畢業(yè)設計建筑物變形觀測

1、畢業(yè)設計建筑物變形觀測摘要建筑物的變形觀測是工程測量中的重要組成部分。隨著我國社會 主義經濟建設步伐的快速發(fā)展，高層建筑物、工業(yè)建筑物等工程設施的興 建，建筑物的建設和完工運營的過程中，都會產生一定量的變形。這種變 形超過一定限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴重時可能會危及建筑物 和人身的安全。因此，在建筑物的施工和運營期間，必須對它們進行監(jiān)測。 本文首先介紹了變形監(jiān)測的基本知識，論述了建筑物的監(jiān)測內容包括沉降 監(jiān)測、建筑物主體的傾斜度監(jiān)測； 接著簡要描述了產生變形的原因、高 程系統的選擇、變形監(jiān)測工程的測量方法、布網方案，研究了該變形監(jiān)測 的數據處理方案； 最終得出了沉降分析并繪制出了載荷一

2、時間一沉降曲 線圖。通過該高層建筑的變形監(jiān)測的研究，目的是為了保障建筑物的施工 與竣工后的使用安全，體現出高層建筑在建設和使用過程中變形監(jiān)測的重 要性，為建筑物的安全提供了必要的評估數據。在校期間我們學習了變形測量的原理與方法這門課程，對此我非 常感興趣，希望以后可以多從事此類工作。在畢業(yè)實習期間從事了建筑物 變形監(jiān)測的測量任務，再結合本人在學校學習的專業(yè)知識，通過實習對變 形監(jiān)測的設計、方法、理論以及施測的全過程、數據的平差計算與整理有 一定經驗積累，為了更好的把在課堂上學到的知識與實際相結合，為以后 參加此類工作打好基礎，我選擇了這一畢業(yè)設計題目。1.2選題目的人類社會的進步和國民經濟的發(fā)

3、展，加快了工程建設的 進程，并且對現代建筑物的規(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 階段，由于受到多種主觀與客觀因素的影響，會產生變形，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，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的考慮施工 質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，因此為了掌握建筑物、構筑物在修建中和竣工后的變

4、形情況，正確指 導施工，保證工程質量，檢驗工程設計的正確性和利于建筑物、構筑物的 安全使用，對指定建筑物、構筑物進行變形觀測是非常必要。1.3高層測區(qū)概況大連市位于北半球的暖溫帶地區(qū)，具有海洋性特點 的暖溫帶大陸性季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，四季分明。年平均氣溫 10.5C，極端氣溫最高37.8C，最低T9.13C。年降水量550-950毫米， 全年日照總時數為2500-2800小時。大連市區(qū)的地質結構山地丘陵多，平原低地少，整個地形為北高南低， 北寬南窄；地勢由中央軸部向東南和西北兩側的黃、渤海傾斜，面向黃 海一側長而緩。長白山系千山山脈余脈縱貫本區(qū)，絕大部分為山地及久經 剝蝕而成的低緩丘

5、陵，平原低地僅零星分布在河流入海處及一些山間谷 地；巖溶地形隨處可見，喀斯特地貌和海蝕地貌比較發(fā)育。玫瑰東方小區(qū)二期位于遼寧省大連市沙河口區(qū)，五一橋的東面，太原 街的西面，沿河街的背面，五一路的南面。由8棟高層（1棟32層、1棟 21層、2棟31層、4棟30層）和2棟11層小高層組成，占地面積43528 平方米，建筑面積161053平方米。1.4引起建筑物變形的原因建筑物變形的客觀原因主要有：建筑物的 自重、使用中的動荷載、振動或風力等因素引起的附加荷載，建筑物的結 構形式，地下水位的升降和它對基礎的侵蝕作用，地基土在荷載與地下水位變化影響下產生的各種工程地質現象，溫度的變化，建筑物附近新工程

6、 對地基的擾動等。建筑物變形的主觀原因主要有：地質勘探不充分與結果不準確，設計 錯誤，施工質量差，施工方法不當等。自然條件及其變化而引起建筑物變形。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、大氣溫度等因素引起建筑物變形。建筑物自身的荷載大小、結構類型、高度及其動荷載(如風力大小、 振動強弱)等引起建筑物變形。由于建筑物施工或使用期間一些工作做得不合理，或由于周圍環(huán)境 影響而產生的變形。1.5執(zhí)行的標準和規(guī)范與坐標系統的選擇執(zhí)行的標準和規(guī)范建筑變 形測量規(guī)程(JGJ/T8-07)中華人民共和國建設部。地面沉降水準測量規(guī)范(DZ/T0154-95)中華人民共和國地質礦 產部。2變形

7、監(jiān)測的內容與方法變形監(jiān)測是自然界普遍存在的現象，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損失。自然界的變形危害現象很 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1。所謂的變形監(jiān)測，就是利用測量與專用儀器和方法對變形體的變形現 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

8、球，小到一個工程建筑構體，它包括自 認和人工的構筑物。根據變形體的研究范圍，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2。2.1變形監(jiān)測的內容變形監(jiān)測的內容，應根據變形體的性質與地基情 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

9、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：1.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）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設備、導 軌等，其主要觀測內容是水平位移和垂直位移。地面沉降：對于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構，使地面發(fā)生沉降現象。對于地 下采礦地區(qū)，由于大量的采掘，也會使地表

10、發(fā)生沉降現象。在這種沉降現 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。2.2變形監(jiān)測的目的人類社會的進步和國民經濟的發(fā)展，加快了工程 建設的進程，并且對現代建筑物的規(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 和運營階段，由于受到多種主觀與客觀因素的影響，會產生變形，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

