垂直位移與水平觀測(cè)

垂直位移與水平觀測(cè)第1頁(yè)/共83頁(yè)垂直位移觀測(cè)中包括水準(zhǔn)基點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志構(gòu)造與埋設(shè)，傾斜觀測(cè)，液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量，水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性的檢驗(yàn)和分析。水平位移觀測(cè)中包括基準(zhǔn)線法測(cè)定水平位移，視準(zhǔn)線觀測(cè)的精度估算，激光準(zhǔn)直，引張線法測(cè)量水平位移，建筑物主體傾斜和撓度測(cè)量以及裂縫測(cè)量等。第2頁(yè)/共83頁(yè)地面和建筑物的位移包括垂直位移和水平位移兩種。地面垂直位移指地表面的沉降或上升，水平位移指地表面在水平方向上的移動(dòng)，出現(xiàn)位移的原因除了地殼本身的運(yùn)動(dòng)外，主要還有人類的各種生產(chǎn)活動(dòng)和建設(shè)施工的原因。進(jìn)行地面垂直位移和水平位移觀測(cè)，掌握地面移動(dòng)和變形的規(guī)律，采取必要的預(yù)報(bào)及防治措施，以保障安全生產(chǎn)和人們的正常生活，達(dá)到預(yù)測(cè)和防治或減輕自然災(zāi)害和工程災(zāi)害的目的。第3頁(yè)/共83頁(yè)§10-1.垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)及觀測(cè)標(biāo)志建筑物垂直位移觀測(cè)是測(cè)定基礎(chǔ)和建筑物本身在垂直方向上的位移。建筑物垂直位移觀測(cè)應(yīng)該在基坑開挖之前進(jìn)行，并且貫穿于整個(gè)施工過(guò)程中，而且延續(xù)到建成后若干年，直至沉降現(xiàn)象基本停止為止。地面垂直位移觀測(cè)也是要在地面開始移動(dòng)之前進(jìn)行首次觀測(cè)，然后在移動(dòng)過(guò)程中定期進(jìn)行觀測(cè)，直至地面移動(dòng)基本停止，地表面開始趨于穩(wěn)定為止。第4頁(yè)/共83頁(yè)一、垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)垂直位移測(cè)量通常采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，多次重復(fù)測(cè)定埋設(shè)在移動(dòng)區(qū)或變形體上的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的高差隨時(shí)間的變化量。建筑物的垂直位移測(cè)量包括基礎(chǔ)的沉陷觀測(cè)與建筑物本身的變形觀測(cè)。第5頁(yè)/共83頁(yè)對(duì)于工業(yè)與民用建筑物，通常在其4個(gè)角點(diǎn)、中點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處布置觀測(cè)點(diǎn)；沿建筑物的周邊每隔10~20m布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；設(shè)置有伸縮縫的任意一側(cè)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)；對(duì)于寬度大于15m的建筑物，在其內(nèi)部有承重墻或支柱時(shí)，應(yīng)在該部位盡可能布置觀測(cè)點(diǎn)。為了查明建筑物基礎(chǔ)的縱向和橫向的彎曲和曲折，在其縱橫軸線上也應(yīng)埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)于一般的工業(yè)建筑物來(lái)說(shuō)，出來(lái)在立柱的基礎(chǔ)上布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)之外，其主要設(shè)備基礎(chǔ)的四周以及動(dòng)荷載四周，地質(zhì)條件不良處也應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn)。第6頁(yè)/共83頁(yè)垂直位移測(cè)量與一般水準(zhǔn)測(cè)量相比，具有觀測(cè)工作局限在某個(gè)固定的范圍內(nèi)，觀測(cè)路線相對(duì)固定，觀測(cè)工作重復(fù)進(jìn)行，觀測(cè)精度要求高，視距短，有時(shí)一次安置儀器可以觀測(cè)多個(gè)前視點(diǎn)等特點(diǎn)。