)測點分為基準點、工作基點、變形監(jiān)測3種基準點和工作基點均為變形監(jiān)測的控制點?；鶞庶c一般距離施工場地較遠，應(yīng)設(shè)在影

32、響范圍以外，用于檢查和恢復(fù)工作基點的可靠性；工作基點則布設(shè)在建筑周圍較穩(wěn)定的地方，直接在工作基點上架設(shè)儀器對水平變形監(jiān)測點進行觀測。監(jiān)測點應(yīng)按要求布設(shè)，并要反映圍護體系變形特征。根據(jù)這一原則，施工單位將圍護結(jié)構(gòu)垂直、水平位移監(jiān)測點和圍護結(jié)構(gòu)測斜孔布置在同一部位。監(jiān)測基準點和工作基點在有條件的情況下采用強制對中設(shè)備，以減少對中誤差對觀測結(jié)果的影響。5.2 平面控制網(wǎng)的建立和初始值的觀測水平位移監(jiān)測控制網(wǎng)宜按兩級布設(shè)，由控制點（基準點、工作基點）組成首級網(wǎng)，由觀測點及所聯(lián)測的控制點組成擴展網(wǎng)。對于單個目標的位移監(jiān)測，可將控制點同觀測點按一級布設(shè)。監(jiān)測埋設(shè)的監(jiān)測點穩(wěn)定后，應(yīng)在基坑開挖前進行初始值觀測

33、，初始值一般應(yīng)獨立觀測2次，2次觀測時間間隔盡可能的短，2次觀測值較差滿足有關(guān)限差值要求后，取2次觀測值的平均值作為初始值。水平位移監(jiān)測以初始值為觀測值比較基準，水平位移變形監(jiān)測應(yīng)視基坑開挖情況即時開始實施。5.3 水平位移監(jiān)測方法的分析和比較對常用的幾種水平位移的觀測方法進行了比較系統(tǒng)的分析和比較，列出了這幾種方法的原理，精度分析，優(yōu)點以及不足，他們適用的場合等內(nèi)容，對于在生產(chǎn)實踐中進行水平位移觀測時進行方法的選取具有一定的指導(dǎo)價值。當(dāng)要觀測某一特定方向（譬如垂直于基坑維護體方向）的位移時，經(jīng)常采用視準線法、小角度法等觀測方法。但當(dāng)變形體附近難以找到合適的工作基點或需同時觀測變形體兩個方向位

34、移時，則一般采用前方交會法。另外還有極坐標法以及一些困難條件下的水平位移觀測方法。精品.5.3.1 視準線法當(dāng)需要測定變形體某一特定方向（譬如垂直于基坑維護體方向）的位移時，常使用視準線法或測小角法。原理：如圖5.1所示，點a、b是視準線的兩個基準點（端點），1、2、3為水平位移觀測點。觀測時將經(jīng)緯儀置于a點，將儀器照準b點，將水平制動裝置制動。豎直轉(zhuǎn)動經(jīng)緯儀，分別轉(zhuǎn)至1、2、3 三個點附近，用鋼尺等工具測得水準觀測點至ab這條視準線的距離。根據(jù)前后兩次的測量距離，得出這段時間內(nèi)水平位移量。圖5.1 視準線法精度分析：由基準線的設(shè)置過程可知，觀測誤差主要包括儀器測站點儀器對中誤差，視準線照準誤

35、差，讀數(shù)照準誤差，其中，影響最大的無疑是讀數(shù)照準誤差?？芍?dāng)即準線太長時，目標模糊，讀數(shù)照準精度太差；且后視點與測點距離相差太遠，望遠鏡調(diào)焦誤差較大，無疑對觀測成果有較大影響。另外此方法還受到大氣折光等因素的影響。優(yōu)點： 視準線觀測方法因其原理簡單、方法實用、實施簡便、投資較少的特點, 在水平位移觀測中得到了廣泛應(yīng)用，并且派生出了多種多樣的觀測方法，如分段視準線，終點設(shè)站視準線等。 不足：對較長的視準線而言, 由于視線長, 使照準誤差增大, 甚至可能造成照準困難。當(dāng)即準線太長時，目標模糊，照準精度太差且后視點與測點距離相差太遠，望遠鏡調(diào)焦誤差較大，無疑對觀測成果有較大影響。精度低，不易實現(xiàn)自

