高層建筑變形監(jiān)測畢業(yè)論文

1、本科畢業(yè)（論文） 摘要摘 要本文通過對衡陽隆中高層建筑為例介紹了高層建筑物的變形監(jiān)測的目的和意義。簡要描述了該變形監(jiān)測工程的測量方法、布網(wǎng)方案，研究了了該變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理方案，并最終得出了沉降分析。并繪制出了載荷時間沉降曲線圖，通過一元線性回歸方程，對平均觀測量和每個點位進行了預測分析。通過該高層建筑的變形監(jiān)測的研究，目的是保障建筑物的施工與使用安全，體現(xiàn)出高層建筑在建設和使用過程中變形監(jiān)測的重要性，為建筑物安全施工提供了必要的評估數(shù)據(jù)。關鍵】:高層建筑物,變形監(jiān)測，數(shù)據(jù)處理，沉降分析21本科畢業(yè)（論文） AbstractAbstractThis article through to Hen

2、gyang this high-rise building for example introduces the high-level building deformation monitoring of purpose and meaning. A summary of the deformation monitoring project measurement methods, cloth nets scheme, the study of deformation monitoring it data processing scheme, and concluded that settle

3、ment analysis. And map out the load-time-settlement curve, the settlement of the building has a system of continuous judgment and analysis.Through the high-rise building deformation monitoring of the research, the purpose is to protect the building construction and use safety, manifests the high-ris

4、e buildings in the construction and utilization of the importance of deformation monitoring, for building construction safety provided the necessary assessment data.Keywords:High-rise buildings, Deformation monitoring, Data processing, Settlement analysis 本科畢業(yè)（論文） 目錄目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1本課題變形監(jiān)

5、測的基本概念11.2本課題變形監(jiān)測的內(nèi)容11.3本課題變形監(jiān)測的目的意義21.4本課題變形監(jiān)測技術及其發(fā)展3第二章 工程要求52.1工程概述52.2測量依據(jù)52.3測量要求52.4主要技術精度指標62.5控制網(wǎng)的設計62.5.1沉降控制網(wǎng)布設的基本要點62.5.2布網(wǎng)的目的72.5.3布網(wǎng)的原則72.5.4變形網(wǎng)的優(yōu)化方法82.5.5本工程現(xiàn)場布網(wǎng)具體原則92.6測量方法92.6.1測量儀器設備92.6.2精度控制92.6.3沉降觀測精度估算92.6.4觀測方案92.6.5觀測工期102.6.6主要操作要求10第三章 數(shù)據(jù)處理123.1變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的三大平差方法123.2間接平差在數(shù)據(jù)處理

6、的應用123.3按間接平差法求平差值的計算步驟133.4沉降數(shù)據(jù)平差后結(jié)果13第四章 變形監(jiān)測分析154.1變形監(jiān)測沉降結(jié)果分析154.2沉降圖154.3一元線性回歸分析16結(jié) 論18參考文獻19致 謝20本科畢業(yè)（論文） 第一章 緒論第一章 緒論1.1本課題變形監(jiān)測的基本概念變形監(jiān)測是自然界普遍存在的現(xiàn)象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時間域和空間域中的變化。變形體在一定范圍內(nèi)是被應允的，但是超過了允許值，則可能會發(fā)生自然或人為災害，帶來巨大的人員與財產(chǎn)損失。自然界的變形危害現(xiàn)象很普遍，如地震、滑坡、崩塌、地表沉陷、火山爆發(fā)、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等。所謂的變形監(jiān)測，就

7、是利用測量與專用儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進行監(jiān)視觀測的工作。其任務是確定在各種載荷的外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀體和時間特征。變形監(jiān)測工作是人們通過變形現(xiàn)象獲得科學認識、檢驗理論和假設的必要手段。變形體的范疇可以大到整個地球，小到一個工程建筑構(gòu)體，它包括自認和人工的構(gòu)筑物。根據(jù)變形體的研究范圍，可以將變形監(jiān)測研究隊形分為三類：第一類：全球變形研究，如監(jiān)測全球板塊運動、地極移動、地球自轉(zhuǎn)速率的變化、地潮等；第二類：區(qū)域性變形研究，如地殼形變監(jiān)測、城市地面沉降等；第三類：工程和局部形變研究，如監(jiān)測工程建筑物的三維變形、滑坡提的滑動、地下開采使引動的地表和下沉等。在精密工程測

8、量中，最具有代表性的變形體有大壩、橋梁、礦區(qū)、高層建筑物、防護堤邊坡、隧道、地鐵、地表沉降等1。1.2本課題變形監(jiān)測的內(nèi)容變形監(jiān)測的內(nèi)容，應根據(jù)變形體的性質(zhì)與地基情況來定。要求有明確的針對性，既要有重點，又要做全面考慮，以便能正確地反映出變形體的變化情況，達到監(jiān)視變形體的安全、了解其變形規(guī)律的目的。例如：工業(yè)與民用建筑物：主要包括基礎的沉降觀測與建筑物本身的變形監(jiān)測。就其基礎面而言，主要觀測內(nèi)容是建筑物的均勻沉降與不均勻沉降。對建筑物本身來說，則主要是觀測傾斜和裂縫。對于高層和高聳建筑物，還應對其動態(tài)變形（主要為振動的幅值、頻率和扭轉(zhuǎn)）進行觀測。對于工業(yè)企業(yè)、科學實驗設施與軍事設施中的各種工藝