11、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，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，國內外仍有一些工程出現事故。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

12、其安全提供必要信息。2.1985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。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

13、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構造的穩(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，進行 反饋設計以及建立有效的變形預報模型。2.3變形監(jiān)測技術及其發(fā)展縱觀國內外數10年變形監(jiān)測技術的發(fā)展 歷程，傳統的地表變形監(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

14、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)測或室內監(jiān)測提供了一種良好的技術手段，它可進行一定范圍內 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。但是，TPS 最大的缺陷就是受測程限制，測站點一般都處在變形區(qū)域的范圍內。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)展起來的數字攝影測量和實時 攝影測量技術在變形監(jiān)測中的深入

15、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代通信技術的相結合，在空間定 位技術方面引起了革命性的變化2。2.4變形觀測方法的選擇變形測量方法的選擇則取決于變形體的特征、 變形監(jiān)測的目的、變形體的大小和變形速度等因素。在全球性變形監(jiān)測方 面，空間大地測量是最基本、最適用的技術；在區(qū)域性變形監(jiān)測方面，GPS已成為主要的技術手段，另外近幾年發(fā)展起來的

16、空間對地觀測遙感新 技術一一合成孔徑雷達干涉測量(InSAR， InterferometricSyntheticApertureRadar)，在監(jiān)測地震變形、火山地表 移動、冰川漂移、地表沉降、山體滑坡等方面，其試驗成果的精度已可達 厘米或毫米級，表現出了很強的技術優(yōu)勢，但精密水準測量依然是高精度 高程信息獲取的主要方法；在工程和局部性變形監(jiān)測方面，地面常規(guī)測 量技術、地面攝影測量技術、特殊和專用的測量手段、以及以 GPS(GlobalPoitioningSytem)為主的空間定位技術等均得到了較好的應用。表2.4變形觀測方法類別監(jiān)測方法水平位移監(jiān)測三角形網、極坐標法、 交會法、GPS測量、正

17、倒垂線法、視準線法、引張線法、激光準直法、精 密測距、伸縮儀法、多點位移計、傾斜儀等垂直位移監(jiān)測水準測量、液體 靜力水準測量、電磁波測距三角高程測量等三維位移監(jiān)測全站儀自動跟蹤 測量法、衛(wèi)星實時定位測量法、攝影測量法等主體傾斜經緯儀投點法、差 異沉降法、激光準直法、垂線法、傾斜儀、電垂直梁等撓度觀測垂線法、 差異沉降法、位移計、撓度計等監(jiān)測體裂縫精密測距、伸縮儀、位移計、 測縫計、攝影測量等應力、應變監(jiān)測應力計、應變計3高層建筑物沉降監(jiān) 測3.1引起高層建筑物沉降的原因沉降監(jiān)測是建筑物變形監(jiān)測中一項重要 的監(jiān)測內容，引起建筑物沉降監(jiān)測的原因有多種多樣。建筑物基礎設計時，沒有掌握地基土性，缺乏方

18、案的比選、專家論 證，采用的基礎形式不當而發(fā)生事故2.在深厚淤泥軟土地基上，錯誤選 用沉管灌注樁、沉管夯擴樁等基礎形式，經常發(fā)生縮頸、離析、斷樁和樁 長達不到持力層等事故。在填土、軟土或濕陷性黃土等厚薄不均地基上，采用條形或筏板等 基礎方案，導致建筑物傾斜。采用強夯處理地基時。由于夯擊能量不足，影響深度達不到加固深 度的要求，沒有消除填土或黃土的濕陷性，如果建筑物在使用過程中地基 浸水，必然造成建筑物下沉、傾斜或裂損。對于欠固結的填土、淤泥等軟土地基，地面大量回填堆載，采用樁 基方案時，如忽視負摩擦力的作用與計算，常發(fā)生布樁數量不足，導致樁 基過量沉降、斷樁等嚴重事故，使建筑物開裂或傾斜。同一

19、棟建筑物上選用兩種以上基礎形式或將基礎置于剛度不同的地 基土層上，易發(fā)生嚴重事故。3.2水準基點位置的選擇與埋設3.2.1水準基點選擇與要求變形觀測 網是由水準基點和觀測點組成。水準基點是沉降觀測的基準點，是測定設 置在變形區(qū)的觀測點垂直位移的依據。它的構造與布設必須保證穩(wěn)定不變 和長期保存。根據測區(qū)范圍，以及精度要求，布設基準點。由于沉降地區(qū)的影響或其他原因，水準基點的高程也可能是變化的。 為檢查水準基點本身的高程是否變動，可以將其成組埋設，最好選擇其中 任意三點構成等邊三角形或四邊形的四個頂點為水準基點。定期對四個水 準基點進行復測，這樣便可以判斷水準基點的高程是否有變動，一般在離 建筑物

20、30m以外150m以內地勢穩(wěn)定的地方選擇和埋設水準點。3.2.2水準基點的埋設水準基點的埋設位置應選擇在巖層較淺或土質 較硬的地段，應避開即將進行施工的建筑和準備拆修的建筑物，最重要的 是要保證水準基點在測區(qū)沉降范圍之外。點位應便于尋找、長期保存。水準基點標石的埋設應穩(wěn)固耐久，一定保持垂直方向的穩(wěn)定，巖層較 淺時，基點標石應埋設在基巖上； 當基巖較深時應埋設至原土層，且標 石的底部應埋設在原土層以下，并澆灌混凝土基礎。具體埋設可參考圖 3.1。圖3.1水準基點的埋設斷面圖3.3監(jiān)測點位置的選擇與埋設變形觀測 結果的準確性以及其數據能否正確反映出建筑物的實際變形，與其變形觀 測點布設是否合理、全