36、動觀測，受外界條件影響較大，而且變形值（位移標點的位移量）不能超出該系統(tǒng)的最大偏距值，否則無法進行觀測。精品.5.3.2 測小角法當(dāng)需要測定變形體某一特定方向（譬如垂直于基坑維護體方向）的位移時，常使用視準線法或小角度法原理：如圖5.2所示，如需觀測某方向上的水平位移pp，在監(jiān)測區(qū)域一定距離以外選定工作基點a，水平位移監(jiān)測點的布設(shè)應(yīng)盡量與工作基點在一條直線上。沿監(jiān)測點與基準點連線方向在一定遠處（100-200m）選定一個控制點b，作為零方向。在b點安置覘牌，用測回法觀測水平角bap，測定一段時間內(nèi)觀測點與基準點連線與零方向間角度變化值，根據(jù)=d/（式中d為觀測點p至工作基點a的距離，=2062

37、65）計算水平位移。圖5.2 小角法精度分析：由小角法的觀測原理可知，距離d和水平角是兩個相互獨立的觀測值，所以由上式根據(jù)誤差傳播定律可得水平位移的觀測誤差： 式（5.1）水平位移觀測中誤差的公式，表明： 距離觀測誤差對水平位移觀測誤差影響甚微，一般情況下此部分誤差可以忽略不計，采用鋼尺等一般方法量取即可滿足要求； 影響水平位移觀測精度的主要因素是水平角觀測精度，應(yīng)盡量使用高精度儀器或適當(dāng)增加測回數(shù)來提高觀測度； 經(jīng)緯儀的選用應(yīng)根據(jù)建筑物的觀測精度等級確定，在滿足觀測精度要求的前提下，可以使用精度較低的儀器，以降低觀測成本。優(yōu)點：此方法簡單易行，便于實地操作，精度較高。不足：須場地較為開闊，基

38、準點應(yīng)該離開監(jiān)測區(qū)域一定的距離之外，設(shè)在不受施工影響的地方。精品.5.3.3 極坐標法極坐標法屬于邊角交會，是邊角交會的最常見的方法。原理： 圖5.3 極坐標法如圖5.3所示：在已知點a安置儀器，后視點為另一已知點b，通過測得abap的角度以及a點至p點的距離，計算得出p點坐標。設(shè)a點坐標為a（xa，ya），ab的方位角為a-b，則p點坐標p（xp，yp）的計算公式為： 式（5.2） 式（5.3）由微分公式可得： 式（5.4） 式（5.5）精度分析：設(shè)測邊中誤差為ms,測角中誤差為m則待定點的點位中誤差為: 式（5.6）兩個方向的水平位移中誤差為： 式（5.7）精品. 式（5.8）其中，ms為

39、測距中誤差，m為測角中誤差，a-b為a-b邊的方位角，=206265。優(yōu)點：使用方便，尤其是利用全站儀進行測量可以直接測得坐標，簡單快速。不足：精度較低，適用于精度不是很高的水平位移監(jiān)測工作。5.4 本章結(jié)論 本章分析了多種水平位移監(jiān)測方法。每一種方法，都有自己的特點，我們在選用水平位移測量方法的時候，既要考慮到精度，可行性，也要考慮到經(jīng)濟等方面的問題。在滿足精度要求的前提下，盡量使用簡單實用經(jīng)濟的方法。對于不同的現(xiàn)場，有不同的特點，不一定采用一種方法，可以采用兩種或者兩種以上方法結(jié)合來進行水平位移的監(jiān)測。但是由于基坑支護施工現(xiàn)場的場地條件復(fù)雜多變性, 對采用傳統(tǒng)方式進行變形監(jiān)測產(chǎn)生嚴重影響往