9、設備、導軌等，其主要觀測內(nèi)容是水平位移和垂直位移。水工建筑物：對于土壩，其觀測項目主要是水平位移、垂直位移、滲透以及裂縫觀測；對于混凝土壩，以混凝土重力壩為例，由于水壓力、外界溫度變化、壩體自重等因素的作用，其主要觀測項目主要為垂直位移（從而可以求得基礎與壩體的轉(zhuǎn)動）、水平位移（從而可以求得壩體的扭曲）以及伸縮縫的觀測，這些內(nèi)容通常稱為外部變形觀測。為此，為了了解混凝土壩結(jié)構(gòu)內(nèi)部的情況，還應對混凝土應力、鋼筋應力、溫度等進行觀測，這些內(nèi)容通常稱為內(nèi)部觀測。雖然內(nèi)部觀測一般不由測量人員進行，但在進行變相監(jiān)測數(shù)據(jù)處理時，特別對變形原因作物理解時，則必須將內(nèi)、外部資料結(jié)合起來進行分析。地面沉降：對于

10、建立在江河下游沖擊層上的城市，由于工業(yè)水需要大量開采地下水，而影響地下土層的結(jié)構(gòu)，使地面發(fā)生沉降現(xiàn)象。對于地下采礦地區(qū)，由于大量的采掘，也會使地表發(fā)生沉降現(xiàn)象。在這種沉降現(xiàn)象嚴重的城市地區(qū)，暴雨以后發(fā)生大面積積水，影響倉庫的使用與居民的生活。有時甚至造成地下管線的破壞，危機建筑物的安全。因此，必須定期進行變形監(jiān)測，掌握沉降與回升規(guī)律，以便采取防護措施。對于這些地區(qū)主要應進行地表沉降觀測1。1.3本課題變形監(jiān)測的目的意義人類社會的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展，加快了工程建設的進程，并且對現(xiàn)代建筑物的規(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，工程建筑物在施工和運營階

11、段，由于受到多種主觀與客觀因素的影響，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，嚴重時還會危及建筑物的安全，給社會和人民生活帶來巨大的損失。盡管工程建筑物在設計和施工運營期間采用了一定的安全系數(shù)，使其安全承受所考慮的多種外荷載影響，但是由于設計中不可能對工程的工作條件及承載能力做出完全所考慮的施工質(zhì)量也不可能完美無缺，工程在運行過程中還可能發(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。以大壩為例，法國67m高的瑪爾巴塞拱壩1959年垮塌；意大利262m高的瓦伊昂拱壩1963因庫岸大滑坡導致涌浪翻壩且水庫淤滿失效；我國板橋和石漫灘兩座水庫的土壩因1975年洪水漫

12、壩事故等等。可見，保證工程建筑物安全是一個十分重要而且很現(xiàn)實的問題。為此，變形監(jiān)測的首要目的是要掌握變形體的實際性狀，為判斷其安全提供必要信息2。目前，災害監(jiān)測與防治已越來越受到全社會的普遍關注，各級政府及主管部門對此問題十分重視，諸多國際學術組織，如國際大地測量協(xié)會、國際測量師聯(lián)合會、國際巖石力學會、國際大壩委員會、國際礦山測量協(xié)會等，經(jīng)常定期地召開專業(yè)會議進行學術交流和研究對策。經(jīng)過廣大測量科技工作者和工程技術人員近30年的共同努力，在變形監(jiān)測領域取得了豐碩的理論研究成果，并發(fā)揮了實用效益。以我國為例：利用地球物理大地測量反演論，于1993年準確地預測了1996年發(fā)生在麗江大地震。1985

13、年6月12日長江三峽新灘大滑坡的成功預報，確保災害損失減少到了最低限度。它不僅使滑坡區(qū)內(nèi)457戶1371人在活潑前夕全部安全撤離，無一傷亡，而且使正在險區(qū)長江上下游航行的11艘客貨輪船及時避險，免遭災害。為國家減少直接經(jīng)濟損失8700萬元，被譽為我國滑坡預報研究史上的奇跡。隔河巖大壩外觀變形GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)在1998年長江流域抗洪峰中所發(fā)揮的巨大作用，確保了安全度汛，避免了荊江大堤災難性分洪?？茖W、準確、及時地分析和預報工程及工程建筑物的變形情況，對工程建筑物id施工和運營管理極為重要，這一工作術語變形監(jiān)測的范疇。由于變形監(jiān)測涉及到測量、工程地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)力學、地球物理、計算機科學等諸多