21、面有直接關系。沉降觀測點位置的確定將決定得到 的變形量能否準確而全面的反映建筑物的變形隨時間變化的趨勢和發(fā)展， 即決定了能否正確預測建筑物的變形情況進而采用正確的措施。因此，確 定沉降觀測點的位置是非常重要的，必須數量足夠、點位適當。沉降觀測 點的選擇還應便于基礎沉降的現場觀測，易于保存，并不受損壞。3.3.1監(jiān)測點位置的選擇沉降觀測點的位置以能全面反映建筑物地基 變形特征，并結合地質情況及建筑結構特點確定，沉降觀測點的布設應遵 循以下原則：1.建筑物的四角、核心筒四角、大轉角處及沿外墻每 1015m處或每隔23根柱基上。高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側。建筑物裂縫、后澆帶和沉降

22、縫兩側、基礎埋深相差懸殊外、人工地 基與天然地基接壤處、不同結構的分界處及填挖方分界處。寬度大于等于15m或小于15m而地質復雜以及膨脹土地區(qū)的建筑 物，在承重內隔墻中部設內墻點，在室內地面中心及四周設地面點。鄰近堆置重物處、受振動有顯著影響的部位及基礎下的暗浜（溝） 處?？蚣芙Y構建筑物的每個或部分柱基上或沿縱橫軸線設點。片筏基礎、箱形基礎底板或接近基礎的結構部分之四角處及其中部 位置。重型設備基礎和動力設備基礎的四角、基礎型式或埋深改變處以及 地質條件變化處兩側。電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳建筑物，沿周邊 在與基礎軸線相交的對稱位置上布點，點數不少于4個。3.3.2監(jiān)測點位置

23、的埋設沉降觀測標志的形式與埋設要求，沉降觀測 標志可根據不同的建筑結構類型和建筑材料，采用墻（柱）標志、基礎標 志和隱蔽式標志（高級建筑物）等型式。標志的埋設位置應避開如雨水管、窗臺線、暖氣片、暖水管、電氣開 關等有礙設標與觀測的障礙物，并應視立尺需要離開墻（柱）面和地面一 定距離。隱蔽式沉降觀測點標志的型式，可按圖3.2、圖3.3、圖3.4的 規(guī)格埋設3。表3.4.1沉降量觀測的中誤差（mm）允許沉降量沉降量觀測的中誤差觀 測等級選用值 4.20.210.2 一 120.600.5 二 180.901.0 三、 四301.502.0五表3.4.2沉降觀測觀測點測站高差中誤差變形測量等 級沉降

24、觀測觀測點測站高差中誤差/mm適應范圍特級W0.05特種精密工 程、重要科研項目一級W0.15.大型建筑物、科研項目二級W0.50中 等精度要求建筑物、重要建筑物主體傾斜觀測、場地滑坡觀測三級 W1.50低精度建筑、一般建筑傾斜觀測及場地滑坡觀測注：1：觀測點測站高差中誤差，系指幾何水準測量測站高差中誤差或靜力水準測量相臨觀測點相對高差中誤差；2：沉降水準測量閉合差要求：一級小于0.3mm，二級小于1.0mm （其中n為測站數）。測量儀器采用徠卡DNA03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。本工程按二級沉降觀測要求，根據建筑物變形測量規(guī)程（JGJ8- 2007）規(guī)定，采

25、用單程觀測即可滿足精度要求，作業(yè)時為提高觀測質量采 用單程雙測站觀測。根據實際情況，觀測時，各項限差指標盡量控制到1/2限差范圍內， 最大不超過2/3限差，以保證觀測質量。沉降是否進入穩(wěn)定階段，有幾種方法進行判斷：（1）根據沉降量與時間關系曲線來判定；（2）對重點觀測和科研觀測工程，若最后三期觀測中，每期沉降量均不大于倍測量中誤差，則可認為已進入穩(wěn)定階 段；（3）對于一般觀測工程，若沉降速度小于0.010.04mm/d，可認為已進入穩(wěn)定階段，具體取值宜根據各地區(qū)地基土的壓縮性確定。沉降觀測的工作方式“分級觀測”方式。將沉降觀測的布點分為三 級：水準基點、工作基點和沉降觀測點，沉降觀測分兩級進行

26、：（1）水 準基點工作基點； （2）工作基點沉降觀測點。如果建筑物施工場地不大，則可不必分級觀測，但水準點應至少布設 3個，并選擇其中最穩(wěn)定的一個點作為水準基點。沉降觀測的周期和觀測時間在我們選擇儀器和觀測方法后，就要確 定觀測的周期。沉降觀測的間隔時間為觀測周期。它的確定一般可根據下 面兩種方法確定：（1）按荷載階段確定周期從開始施工到滿荷載為第一 階段，其觀測周期約為10天一1月左右（視工程進度而定）。從滿荷載 起到沉降速度變化趨向穩(wěn)定時為第二階段。在此階段的觀測周期可適當放 長，但不應超過三月。從沉降速度穩(wěn)定后到基本停止沉降時為第三階段， 其觀測周期開始時為半年或一年左右一次，往后可增長