為了減少測(cè)量系統(tǒng)誤差的影響，一般考慮采取以下措施：（1）監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的垂直位移時(shí)，設(shè)置固定的安置儀器點(diǎn)和立尺點(diǎn)，保證往、返測(cè)量和復(fù)測(cè)是同一水準(zhǔn)路線。（2）監(jiān)測(cè)工作中使用固定儀器和水準(zhǔn)標(biāo)尺，有條件時(shí)最好固定人員進(jìn)行觀測(cè)。第7頁(yè)/共83頁(yè)二、水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)志的結(jié)構(gòu)和埋設(shè)為了測(cè)定地面和建筑物的垂直位移，需要在遠(yuǎn)離移動(dòng)變形區(qū)的穩(wěn)固地點(diǎn)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以水準(zhǔn)基點(diǎn)為依據(jù)測(cè)定移動(dòng)變形區(qū)內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)的垂直位移。為了檢查水準(zhǔn)基點(diǎn)本身是否穩(wěn)定不動(dòng)，其高程是否變動(dòng)，可將其成組埋設(shè)，通常每組設(shè)3個(gè)點(diǎn)，形成一個(gè)邊長(zhǎng)約100m的等邊三角形ABC。CBAP水準(zhǔn)基點(diǎn)高程的檢查第8頁(yè)/共83頁(yè)水準(zhǔn)基點(diǎn)是沉陷觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，因此它的構(gòu)造與埋設(shè)必須保證穩(wěn)定不變和長(zhǎng)久保存。根據(jù)建筑物場(chǎng)地的地質(zhì)情況、建筑物使用的重要性和使用年限，水準(zhǔn)基點(diǎn)可分為長(zhǎng)期的和簡(jiǎn)單的兩種。第9頁(yè)/共83頁(yè)沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)第10頁(yè)/共83頁(yè)第11頁(yè)/共83頁(yè)三、沉陷觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志的結(jié)構(gòu)和埋設(shè)沉陷觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在監(jiān)測(cè)對(duì)象上最有代表性的地方。對(duì)于建筑物沉陷觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，要考慮建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、建筑結(jié)構(gòu)、內(nèi)部應(yīng)力的分布情況，以及便于觀測(cè)等。埋設(shè)時(shí)要注意觀測(cè)點(diǎn)與建筑物的聯(lián)結(jié)要牢靠，使得觀測(cè)點(diǎn)的變化能真正反映建筑物的沉陷情況。第12頁(yè)/共83頁(yè)具體建筑物的觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：（1）工業(yè)與民用建筑物（2）混凝土壩（3）鋼筋混凝土大壩（4）礦區(qū)地表沉陷觀測(cè)第13頁(yè)/共83頁(yè)第14頁(yè)/共83頁(yè)§10-2.垂直位移觀測(cè)垂直位移觀測(cè)包括基坑回彈觀測(cè)，地基土分層沉降觀測(cè)、建筑物基礎(chǔ)及建筑物本身的沉降觀測(cè)和地表沉降觀測(cè)等內(nèi)容。目前垂直位移觀測(cè)最常用的是水準(zhǔn)測(cè)量方法，有時(shí)也應(yīng)用液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法觀測(cè)。深基坑開挖時(shí)1~2天出現(xiàn)暴雨，管涌應(yīng)加密澆筑地下室底板后3~4天建筑物主體施工1~2層結(jié)構(gòu)封頂后3個(gè)月竣工投入使用3個(gè)月直至巖體穩(wěn)定觀測(cè)周期第15頁(yè)/共83頁(yè)一、基坑回彈觀測(cè)建筑物施工時(shí)，首先要開挖基坑，基坑工程是臨時(shí)工程，特別是高層建筑造價(jià)高，施工難易程度不一，巖土的力學(xué)性質(zhì)也不同，施工條件也千差萬(wàn)別，多數(shù)情況下場(chǎng)地狹小，而施工中的安全穩(wěn)定性要求非常嚴(yán)格，而建筑基礎(chǔ)在基坑開挖后，由于卸除基坑土自重而引起的基坑內(nèi)外影響范圍內(nèi)相對(duì)于開挖前的回彈量。