14、學科的知識，因此，它是一項跨學科的研究，并正向著邊緣科學發(fā)展。也已經(jīng)成為測量工作者和其他學科專家合作的研究領域。變形監(jiān)測所研究的理論和方法主要涉及到這樣3個方面的內(nèi)容：變形信息的獲取、變形信息的分析與解釋以及變形預報。其研究領域成果對預報自然災害及了解變形機理是極為重要的。對于工程建筑物，變形監(jiān)測除了作為判斷其安全的耳目之外，還是檢驗設計施工的重要手段?？偠灾?，變形監(jiān)測的工作的意義重點表現(xiàn)在兩個方面，首先是使用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，為安全性診斷提供必要的信息，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施；其次是科學上的意義，包空更好的理解機理，驗證有關工程設計的理論和地殼運動的假說

15、，進行反饋設計以及建立有效的變形預報模型。1.4本課題變形監(jiān)測技術及其發(fā)展縱觀國內(nèi)外數(shù)10年變形監(jiān)測技術的發(fā)展歷程，傳統(tǒng)的地表變形監(jiān)測方法主要采用是大地測量法和近景攝影測量法。常規(guī)地面測量方法的完善與發(fā)展，其顯著進步是全站型儀器的廣泛使用，尤其是全自動跟蹤全站儀，有時也稱為測量機器人，為局部工程變形的自動監(jiān)測或室內(nèi)監(jiān)測提供了一種良好的技術手段，它可進行一定范圍內(nèi)無人值守、全天候、全方位的自動監(jiān)測。實際工程試驗表明，測量機器人監(jiān)測精度可以達到亞mm級。目前，在美國加州南部的一個新水庫已安裝了由8個永久性RTS和218個棱鏡組成的地面自動監(jiān)測系統(tǒng)。但是，TPS最大的缺陷就是受測程限制，測站點一般都

16、處在變形區(qū)域的范圍內(nèi)。地面攝影測量技術在變形監(jiān)測中的應用起步較早，但是由于攝影距離不能過遠，加上絕對精度較低，使得其應用受到局限，過去僅大量應用于高塔、煙囪、邊坡體等變形監(jiān)測。近幾年發(fā)展起來的數(shù)字攝影測量和實時攝影測量技術在變形監(jiān)測中的深入應用開拓了非常廣泛的前景。光、機、電技術的發(fā)展，研制出了一些特殊和專用于變形的自動監(jiān)測，它包空應變測量、準直測量和傾斜測量。GPS作為一種全新的現(xiàn)代空間定位技術，已逐漸在越來越多的領域取代了常規(guī)光學和電子測量儀器。自從20世紀80年代以來，尤其是進入90年代后，GPS衛(wèi)星定位和導航技術與現(xiàn)代通信技術的相結(jié)合，在空間定位技術方面引起了革命性的變化3。本科畢業(yè)（

17、論文） 第二章 工程要求第二章 工程要求2.1工程概述本文將以衡陽隆中變形監(jiān)測為例，講述整個變形監(jiān)測工程的流程。以便對變形監(jiān)測技術的總結(jié)與發(fā)展。本次工程基本情況如下：受湖南隆中房地產(chǎn)開發(fā)有限公司委托，衡陽市規(guī)劃建筑設計研究院有限公司承擔了隆中房地產(chǎn)有限公司天陽花園小區(qū)1-3#、5-8#樓沉降觀測工作。該工程位于天陽市新區(qū)香跟路以興行東街以東，該樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎，1、2#樓層數(shù)為地上二十八層，建筑高度83.85米，商鋪為地上二層，建筑高度8.45米，3、5#樓層數(shù)為地上三十一層，建筑高度90.35米，6-8#樓層數(shù)為地上三十三層，建筑高度96.15米。根據(jù)實地勘查，該區(qū)域土質(zhì)比較穩(wěn)定

18、，適于埋石。水準基點埋設在穩(wěn)定的卵石層，距建筑物距離大于建筑物基礎最大寬度的2倍，作為基準點和工作基點使用，現(xiàn)場共布設基準點和工作基點3個，詳見基準點平面布置圖。沉降觀測點根據(jù)設計單位提供的沉降觀測點平面布置圖布設，1#樓共24個，2#樓共30個，3、6、8#樓各8個，5#樓共14個，7#樓共15個，詳見沉降觀測點平面布置圖。現(xiàn)場及附近沒有高等級的測量控制點,高程從城市控制點引測，高程采用1985國家高程基準4。該報告反映了天陽花園小區(qū)1-3#樓、5-8#樓從±0.00自建筑封頂階段的沉降情況。2.2測量依據(jù)建筑變形測量規(guī)范（JGJ 8-2007）國家一、二等水準測量規(guī)范（GB/T