40、往觀測數(shù)據(jù)不能及時反映變形情況, 從而產(chǎn)生預(yù)警滯后現(xiàn)象。那么有沒有一種先進的變形觀測方法能同時觀測基坑水平位移和垂直位移的變化量？所以在此基礎(chǔ)上本文將在下一章提出一個新的變形監(jiān)測方法。精品.6 變形監(jiān)測新方法的研究6.1 變形監(jiān)測新方法的提出眾所周知,建筑變形監(jiān)測包括水平位移和垂直位移的三維量觀測。水平位移一般可通過邊、角觀測法來確定其二維坐標,垂直位移一般可用水準法觀測,但幾何水準法較為繁瑣。而三維坐標法通過觀測建筑觀測點的變形,能同時得到變形點的三維坐標,從而得到水平位移和垂直位移量,從實際應(yīng)用情況看,這種三維坐標法靈活、方便、經(jīng)濟、高效,可在一定條件下代替幾何水準的觀測工作,尤其在施工現(xiàn)

41、場狹窄,其它監(jiān)測方法不方便的情況下,對建筑及周圍建筑物的變形觀測能起到事半功倍的效果。同時,三維坐標法觀測方便,受施工干擾小,能同時觀測大量的變形觀測點.從而節(jié)約大量的人力、物力和財力.本章通過誤差傳播理論進一步討論了這一方法的精度及其影響因素。并通過工程實例說明這一方法的可行性。6.2 三維坐標法基本原理三維坐標法的基本原理,就是利用全站儀能同時觀測水平角度、水平距離和高程的特點。將全站儀設(shè)置在變形監(jiān)測的工作基點上,以另一個工作基點或原始基準點為后視方向,通過觀測變形觀測點與工作基點之間的水平距離、水平角度和高差,來確定變形觀測點的坐標,在一個變形觀測周期內(nèi),通過前后兩次的坐標差,求得變形觀

42、測點的水平位移量,通過前后兩次所測的高差之差,得到變形觀測點的垂直位移量。變形觀測點三維坐標計算公式: 式（6.1） 式（6.2） 式（6.3）為了提高觀測精度,減少工作基點和安置儀器帶來的誤差,在工作基點上我們設(shè)置了固定觀測墩,使工作基準點和儀器高不變即:xo=0,yo=0,h=0,i=0。在變形觀測點上粘帖反射棱鏡片,使棱鏡高為零,即l=0。因此,在一個觀測周期內(nèi),前后兩次的坐標差,即觀測點的水平位移量s為: 式（6.4） 精品.其中： 式（6.5） 式（6.6）觀測點的沉降量h為： 式（6.7）式中:為觀測的水平角,為觀測點的豎直角, d為工作基點到觀測點的水平距離, 如圖6.1所示.圖

43、6.1 沉降觀測點及工作示意圖6.3 工程實例山東廣播電視中心綜合業(yè)務(wù)樓基坑工程為山東電視臺綜合樓的新建工程,位于濟南市經(jīng)十路81號,在濟南市經(jīng)十路與青年東路交叉口的西北角。新建工程基坑開挖邊線南鄰經(jīng)十路,東鄰青年東路,西側(cè)基礎(chǔ)邊線與原廣電大樓裙樓距離為0.9精品.-1.3m左右。北側(cè)與15號住宅樓相距只有2m,東北角與中央記者站大樓相隔只有1-2m.施工現(xiàn)場自然地面高程為45.63-49.95m,西高東低,落差較大。該工程主樓部分及東側(cè)裙樓部分地下4層,地面以上24層,建筑基礎(chǔ)平面形狀大致成凸字形,東西總長約為120m,南北總長約為90m。施工場地面積3884m2,基坑最大挖山東廣播電視中心

44、綜合業(yè)務(wù)樓基坑工程為山東電視臺綜合樓的新建工程,深18.6m.最小挖深15.4m,如圖一所示.由于施工現(xiàn)場建筑物密集,受基坑周圍環(huán)境及基坑不規(guī)則形狀的限制,常規(guī)的基線法、視準軸法及小角度法等水平位移觀測的方法無法實現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場的條件和水平位移觀測點比較多的實際情況,我們提出了三維坐標法,根據(jù)現(xiàn)有全站儀(瑞士徠卡tc702)的精度,經(jīng)過估算:水平角觀測采用12個測回的方向法、距離觀測采用8個測回單向?qū)嵤┯^測方案,其精度達到國家三等三角網(wǎng)的精度要求.同時,對于部分觀測點采用二等水準測量進行對比觀測檢驗。觀測結(jié)果如表6.1所示。從表中的觀測數(shù)據(jù)可以看到,用二等水準進行沉降觀測的數(shù)據(jù)hp1與三維坐標法