27、到23年觀測一 次。（2）按沉降速度確定就是根據下沉的速度來確定觀測的周期。為了精 確反映沉降量。玫瑰東方小區(qū)進行了兩期沉降觀測。是根據建筑物上部結構施工，隨 著荷載的增加，每增加一層荷載觀測一次，封頂時觀測一次。上砌體，裝 修，竣工，使用各觀測一次。使用階段，使用后第一年觀測四次，第二年 每間隔半年觀測一次，以后每年觀測一次。如在觀測過程發(fā)現差異沉降量大于規(guī)定的要求時或階段沉降量較大時， 一方面要及時通知設計施工部門采取措施。另一方面要縮短觀測周期，進 行監(jiān)測，以保證建筑物的安全4。3.6水準測量的精度（1）往返高差不符值A計算每公里的偶然中誤 差： （3.6.1）（2）往返平均值的每公里偶

28、然中誤差： （3.6.2）（3）每公里高差權中誤差：（3.6.3） 3.7提高觀測精度的方法沉降點的觀測盡量采用比較固定的方式進行測量。即在沉降 測量過程中固定觀測人員，固定觀測儀器，固定施測路線、立尺位置及轉 點，盡量使各次觀測的環(huán)境和條件保持一致。這樣既可以提高觀測速度， 又能提高觀測精度。施測過程中應采取一些必要的措施來提高測量精度， 如水準儀i角是一個變化值，每次作業(yè)前，對i角進行檢查，若發(fā)現i角 大于15秒，應及時進行檢驗校正，外業(yè)觀測中采用皮尺來量取前后視距， 保持前后視距相等。這樣既可提高作業(yè)速度，又可減小i角誤差的影響， 提高測量精度； 作業(yè)中為保證水準尺氣泡穩(wěn)定居中，應盡量采

29、用尺撐等 輔助設備以穩(wěn)定水準尺，保證水準尺在測量過程中處于豎直狀態(tài)，減小因 風力或人為因素引起的水準尺傾斜誤差的影響。4高層建筑物的傾斜監(jiān)測測定工業(yè)與民用建筑物傾斜度隨時間變化的 工作，稱為傾斜監(jiān)測。高層或高聳的建筑物，如電視臺、水塔、高層建筑 物等，由于基礎不均勻沉降或受風力等影響，其垂直軸線會發(fā)生傾斜。當 傾斜達到一定程度時會影響建筑物的安全，因此必須對其進行傾斜監(jiān)測或 不均勻才沉降監(jiān)測。建筑物主體傾斜觀測，應測定建筑物頂部相對于底部或各層間上層相 對于下層的水平位移與高差，分別計算整體或分層的傾斜度、傾斜方向以 及傾斜速度。對具有剛性建筑物的整體傾斜，亦可通過測量頂面或基礎的 相對沉降間

30、接確定。4.1引起建筑物傾斜的原因建筑物主體傾斜觀測的原因很多，如地質 勘探不充分與結果不準確，設計錯誤，施工質量差，施工方法不當等。(1)基礎工程施工質量低劣：施工部門偷工減料，弄虛作假，隨便減 少配筋，降低混凝土強度等級，采用劣質鋼材乃至縮小基礎尺寸，減少基 礎埋深，基礎施工放線不準確等。(2 )地基處理方面的原因：目前地基處理手段多，這方面的問題也很 多，如樁端未進到設計持力層； 樁徑未滿足設計要求； 強夯未達到有 效的影響深度； 振沖碎石樁未達到振密效果； 檢測手段不合理或未能 正確反映實際情況等等。地下開挖引起地面建筑物的裂損：城市由于修建地鐵、地下街等 地下建筑物，或者礦區(qū)開挖采礦

31、、采煤巷道引發(fā)地面沉降，造成地面建筑 物的下沉、開裂、傾斜等損害。相鄰深基坑施工引起建筑物的損壞：在高層建筑基礎工程施工中， 由于深基坑的開挖、支護、降水、止水、監(jiān)測等技術措施不當，造成支護 結構倒塌或過大變形，基坑大量漏水、涌土失穩(wěn)，基坑周邊地面塌陷，以 及相鄰建筑物基礎工程的施工相互影響，都會對已建成或正在建造的相鄰 建筑物造成威脅與損壞，引發(fā)嚴重的事故。4.2基準點位置選擇與埋設建筑主體傾斜觀測應測定建筑頂部觀測點 相對于底部固定點或上層相對于下層觀測點的傾斜度、傾斜方向及傾斜速 率。剛性建筑的整體傾斜，可通過測量頂面或基礎的差異沉降來間接確定。主體傾斜觀測點和測站點的布設應符合下列要求

32、：1.當從建筑外部觀測時，測站點的點位應選在與傾斜方向成正交的方向線上距照準 目標1.52.0倍目標高度的固定位置。當利用建筑內部豎向通道觀測 時，可將通道底部中心點作為測站點；2.對于整體傾斜，觀測點及底部固定點應沿著對應測站點的建筑主體豎直線，在頂部和底部上下 對應布設； 對于分層傾斜，應按分層部位上下對應布設；3.按前方交會法布設的測站點，基線端點的選設應顧及測距或長度丈量的要 求。按方向線水平角法布設的測站點，應設置好定向點。4.3傾斜觀測點位選擇與埋設主體傾斜觀測點位的標志設置應符合下 列要求：1.建筑頂部和墻體上的觀測點標志可采用埋人式照準標志。當有特殊要求時，應專門設計；2.不便

33、埋設標志的塔形、圓形建筑以及豎直構件，可以照準視線所切同高邊緣確定的位置或用高度 角控制的位置作為觀測點位；3.位于地面的測站點和定向點，可根據不同的觀測要求，使用帶有強制對中裝置的觀測墩或混凝土標 石；4.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特征部位，測站點可采用小標石或 臨時性標志5。4.4主體傾斜觀測觀測的精度與儀器設備的選擇主體傾斜觀測的精度 表4.1不同等級觀測點坐標中誤差變形測量等級位移觀測使用范圍觀測點 坐標中誤差/mm特級W0.3特高精度要求的特種精密工程和重要科研項目 變形觀測一級W1.0高精度要求的大型建筑物和科研項目變形觀測二