19、12897-2006）衡陽市建設委員會文件（衡建2008 326號）42.3測量要求根據(jù)建筑變形測量規(guī)程（JGJ 8-2007）要求，按二級沉降觀測等級施測。 每次觀測完均提供沉降觀測成果表，全部觀測工作完成后提供沉降觀測報告。觀測周期內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)建筑物不穩(wěn)定或其他異常情況，由雙方協(xié)商，根據(jù)情況確定需要增加觀測的周期和次數(shù)。2.4主要技術精度指標測量儀器采用WILD N3(DS1型)精密水準儀配合銦瓦水準尺，外業(yè)作業(yè)人員46人。根據(jù)建筑物變形測量規(guī)程（JGJ 8-2007）要求，二級沉降觀測的主要精度指標如下：觀測點測站高差中誤差±0.5mm基輔分劃讀數(shù)差±0.5mm；基輔分

20、劃所測高差較差±0.7mm；最大視距50m；前后視距差2.0m；前后視距累積差3.0m;2.5控制網(wǎng)的設計2.5.1沉降控制網(wǎng)布設的基本要點變形監(jiān)測方案的制定必須簡歷里在對工程場地的地質(zhì)條件、施工方案、施工周圍環(huán)境詳盡的調(diào)查了解的基礎上，同時還需要與工程單位、施工單位、設計單位以及有關部門進行協(xié)調(diào)。由于變形監(jiān)測方案的制定將影響到觀測的成本、成果的精度，因此應當認真、全面的考慮。由于本研究主要針對沉降觀測，故主要是對沉降監(jiān)測網(wǎng)進行布設。工程建筑物的沉降變形監(jiān)測網(wǎng)一般采用多結(jié)點閉合水準網(wǎng)，并按精密水準測量的方法進行重復測量。具體的做法是：在建筑物的外圍布設一條閉合水準環(huán)路線，再由水準環(huán)中

21、的固定點測定哥哥測點的標高，這樣每隔一定周期進行一次精密水準測量，將測量的外業(yè)的沉降量即為首次監(jiān)測求得的高程與該次復測后求得的高程之差。由此可見，用這種方法求得的沉降量中，除了該點本身的沉降量外，尚且受到兩次測量誤差的影響，因此在分析沉降監(jiān)測精度的同時，還要研究有關水準測量中的問題。為沉降監(jiān)測精度的要求，是監(jiān)測建筑物地基變形的基準，為此在布設時必須考慮以下因素：根據(jù)監(jiān)測精度的要求，應布成網(wǎng)型最合理、測站數(shù)最少的監(jiān)測環(huán)路。在整個水準網(wǎng)里，應有4個埋設深度足夠的基準點作為起算點，其余的可埋設一般地下水準點或墻上水準點。水準點應視現(xiàn)場情況，設置在較明顯的、而且通視良好、保證安全的地方，并且要便于進行

22、聯(lián)測。觀測點應布設在擬監(jiān)測的建筑物之間，距離為20-40m，一般工業(yè)與民用建筑物應不小于15m，較大型并略有震動的工業(yè)建筑物應不小于25m，高層建筑物應不小于30m。監(jiān)測單獨建筑物時，至少布設3個水準點，對占地面積大于5000平方米或高層建筑物，則應適當增加水準點的個數(shù)。當設置水準點處有基巖露出時，可用水泥砂漿直接將水準點澆灌在巖層中，一般水準點應埋設在凍土線以下0.5m處，墻上水準點應埋在永久性建筑物上，離開地面 高度0.5m左右。基準點與工作點應聯(lián)接成網(wǎng)，網(wǎng)形可布設成閉合環(huán)、結(jié)點或附和水準路線等形式。為沉降監(jiān)測布設的監(jiān)測點的位置和數(shù)量，應根據(jù)建筑物的大小、基礎形式、結(jié)構(gòu)特征及地質(zhì)條件等因素

23、確定。變形網(wǎng)與工程網(wǎng)相比，變形網(wǎng)有自己的特點，這些特點決定了變形網(wǎng)平差與工程控制網(wǎng)平差方法的差別。因此，在介紹變形網(wǎng)平差方法前，首先要介紹變形網(wǎng)的這些特點。2.5.2布網(wǎng)的目的變形網(wǎng)具有與工程控制網(wǎng)不同的布設網(wǎng)的目的。工程控制網(wǎng)布網(wǎng)的目的是為了保證工程的各個部位能在一定的相互關系中。例如，貫通測量控制網(wǎng)必須保證從兩邊測得的貫通點點位在同一位置，或偏差不超過一定的限差。礦區(qū)控制網(wǎng)要保證地面、地下的各種工程實施處在一定的相互關系中。因此，對于工程控制網(wǎng)，保證網(wǎng)點之間的相對精度是至關重要的。衡量控制網(wǎng)等級的一個重要指標就是網(wǎng)的最弱邊。但變形王則不同，變形網(wǎng)的目的是為了測定網(wǎng)點的變形，而網(wǎng)點之間的相對