45、進行坐標觀測的沉降量hp2比較,最大相差0.59mm,最小相差0.06mm,高程中誤差mhp=0.78mm,達到了變形觀測的三等精度要求,滿足了一般性高層建筑物和深基坑的變形觀測的技術(shù)要求.但是三維坐標法觀測方便,受施工干擾小,水平位移觀測和沉降觀測可以同時進行,能同時觀測大量的變形觀測點,從而節(jié)約大量的人力、物力和財力,對于場地狹窄、不易用常規(guī)監(jiān)測法的施工現(xiàn)場,三維坐標法是非常合理可行的。6.4 本章結(jié)論目前,三維坐標法在國內(nèi)外已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于高層建筑及其深基坑的變形觀測。本文結(jié)合近幾年來變形觀測的實際經(jīng)驗,根據(jù)本工程的特點做了一些探討.從觀測過程和成果分析來看:用測角精度2、測距精度2

46、mm+210-6的全站儀(如徠卡tc702)觀測,在豎直角接近0,視距不超過100m的情況下,水平位移的點位中誤差mp=2.01-2.49mm,垂直位移點位中誤差mhp=0.62-1.03mm。其精度達到三等變形觀測的精度要求。若采用測角精度0.5,測距精度1mm+110-6d(如徠卡tcam2003測量機器人),水平位移的點位中誤差mp=1.06-1.68mm,垂直位移點位中誤差mhp=0.31-0.56mm。其精度能達到變形觀測的二等精度要求。同時,徠卡tcam2003測量機器人可以自動尋找目標、自動觀測、自動記錄,實現(xiàn)了變形觀測的全自動化程度。隨著高層建筑的發(fā)展,高層建筑的變形觀測日益顯

47、示出其重要性。在建筑物密集的現(xiàn)代化城市建設(shè)中,過去傳統(tǒng)的變形觀測的方法不再適應(yīng)目前高層建筑及其深基坑變形觀測的發(fā)展。方便、快捷的tps(全站儀)和gps(全球定位系統(tǒng))逐漸地應(yīng)用于高層建筑物及其深基坑的變形觀測中,而這此現(xiàn)代化測量儀器進行變形觀測的基本方法就是三維坐標法。精品.精品.7 結(jié)論本文首先結(jié)合工程實例確定建筑變形監(jiān)測項目內(nèi)容，并對相關(guān)的監(jiān)測原理進行了分析研究，本文研究成果如下：結(jié)合建筑物的水平位移、沉降變形，本文較全面的總結(jié)了建筑變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展、監(jiān)測布設(shè)的原則、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方法。沉降（豎直）位移變形監(jiān)測采用傳統(tǒng)的幾何水準測量方法，采用ds1 wild na2+gpm3

48、自動安平水準儀,沉降觀測的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)做完成后，方可進行業(yè)內(nèi)計算內(nèi)業(yè)計算，可采用清華山維nasew95測量控制網(wǎng)平差系統(tǒng)對觀測成果進整體嚴密平差計算。水平位移變形監(jiān)測，對常用的幾種水平位移的觀測方法進行了比較系統(tǒng)的分析和比較，列出了這幾種方法的原理，精度分析，優(yōu)點以及不足，它們適用的場合等內(nèi)容，對于在生產(chǎn)實踐中進行水平位移觀測時進行方法的選取具有一定的指導(dǎo)價值?？梢愿鶕?jù)分析出來的優(yōu)缺點對變形監(jiān)測的方法進行合理選擇。由于建筑支護施工現(xiàn)場的場地條件復(fù)雜多變性, 對采用傳統(tǒng)方式進行變形監(jiān)測產(chǎn)生嚴重影響往往觀測數(shù)據(jù)不能及時反映變形情況, 從而產(chǎn)生預(yù)警滯后現(xiàn)象。 由于建筑變形監(jiān)測的技術(shù)方案尚無統(tǒng)一的可操作性較