34、級 W3.0中等精度要求的建筑物和科研項目變形觀測；重要建筑物主體傾 斜觀測，場地滑坡觀測三級W10.0低精度要求的建筑物變形觀測；一般建筑物主體傾斜觀測，場地滑坡觀測根據點位觀測觀測點坐標中誤差的 允許誤差見表4.1，可以把這次觀測定為三級觀測，觀測點坐標中誤差為 5mm。表4.2全站儀準確度等級分類準確度等級測角標準偏差/ (mm) 測 距標準差/mml|n1|3|m2|5|6|10 II注：為一測回水平方向標準偏差；為每千米測距標準偏差表4.3測距中誤差與對應等級測距中誤差測距儀精度等級111111根據設計的要求， 高層建筑物的傾斜限差為5cm，由此可以確定傾斜位移的最大中誤差、所 需的

35、觀測全部采用全站儀，采有測角精度為，測距精度為1+2ppm的免棱 鏡全站儀，對于變形監(jiān)測等級為三級以及更低的建筑物，儀器距離建筑物 的距離不超過200m，按測角中誤差為，距離采用200m的極限值進行計 算：方向角誤差帶來的影響(4.4.1)式中為方向角中誤差，D為距離，二206265為常數測距帶來的誤差二+(4.4.2)式中為固定誤差，為比例誤差點位誤差的計算公式為：二(4.4.3)=2.5mm變形監(jiān)測等級 三級的位移觀測應滿足觀測點坐標中誤差5mm本次觀測定為三級觀測，觀測點坐標中誤差為5mm,測距精度為1.4mm方向角誤差帶來的影響測角測 距的精度指標： 表4.4測角精度技術指標等級測角中

36、誤差（） 最弱 邊邊長相對中誤差測回數三角形最大閉合差（）DJ1DJ2DJ4 二等 11/20000123.5 三等 1.8W1/70000697 四等 2.51/40000469 表 4.5 測 距主要技術要求如表平面控制網等級測距儀精度等級觀測次數總測回數一 測回讀數較（mm）單程各測繪較差（mm）往返二、三等I116W5W5II8W10W15 四等 I 114-6W5W7II4-8W10W15 注：測回 是指照準目標一次、讀數24次的過程；由此可以確定：本次監(jiān)測點的測角中誤差W4.9，根據工程測量規(guī)范可以確定測角的觀測等 級為四等即能滿足觀測要求。4.5施測的方法與觀測周期建筑物傾斜度的

37、測量方法包括（1）激光鉛 直法（2）經緯儀投影法（3）測水平角法（4）光學垂準法。建筑物主體傾斜觀測是建筑物變形觀測的通常項目，不管采用何種方 法，均是通過測量位于建筑物主體上，理應在同一豎直線上的上、下兩點 間的水平偏侈量、偏移方向和兩點間的高差h,從而求得建筑物主體的傾 斜度i及其傾斜。方向。APHS2S1S3圖4-1高層建筑物的觀測圖首先在建筑物周圍標定、三 點，監(jiān)測其中轉角和邊長，則可求得其在資用坐標系中的坐標，然后分別 設站于、三點，監(jiān)測建筑物底部的夾角，并取其平均值，以同樣的方式 監(jiān)測建筑物頂部，按角度前方交會的原理，確定A、P的坐標5。按前方交會的公式計算P點坐標（4.5.1）（

38、4.5.2） 同理按前方交會的公式計算A點坐標計算偏距（4.5.3） 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，計算建筑物的傾斜度，即（4.5.4） 度，計算建筑物的傾斜度，即（4.5.4） 式中建筑物的主體傾斜度； 建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值； 建筑物的高度傾斜角主體傾斜觀測的周期主體傾斜觀測的周期可視傾斜速度每l3個月觀測一次。當遇基礎附近 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。當建筑突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴重裂縫時，應 立即進行逐日或23d 一次的連續(xù)觀測。4.6提高精度的方

39、法1.根據建筑物周圍標定、三個已知點，分別 設站于、三個已知點，可以分別求出A、P兩點的坐標，取其坐標的平 均值，這樣可以提高坐標的精度。全站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。對于觀測的角度和邊長都要進行多次觀測，取其測角量邊的平均值， 提高測角量邊的精度，也能達到提高坐標的精度。5數據處理5.1變形監(jiān)測數據處理的三大平差方法常用的數據處理平 差方法分為三種，分別是基于經典平差的變形網數據處理、基于秩虧自由 網平差的數據處理、基于擬穩(wěn)平差的變形網數據處理6。5.2平差方法的選擇在布設的水準網中有四個水準基點，而且四個水 準基點均埋設到基巖，基礎十分穩(wěn)固。在

40、沉降觀測之前，假定了高程基準 或者使四個水準基點與已知水準點聯測，得到各基準點的高程，且各點多 次高程較差要求達到一定的限差，因此可認為水準基點是穩(wěn)定的（水準基 點的高程取穩(wěn)定后兩次觀測得到的高程的平均值）?？砂汛怂疁示W看作有 四個固定基準的水準網，采用間接平差原理進行數據處理較合理，它是變 形數據處理的一種經典平差方法6。5.3間接平差在數據處理的應用對于測繪學科來說，數據處理就是要 利用測量平差基本原理對所得到是外業(yè)采集的數據求最優(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。經典的測量平差控制網平差時必須具備必要的起算數據，并以這些必