24、精度則不是最重要的。由于布設網(wǎng)的目的不同，影響網(wǎng)的質(zhì)量因素也就不相同，例如大氣折光引起的誤差、測距儀的比例誤差等系統(tǒng)誤差對于工程控制網(wǎng)精度影響很重要，因而必須設法減少或消除，但對變形網(wǎng)的影響卻不是主要的，只要觀測儀器、環(huán)境條件及觀測人員等觀測條件相同，在計算過程中則相互抵消，使確定的變形不受這些系統(tǒng)誤差的影響5。2.5.3布網(wǎng)的原則變形網(wǎng)具有與工程網(wǎng)不同的布網(wǎng)原則。1、工程控制網(wǎng)布網(wǎng)時，網(wǎng)點的選擇一般按這樣的原則進行：網(wǎng)點的視野開闊，網(wǎng)點之間構(gòu)成的網(wǎng)形要規(guī)則，最好是等邊三角形。三角形的角度一般要在30度到150度之間6。2、變形網(wǎng)布網(wǎng)原則：變形網(wǎng)則完全根據(jù)變形測量的需要來布設網(wǎng)點，例如如果變形

25、網(wǎng)網(wǎng)點是作為變形測量個觀測點的工作基點，則應盡量在地質(zhì)條件好，不受力變化干擾的地方布點，或根據(jù)變形點的位置確定工作基點的位置，再選擇一個局部穩(wěn)定點，而對網(wǎng)點的視野，網(wǎng)點之間的相互關系則沒有任何要求。為了布設穩(wěn)定點，一般要花費較大的一筆費用。變形網(wǎng)復雜，多余觀測條件多。工程控制網(wǎng)的觀測以構(gòu)成簡單的三角形、大地網(wǎng)邊形或中點多變形為宜，不去追求圖形如何構(gòu)成，并以多余觀測越多越好。變形網(wǎng)一般采用間接平差進行平差。變形網(wǎng)邊短，但精度高，并且很多情況下采用強制歸心。變形測量網(wǎng)的邊長一般在幾百米，最多1千米，即使是專有用于地震監(jiān)測的變形網(wǎng)的變形監(jiān)測網(wǎng)，邊長也多在1千米左右，但觀測往往是按照國家一、二等精度要

26、求進行觀測的，或采用最先進的儀器，而高精度儀器主要集中在地震部門和水電部門，目前這些先進的儀器也主要用于變形監(jiān)測。變形網(wǎng)可以沒有已知數(shù)據(jù)在工程控制網(wǎng)中，控制網(wǎng)必須具有一個已知的坐標、一個已知方向、一條已知邊長，而變形網(wǎng)可以不要這些數(shù)據(jù)，作為相對網(wǎng)，則按自由網(wǎng)平差。盡管工程控制網(wǎng)中已知點已知方向可以假定，然已知邊必不可少的；但變形網(wǎng)可以使純測角網(wǎng)，不需要任何觀測邊和已知邊。2.5.4變形網(wǎng)的優(yōu)化方法變形網(wǎng)布設計以后，應根據(jù)應用的目的和觀測條件等，進行變形網(wǎng)的優(yōu)化工作。相對于傳統(tǒng)的測量控制網(wǎng)，變形網(wǎng)設計時主要是絕對網(wǎng)和相對網(wǎng)兩種形式。絕對網(wǎng)是指網(wǎng)上所有點一般設置在變形體外，并用于測量變形體上的目標

27、的絕對變形，這在拱壩觀測時常用。相對變形網(wǎng)是指所有點應均在變形體上，通過測量網(wǎng)點之間的相對移動來確定變形體的幾何形態(tài)7。測量控制網(wǎng)優(yōu)化設計一般分4類，變形網(wǎng)優(yōu)化設計時，主要應進行一類優(yōu)化設計，并需要考慮可靠性研究，具體如下：1、目標函數(shù)（質(zhì)量要求）可區(qū)分性：即當變形模型已知時，采用的網(wǎng)的靈敏度和精度可靠性：分網(wǎng)內(nèi)可靠和網(wǎng)外可靠兩種。其中網(wǎng)內(nèi)可靠是指變形網(wǎng)能發(fā)現(xiàn)最小粗差的能力；外可靠是指沒有發(fā)現(xiàn)粗差對變形網(wǎng)待估參數(shù)的影響。成本：即使網(wǎng)所需費用。有兩種原則：最大原則（費用一定，網(wǎng)的質(zhì)量最好）；最小的原則（網(wǎng)的質(zhì)量滿足要求，費用最?。?、優(yōu)化模型考慮單目標優(yōu)化時，可有如下方案：成本最小，可區(qū)分度和