41、要的起算數據為基準，確定其他網點的坐標，這些必要的起算數據一般稱 為參考基準。變形網實質上仍然是一個如何確定網點位置的測量控制網，因此完全 可以按照經典控制網的平差方法來平差，確定網點的位置，考慮到變形網 圖形復雜、多余觀測多的特點，變形網的平差一般采用間接平差法7。5.4間接平差法求平差值的計算步驟1.根據平差問題的性質，選擇個 獨立量作為參數； 2.將每一個觀測量的平差值分別表達成所選參數的 函數，若函數非線性要將其線性化，列出誤差方程；3.由誤差方程系數和自由項組成法方程，法方程個數等于參數的個數；4.解算法方程，求出參數，計算參數的平差值； （5.4.1）5.由誤差方程計算，求出觀測量

42、平差值； （5.4.2）6.評定精度。對于高層變形監(jiān)測，主要處理的是變形網的高程網，因為在我們測量 的網中只有一個穩(wěn)定點，可依該穩(wěn)定點為起算點對網進行平差，確定各個 高程點的高程，然后根據各期觀測中網點的高程，確定網點的變形8。（5.4.3） 當網中有多個穩(wěn)定點，可以按下步驟計算：1.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。根據各期觀測網點的高程確定網點的變形值。5.5沉降觀測數據的預處理首先對外業(yè)觀測數據進行預處理，至少兩 人分別進行檢查外業(yè)觀測數據是否有出現錯誤； 然后分別計

43、算各沉降觀 測點之間及與水準基點間的高差并記錄，最后計算閉合差是否符合限差要 求，這里包括附和水準路線和閉合路線的閉合差。由于邊坡周圍地形條件 的限制，使得觀測時要設立較多的測站，因此采用測站數來計算不符值或 閉合差的限差，即閉合差W1.0mm(其中為測站數)。5.6沉降監(jiān)測網的平差高程網的間接平差在沉降測量中一般都要對多 節(jié)點水準網進行平差計算，如圖：ADCB某YZT1234圖5.1水準網A、B、 C、D分別為已知水準基點，1、2、3、4為水準網中的節(jié)點，高差與距離 圖中已標出。設某、Y、Z、T是節(jié)點1、2、3、4的平差后高程，下面是 求解1、2、3、4點平差后高程的過程：(1)權的確立用距

44、離L與測站數n定權以測站數定權P=C/n；以距離定權P=C/L (2)列誤差方程式(5.6.1)(5.6.2)(5.6.3)(5.6.4)(5.6.5)(5.6.6)(5.6.7)(5.6.8)(3)組法方程(5.6.9)(5.6.10)(5.6.11)(5.6.12)(4)計算各點平差高程值(5.6.13) (5.6.14) (5.6.15) (5.6.16) 由以上求解 過程可得出規(guī)律：每個點高程平差值就是該節(jié)點周圍各線路計算的高程的 帶權平均值計算還可以通過計平差軟件來完成，可以直接把原始觀測數據 (各測段的高差值)代入到程序中得到各沉降觀測點的高程。最后在做一些 簡單處理，求兩次觀測數

45、據得到的高程差，即得到各沉降觀測點在某一時 期沉降量的具體數值11。5.7傾斜觀測平差計算設測角中誤差為，基準點坐標中誤差()，()利 用誤差傳播定律得到交會點P的精度計算公式(5.7.1)(5.7.2)(5.7.3)(5.7.4)(5.7.5)(5.7.6)這樣就可以求出P的精度，同理位于樓底部A點也可以求其精度值，再 根據實測的P、A的坐標，就可以計算出平差后的坐標，再計算偏距12。6監(jiān)測數據的整理與分析6.1監(jiān)測數據的整理高層變形監(jiān)測的內容非 常多非常復雜，所以一切的測量都要符合原始的數據，監(jiān)測人員如果在表 格中記錄監(jiān)測中出現或觀察到的異常情況。要表明原始成果的真實性，記 錄表格中的原始

46、數據不得隨意更改。6.2監(jiān)測數據的分析的方法變形分析主要包括兩方面內容：對高層 變形進行幾何分析，即對高層的空間變化給出幾何描述； 對高層變形 進行物理解釋。幾何分析的成果是大樓運營狀態(tài)正確性判斷的基礎。常用 的分析方法有作圖分析、統計分析、對比分析和建模分析。通過觀測物理量的過程線，分析變化規(guī)律，并將其與水位、溫度等過 程線對比，研究相互影響關系。通過繪制各效應量與原因量的相關圖，以 考察效應量的主要影響因素及其相關程度和變化規(guī)律。這種方法簡便、直 觀、特別適用與初級分析階段。(2)統計分析對各長期觀測量的最大和最小值、變幅、周期、觀測 一段時間的平均值以及變化率進行統計、分析、以考察各觀測

47、量之間在數 量變化方面是否具有一致性、合理性，以及它們的重現性和穩(wěn)定性等。這 種方法具有定量的概念，使分析成果更具有實用性。6.3變形監(jiān)測沉降結果分析根據監(jiān)測時間情況，把整個觀測分為七個 周期，從2022年4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)，周期天數為d (天)，沉降速度為V (mm/d)，見下表6.1。表6.1沉降結果分析表觀測周期1234平均沉降量（mm） -1.052.92-4.3-6.5 周期天數 d24497195 沉降速度（mm/d）-0.044-0.06-0.061- 0.068沉降量計算：，

48、總平均沉降量（mm）從表6.1可以看出：各 階段沉降速度，在觀測周期內，該建筑基礎沉降基本為均勻沉降，沉 降變化不大，沒有發(fā)現異?，F象，沉降速度逐漸減小。由分析表的數據可 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，由 該數據對少量的數據進行預測分析。對比后期觀測真實數據，探究預測分 析的精確性13。（參閱載荷-時間-沉降曲線圖）。6.4沉降圖分析圖6.1A1-A10沉降趨勢圖圖6.2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，

49、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。8專題GPS技術在高層建筑變形監(jiān)測中的應用研究 傳統的變形監(jiān)測 方法主要有兩大類:一是物理學傳感器方法，二是常規(guī)的大地測量方法。 物理傳感器方法只能觀測有限的局部變形。常規(guī)的大地測量方法工作量大、 效率低、受氣候的影響大，并要求監(jiān)測點與基點通視。近年來發(fā)展的GPS 測量技術具有高精度的三維定位能力，為監(jiān)測各種工程變形提供了極為有 效的手段。正因為它具有高精度、高效益、全天候、不需通視等優(yōu)點，逐 漸被用來代替常規(guī)的測量方法。8.1GPS技術進行工程變形監(jiān)測的思路GPS技術在變形

50、監(jiān)測中的應用， 有以下步驟：1.基準設計?；鶞试O計是一項反映形變體監(jiān)測成果是否可靠、 準確的工作。由于GPS測量無需通視而且作業(yè)距離長，因此應用GPS技術 完全可以將基準點選在變形區(qū)外，從而保證了數據的可靠性。圖形設計。根據監(jiān)測的目的，在圖上選點，然后到野外踏勘，以保 證所選點位滿足布網的要求和野外觀測具備的條件，最后得到要施測的概 略點位。根據接收機臺數的多少和布網原則，設計網的觀測圖形。觀測周期和時段的設計。針對觀測時段和周期，可以將工程及工程 變形的性質（如長時期的緩慢變化，連續(xù)較快變化，劇烈變化等）結合起來 分析，做出有利用于實現分析成果和監(jiān)測意圖的最佳觀測周期，且可以結 合目前天空的

51、衛(wèi)星分布情況，衛(wèi)星的健康狀況，對于時段的長短、白天、 黑夜、氣象等外界因素的各種分析，得出最佳的觀測時段。確立外業(yè)觀測模式。通常所進行的相對靜態(tài)定位方法是利用在某一 時間段觀測（同步）的數據，利用差分等手段，求得點與點之間的坐標向量。 而對于連續(xù)不斷的工程變形，獲得的是這一時間段內點位之間最直接的關 系值。選定監(jiān)測面并在外業(yè)數據采集完成之后，利用建筑物整體形變模型 刻畫監(jiān)測面剛性運動狀態(tài)。通過多期連續(xù)觀測來反映建筑物的形變信息。8.2GPS變形監(jiān)測模式8.2.1周期性監(jiān)測模式當形變體的變形速率相 當緩慢，在局部時間域和空間域內可以認為穩(wěn)定不動時，可利用GPS進行 周期性變形監(jiān)測，監(jiān)測頻率視具體

52、情況可為數月、一年或甚至數年之久。 此時采用GPS靜態(tài)相對定位方法測量，將2臺以上GPS接收機安置在觀測 點上同步觀測一段時間，觀測時段長度和時段個數依監(jiān)測精度的要求而定。 這種方法尤其適用于長邊監(jiān)測網，邊長相對精度可高達10-9。8.2.2連續(xù)性監(jiān)測模式連續(xù)性變形監(jiān)測指的是采用固定監(jiān)測儀器進行 長時間的數據采集，獲得變形數據系列，此時監(jiān)測數據是連續(xù)的，具有較 高的時間分辨率。根據變形體的不同特征，GPS連續(xù)性監(jiān)測可采用靜態(tài)相 對定位和動態(tài)相對定位兩種數據處理方法進行觀測，一般要求變形響應的 實時性。其監(jiān)測的主要目的在于獲取變形信息及其特性，數據處理與分析 可以在事后進行。系統的精度可按要求設

53、定，目前最高監(jiān)測精度可達到亞 毫米級。8.3GPS在變形監(jiān)測中的測量方法按監(jiān)測對象及要求不同，GPS在變形 監(jiān)測中可選擇靜態(tài)測量法，快速靜態(tài)測量法和動態(tài)測量法三種。靜態(tài)測量法:靜態(tài)測量法，就是把多于3臺GPS接收機同時安置在 觀測點上同步觀測一定時段，一般為1小時至2小時不等，用邊連接方法 構網，用后處理軟件解算基線，經平差計算求定觀測點三維坐標。這種方 法定位精度高，適用于長邊，測邊相對精度可達10-9。快速靜態(tài)測量法:這種方法尤其適用于對監(jiān)測點的觀測。其工作原 理是:把兩臺GPS接收機安置在基準點上固定不動連續(xù)觀測，另14臺接 收機在監(jiān)測點上移動，每次觀測510分鐘（采樣間隔為2秒），經事

54、后處 理，解算出各監(jiān)測點的三維坐標，根據各次觀測解算出的三維坐標精度為: 水平位移土 3土 5mm，垂直位移土 5土 8mm。若距離大于3km，水平精度 為5mm+1ppmD，垂直精度為8mm+1ppmD。動態(tài)測量法:該方法又分:準動態(tài)測量方法和實時動態(tài)測量法。實時 動態(tài)測量方法又叫RTK方法（RealTimeKinematic），是以載波相位觀測量 為根據的實時差分GPS測量技術。其原理是:在基準站上安置一臺GPS接 收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將觀測數據通過無線電傳輸 設備，實時地發(fā)送給在各監(jiān)測點上移動觀測（13秒鐘）的GPS接收機， 移動GPS接收機在接收GPS信號的同時，