28、可靠性滿足一定的要求。可區(qū)分度最好，成本和可靠性滿足一定的條件?？煽啃宰詈茫s束成本和可區(qū)分度。2.5.5本工程現(xiàn)場布網(wǎng)具體原則 具體實施是，有解析法和模擬法兩種，其中前者是通過數(shù)學方程來表達，用最優(yōu)化方法將解算，解算時要對位置參數(shù)進行線性話，后者則是依據(jù)經(jīng)驗確定標準，通過計算比較和逐步修改來達到要求。在場地內(nèi)，選擇了較為穩(wěn)定的位置，埋設水準點。根據(jù)實際需要埋設了3個水準基點。采用兩個層次分級布網(wǎng)的形式，由水準基點和工作基點組成基本控制網(wǎng)，按建筑變形測量規(guī)范二級水準精度測設；由水準基點（或工作基點）和沉降觀測點組成沉降觀測線路，按建筑變形測量規(guī)范二級水準精度測設（部分支線采用單程雙測站觀測）。

29、采用普通水準聯(lián)測水準基點和附近城市高程點，引入起算數(shù)據(jù)。2.6測量方法2.6.1測量儀器設備測量儀器采用WILD N3(DS1型)精密水準儀配合3.0米銦瓦水準標尺和2.0米銦瓦水準標尺。2.6.2精度控制精度要求按建筑物變形測量規(guī)程（JGJ 8-2007）二級要求執(zhí)行，相關操作按國家一、二等水準測量要求執(zhí)行。實際作業(yè)時，主要限差盡可能控制到1/2限差之內(nèi)，適當提高標準以保證觀測質(zhì)量。2.6.3沉降觀測精度估算根據(jù)規(guī)程規(guī)定，絕對沉降的觀測中誤差按低壓縮性地基的類別，選擇m0=±0.5mm。根據(jù)網(wǎng)型設計，本工程沉降觀測最長閉合路線測站數(shù)為10，線路中最弱點高程的權倒數(shù)取QH=5。顧及部

30、分沉降點需采用支線自線路中的沉降點引測（最多三站），在最不利的情況下，沉降水準線路的站數(shù)n=5，則最弱沉降點沉降量的觀測中誤差為：m最大=m站。對于DS1型儀器，根據(jù)有關文獻資料，取每測站高差中誤差m站=±0.16mm，則：m最大=±0.25mm，完全可以滿足二級沉降觀測沉降量觀測中誤差±0.5mm的要求。2.6.4觀測方案采用WILD N3精密水準儀觀測時，儀器(DS1型)標稱精度為:md=3.92×10-3d，本工程按二級沉降觀測要求，取d=50m（實際作業(yè)中d30m），m0=0.5 mm，則每周期的觀測線路數(shù)r為：r=(md / m0)2= 0.1

31、51 根據(jù)建筑物變形測量規(guī)程（JGJ 8-2007）規(guī)定，采用單程觀測即可滿足精度要求，作業(yè)時為提高觀測質(zhì)量采用單程雙測站觀測。按二級建筑沉降觀測的要求，控制網(wǎng)及沉降點的首次觀測采用往返測量，并形成二等水準閉合環(huán)，各沉降觀測點盡可能位于水準閉合環(huán)上。控制點間應保證雙站上點，沉降觀測點單站上點時應加零點差改正，首次觀測成果作為本次監(jiān)測的基準資料保存。從第2次開始，沉降點的觀測及控制網(wǎng)復測按單程雙測站觀測，并形成閉合線路。支水準線路采用單程雙測站觀測。其它操作上的要求參照建筑物變形測量規(guī)程（JGJ 8-2007）中二級水準觀測的要求執(zhí)行。根據(jù)實際情況，觀測時，各項限差指標盡量控制到1/2限差范圍內(nèi)

32、，最大不超過2/3限差，以保證觀測質(zhì)量。2.6.5觀測工期根據(jù)要求，監(jiān)測周期為17個月，總共觀測8次，并分為7個觀測周期。具體的觀測時間為：基準點高程聯(lián)測確定后，對沉降觀測點進行首次測量。然后分別在第50天、第121天、第198天、第245天、第296天、第351天、第534天七個周期進行觀測現(xiàn)已進行四次觀測。2.6.6主要操作要求測量儀器和設備應固定，儀器有鑒定合格證書；作業(yè)過程中對儀器進行了2次檢校，儀器i角均小于15（詳見儀器檢校記錄）；觀測前對水準尺零點差進行檢測并保留記錄；進行觀測前，儀器應置于通風處適應30分鐘以上；觀測時，水準尺圓水準器氣泡應居中，并采用輔助桿；陽光下觀測應采取遮

33、陽措施，遷站時儀器應加防護罩；單雙站儀器架腿應調(diào)轉(zhuǎn)180度；測站一般不允許儀器調(diào)焦，微動螺旋應統(tǒng)一采用旋進方向；視距采用皮尺丈量，測站點應在實地標定下來，以保證每次均在同一位置觀測；控制點間每次均應保證雙站上點閉合或附合；觀測者及作業(yè)人員應固定，且每次采用相同的觀測路線和觀測方法；觀測時，儀器應避免安置有空壓機、攪拌機、卷揚機等震動影響范圍內(nèi)，塔式起重機等施工機械附近也不宜設站；每次觀測應記載施工進度、增加荷載量等各種影響建筑物沉降變化和異常情況；每次觀測后，應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。本科畢業(yè)（論文） 第三章 數(shù)據(jù)處理第三章 數(shù)據(jù)處理3

34、.1變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的三大平差方法常用的數(shù)據(jù)處理平差方法分為三種，分別是基于經(jīng)典平差的變形網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、基于秩虧自由網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理、基于擬穩(wěn)平差的變形網(wǎng)數(shù)據(jù)處理8。3.2間接平差在數(shù)據(jù)處理的應用對于測繪學科來說，數(shù)據(jù)處理就是要利用測量平差基本原理對所得到是外業(yè)采集的數(shù)據(jù)求最優(yōu)解。測量平差的任務是處理一系列帶有偶然誤差的觀測值，求出未知量的最佳估值并評定測量成果的精度。經(jīng)典的測量平差控制網(wǎng)平差時必須具備必要的起算數(shù)據(jù)，并以這些必要的起算數(shù)據(jù)為基準，確定其他網(wǎng)點的坐標，這些必要的起算數(shù)據(jù)一般稱為參考基準。變形網(wǎng)實質(zhì)上仍然是一個如何確定網(wǎng)點位置的測量控制網(wǎng)，因此完全可以按照經(jīng)典控制網(wǎng)的平差方法來平差

35、，確定網(wǎng)點的位置，考慮到變形網(wǎng)圖形復雜、多余觀測多的特點，變形網(wǎng)的平差一般采用間接平差法9。間接平差法（參數(shù)平差法）是通過選定t個與觀測值有一定關系的獨立未知量作為參數(shù)，將每個觀測值都分別表達成這t個參數(shù)的函數(shù)，建立函數(shù)模型，按最小二乘原理，用求自由極值的方法解出參數(shù)的最或然值，從而求得各觀測值的平差值。 設平差問題中有n個觀測值L，已知其協(xié)因數(shù)陣 ，必要觀測數(shù)為t，選定t個獨立參數(shù) ，其近似值為 ，觀測值L與改正數(shù)V之和 ，稱為觀測量的平差值。按具體平差問題，可列出n個平差值方程為 式（3.1）則平差值方程為 式（3.2） 令 式中 為參數(shù)的充分近似值，于是可得誤差方程式為 式（3.3） 按

36、最小二乘原理，上式的 必須滿足 的要求，因為t個參數(shù)為獨立量，故可按數(shù)學上求函數(shù)自由極值的方法，轉(zhuǎn)置后得 式（3.4） 以上所得的 式（3.3）和 式（3.4）式中的待求量是 個 和 個 ，而方程個數(shù)也是 個，有唯一解，稱此兩式為間接平差的基礎方程 7 。 解此基礎方程，一般是將 式（3.3) 式代入 式（3.4），以便先消去 ，得 式（3.5） 式中系數(shù)陣 為滿秩矩陣，即 ， 有唯一解，上式稱為間接平差的法方程。解之，得 式（3.6） 或 將求出的 代入誤差方程 式（3.3），即可求得改正數(shù)V，從而平差結(jié)果為 式（3.7）3.3按間接平差法求平差值的計算步驟 根據(jù)平差問題的性質(zhì)，選擇t個獨立

37、量作為參數(shù)；將每一個觀測量的平差值分別表達成所選參數(shù)的函數(shù)，若函數(shù)非線性要將其線性化，列出誤差方程；由誤差方程系數(shù)B和自由項 組成法方程，法方程個數(shù)等于參數(shù)的個數(shù)t ；解算法方程，求出參數(shù) ，計算參數(shù)的平差值 ；由誤差方程計算V，求出觀測量平差值 ；評定精度。對于隆安高層變形監(jiān)測，主要處理的是變形網(wǎng)的高程網(wǎng)，因為在我們測量的網(wǎng)中只有一個穩(wěn)定點，可依該穩(wěn)定點為起算點對網(wǎng)進行平差，確定各個高程點的高程，然后根據(jù)各期觀測中網(wǎng)點的高程，確定網(wǎng)點的變形。d=H2-H1當網(wǎng)中有多個穩(wěn)定點，可以按下步驟計算：任意一點為起算點進行平差，確定各個點的高程。分析確定各個穩(wěn)定點，將上述平差后的高程作為這些穩(wěn)定點的已

38、知高程，然后以這些穩(wěn)定點為固定點對各期進行平差計算。根據(jù)各期觀測網(wǎng)點的高程確定網(wǎng)點的變形值10。3.4沉降數(shù)據(jù)平差后結(jié)果表3.1 沉降值平差表沉降點號實測累計沉降值Yi（mm）3層7層16層21層27層A10-1.6-3.6-4.7-6A20-0.5-1.6-3-3.9A30-0.9-3.2-4.6-6.5A40-0.3-1.4-2.6-3.7A50-0.7-2.2-3.5-4.6A60-1.1-2.9-4.6-6.1A70-0.7-3-4.5-5.8A80-1.8-4.4-5.9-7.4A90-1.5-3.4-4.7-6A100-1.4-3.5-4.9-6.5合計0-10.5-29.2-43