55、通過無線電接收設備基準的觀測 數據，再根據差分定位原理，實時計算出監(jiān)測點三維坐標及精度，精度可 達25cm?；鶞庶c與監(jiān)測點有5顆以上共視GPS衛(wèi)星精度可達12cm。靜態(tài)和動態(tài)各有優(yōu)缺點，根據實際需要選擇。一般基準網應采用靜態(tài) 測量方法，當基準網的邊長超過10km，要考慮基準網的起算點與國際IGS 站聯測，基線向量算時采用精密星歷，保證基線解算的精度。對監(jiān)測點進 行測量時，可采用快速靜態(tài)測量法。在橋梁監(jiān)測時，可選擇實時動態(tài)測量， 如果距離近，基準點與監(jiān)測點有5顆以上共視GPS衛(wèi)星時，精度可達1 2cm16。8.4準動態(tài)特征監(jiān)測在對高層建筑物進行監(jiān)測時，對其準動態(tài)特征的 監(jiān)測是一項非常重要的工作。

56、在此引入高層建筑物整體形變模型，利用多 期觀測數據來反映建筑物的準動態(tài)特征。建筑物的整體形變（沉降、水平 位移、傾斜）可體現于監(jiān)測面的姿態(tài)變化。因此，刻畫監(jiān)測面剛性運動狀 態(tài)的模型則可形象地描述建筑物的整體形變狀態(tài)36例如，某大樓28 層，高97m。離該樓場地約400m的地方有一個三等水準點，將其作為檢 測點，在大街的人行道邊空地上按四等水準測量測設了 一個水準基點S， 作為基礎監(jiān)測面A高程基準?；鶞庶cS便于觀測、易于保存，位于大樓形 變影響范圍以外。利用GPS網在大樓附近觀測條件較好的地方（大街人行 道邊和一座居民樓上），建立了兩個基準點分別作為基準站和參考站。監(jiān) 測方案如圖1所示，其中A、

57、B分別為兩監(jiān)測面。圖1大樓準動態(tài)特征監(jiān)測示意圖在大樓地面上第一層各主要砼柱上布 設監(jiān)測點，組成基礎監(jiān)測面A。檢測面A的主要作用是檢測大樓基礎是否 移動，另在大樓頂層布設3個GPS監(jiān)測點，組成整體監(jiān)測面B。通過研究 監(jiān)測面B的運動狀態(tài)來描述建筑物的準動態(tài)特征。研究模擬高層建筑物形 變監(jiān)測特定環(huán)境的實驗表明，按靜態(tài)測量模式可獲得較好的定位結果。因 此，為獲得較精確的形變監(jiān)測結果，應按靜態(tài)測量模式觀測。采用雙頻接 收機，觀測時段的時間長度設為30120min，衛(wèi)星高度角限值設為15。 為配合工程應用坐標系統采用獨立坐標系統。表1為監(jiān)測面B上3個監(jiān)測 點前兩期的坐標值。表1監(jiān)測面B上監(jiān)測點第1.2期的

58、坐標值點號第1期第2期某yz某 yz1-26.511-29.433181.210-26.589- 29.706181.186225.83620.516181.48525.90920.432181.4783- 26.41129.112181.305-26.30029.130181.286 將表 1 中的各監(jiān)測點坐標值 代入建筑物整體形變檢測模型即可求出監(jiān)測面B由第1期至第2期的轉動 矢量和轉角如下； ，。（負為左旋）由這些數據可以繪出大樓的整體 形變圖。在下沉量和轉角較小的情況下，能形象地顯示出大樓的下沉和旋 轉說明了模型在反映高層建筑物整體形變狀態(tài)的靈敏性和有效性。若利用 多期GPS監(jiān)測數據，

59、即可獲得建筑物形變的動態(tài)規(guī)律。8.5實時動態(tài)特征監(jiān)測高層建筑物實時動態(tài)特征的監(jiān)測對其安全運營、 維護及設計至關重要，尤其要實時或準實時監(jiān)測高層建筑物受地震、臺風 和洪水等外界因素作用下的動態(tài)特征，如高層建筑物擺動的幅度（相對位 移）和頻率。如圖3所示，應用GPS動態(tài)定位模式對該大樓進行動態(tài)特征 監(jiān)測。研究其在風載、地脈動以及其他外界因素影響下的自振特性。外業(yè) 觀測時采用Trimble雙頻GPS接收機，其中一臺接收機設置在視野開闊且 周邊環(huán)境較好的地面點上，作為基準站；另一臺接收機設置在距基準站 約250m的固定點位上作為參考點；第三臺接收機設置在大樓頂層開闊處，同樣要求周圍無干擾源。GPS1至

60、GPS3的距離約190m。GPS動態(tài)觀測 時的接收機采樣間隔設置為1，衛(wèi)星高度角限值為15，按動態(tài)定位觀測 模式連續(xù)觀測時間約為1h圖2大樓實時動態(tài)監(jiān)測方案以某方向坐標變化 為例繪制時程曲線圖如圖4所示。由圖可知整個時程曲線的變化量，水平 方向的標準偏差為213mm最大偏差為-1612mm。這符合動態(tài)GPS測量的 正常精度，表明GPS觀測質量是好的。8.6GPS測量數據處理GPS數據處理過程可劃分為基線解算和網平差 兩個階段。使用數據處理軟件進行GPS網平差，需要按以下幾個步驟進行 （見圖3）:1）提取基線向量，構建GPS基線向量網；2）三維無約束平差；3）約束平差/聯合平差；4）質量分析與控