39、-56.5平均0-1.05-2.92-4.3-5.65觀測次數(shù)第1次第2次第3次第4次第5次 由表3.1可以看出，通過間接平差的方法，我們得到了A1-A10號沉降點五次平差后的結(jié)果。由于變形監(jiān)測工期尚且沒有完成，暫時沒有得到沉降的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，由第五次觀測值看出，沉靜一直在繼續(xù)，這些數(shù)據(jù)的目的主要是為一元線性規(guī)劃預測沉降分析做準備。畢業(yè)設計（論文） 第四章 變形監(jiān)測分析第四章 變形監(jiān)測分析4.1變形監(jiān)測沉降結(jié)果分析根據(jù)監(jiān)測時間情況，把整個觀測分為七個周期，從2010年11月10日首次測量，第一周期為第25天，第二周期為第49天，第三周期為第71天，第四周期為第95天。設沉降量為S（mm），周期天數(shù)

40、為d（天），沉降速度為V（mm/d），見下表一。表4.1 沉降結(jié)果分析表觀測周期1234平均沉降量（mm）-1.05-2.92-4.3-6.5周期天數(shù)d24497195沉降速度（mm/d)-0.044-0.06-0.061-0.068 表4.1中：S1=-1.05,S2=-2.92,S3=-4.3,S4=-6.5,總平均沉降量S=(S1+S2+S3+S4)/4=-3,69(mm)從表4.1可以看出：各階段沉降速度V1=-0.044，V2=-0.06，V3=-0.061，V4=-0.068在觀測周期內(nèi)，該建筑基礎沉降基本為均勻沉降，沉降變化不大，沒有發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，沉降速度逐漸減小。由分析表的數(shù)據(jù)

41、可以看出，觀測周期最后一次為第4期，遠遠沒有達到總設計的周期數(shù)，由該數(shù)據(jù)，下面一項重要的工作則是利用一元線性歸化方程來對以上少量的數(shù)據(jù)進行預測分析。對比后期觀測真實數(shù)據(jù)，探究預測分析的精確性。（參閱載荷-時間-沉降曲線圖）。4.2沉降圖圖4.1 A1-A10沉降趨勢圖圖4.2 載荷-時間-沉降量圖由沉降趨勢圖及載荷-時間-沉降圖可以看出，工程前期，樓層沉降趨勢較緩，后期開始加快，前期主要是工程進度慢所引起，樓層載荷相對較小，后期由于樓層載荷不斷加大，使沉降明顯，由于觀測工期比較短暫，沉降并沒有達到最終的平衡，而是繼續(xù)下沉，主要原因是樓并未完工，預計當樓層封頂后，沉降基本停止。4.3一元線性回歸

42、分析設已選定的變形擬合經(jīng)驗公式為y=a+bx，假定a、b已經(jīng)求出，則對于每個觀測量xi，從上式可以算出一個相應的擬合值yi。由于數(shù)據(jù)誤差和公式的不精確等，擬合的yi值與觀測的yi值存在差異。為了便于推導，把觀測的因變量記為yi，而把計算的因變量記為。實際觀測值與計算值之差為11 式（4.1）按最小二乘原理，通過求min（v²）,可以確定一組最優(yōu)參數(shù)估值。 式（4.2） 式（4.3） 式（4.4） 式（4.5）利用以上公式，求出a和b，得出所要的得到的一元線性回歸方程，然后做出分析。如下表（4.2）是具體分析過程。表（4.3）為平均沉降分析的結(jié)果。表4.2 回歸方程計算表層數(shù)實測平均沉

43、降xi*xi²300907-1.05-7.35491.102516-2.92-46.722568.526426-3.97-54.073149.6289經(jīng)計算回歸方程為： 式（4.6）表4.3 平均沉降預測表樓層預測實測差值3-0.066600.00067-0.9537-1.05-0.096316-2.9496-2.92-0.029621-4.0585-4.3-0.241527-5.3891-5.65-0.2609根據(jù)表4.3的平均沉降點，可以對其他各個點做一個預測，由于我們預測的值是平均沉降量，在工程測量中往往要求預測每個沉降點的預測值，特預測一A10點：21層時預測式子為：-4.06/-2.92=m/-3.5，解得m=-5.1(mm)，則預測值為-5.1(mm)，而實際值為-4.9(mm)。本科畢業(yè)（論文） 結(jié)論結(jié) 論本文研究了變形監(jiān)測流程，重點是變形監(jiān)測成果的實現(xiàn)與通過一元線性回歸對變形點做出分析。變形的安全監(jiān)測是進行變形預測的前提條件，也是整個信息化施工的重要環(huán)節(jié)，對于成功預測后期變形具有重大的