為了合理地選擇或修正施工方案，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，科學(xué)地組織施工，確保施工安全和工程質(zhì)量，必須對(duì)深埋基礎(chǔ)的基坑進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)和變形監(jiān)測(cè)，對(duì)施工過(guò)程中有可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)報(bào)。基坑回彈觀測(cè)應(yīng)是進(jìn)行一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。

第16頁(yè)/共83頁(yè)為了觀測(cè)基坑開挖過(guò)程中地基的回彈現(xiàn)象，在施工前應(yīng)布設(shè)地基回彈觀測(cè)的工作基點(diǎn)和工作測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)基坑形狀及地質(zhì)條件、周邊地形地物情況來(lái)確定，觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)有以下要求：（1）對(duì)于矩形基坑，應(yīng)在基坑中央及縱(長(zhǎng)邊)橫(短邊)軸線上布設(shè)，縱向每8～10m布一點(diǎn)，橫向每3～4m布一點(diǎn)，特別是距基坑邊緣約1/4坑底寬度處，以及其他變形特征位置應(yīng)設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)其他形狀不規(guī)則的基坑，可與設(shè)計(jì)人員商定（2）對(duì)基坑外的觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)埋設(shè)常用的普通水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)在所選坑內(nèi)方向線的延長(zhǎng)線上距基坑深度1．5～2．0倍距離內(nèi)布置。當(dāng)所選點(diǎn)位遇到地下管道或其他物體時(shí)，可將觀測(cè)點(diǎn)移至與之對(duì)應(yīng)方向線的空位置上；第17頁(yè)/共83頁(yè)（3）在基坑外相對(duì)穩(wěn)定，便于保存且不受施工影響的地點(diǎn)，布設(shè)工作基點(diǎn)及為尋找工作基點(diǎn)用的定位點(diǎn)。（4）回彈標(biāo)志應(yīng)埋入基坑底面以下20～30cm，根據(jù)開挖深度和地層土質(zhì)情況，可采用鉆孔法或探井法埋設(shè)。根據(jù)埋設(shè)與觀測(cè)方法，可采用輔助桿壓入式、鉆桿送入式或直埋式標(biāo)志。（5）回彈觀測(cè)的精度按規(guī)范給定或預(yù)估的最大回彈量為變形允許值進(jìn)行估算后確定，但最弱觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)鄰近工作基點(diǎn)的高程中誤差不得大于±1．0mm。（6）路線應(yīng)組成起、迄于工作基點(diǎn)的閉合或附和路線，以便對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢核。第18頁(yè)/共83頁(yè)（7）回彈觀測(cè)不應(yīng)少于3次，其中第一次應(yīng)在基坑開挖之前，第二次應(yīng)在基坑挖好之后，第三次應(yīng)在澆筑基礎(chǔ)混凝土之前。當(dāng)基坑挖完至基礎(chǔ)施工的間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)；（8）基坑開挖前的回彈觀測(cè)，宜采用水準(zhǔn)測(cè)量配以鉛垂鋼尺讀數(shù)的鋼尺法。較淺基坑的觀測(cè)，可采用水準(zhǔn)測(cè)量配輔助桿墊高水準(zhǔn)尺讀數(shù)的輔助桿法。觀測(cè)結(jié)束后，為了防止點(diǎn)位被破壞和便于尋找點(diǎn)位，應(yīng)在觀測(cè)孔底充填厚度約為lm的白灰；第19頁(yè)/共83頁(yè)二、沉陷觀測(cè)沉陷觀測(cè)是定期測(cè)量建筑物變形測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)的高程變化，得到其沉陷量，并計(jì)算其沉陷速度。對(duì)于中、小型廠房和民用建筑物和礦沉陷觀測(cè)可采用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法，精度為三等水準(zhǔn)測(cè)量；而對(duì)于大型重要的建筑物，則要采用精密水準(zhǔn)測(cè)量，精度為二等水準(zhǔn)測(cè)量。工業(yè)與民用建筑物沉陷觀測(cè)的水準(zhǔn)路線應(yīng)該是有一個(gè)已知的水準(zhǔn)點(diǎn)開始閉合到另外的水準(zhǔn)點(diǎn)上，形成閉合或者符合水準(zhǔn)路線，并且與一般的水準(zhǔn)測(cè)量相比視距較短，一般不要超過(guò)25—30米，一次設(shè)站可以間視多個(gè)點(diǎn)，盡量專用儀器、專人測(cè)量和專站測(cè)量。1.沉陷觀測(cè)第20頁(yè)/共83頁(yè)

2.沉降觀測(cè)要求和精度

儀器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)方法限差（mm）精密水準(zhǔn)儀二等水準(zhǔn)測(cè)量閉合水準(zhǔn)閉合差容許值±0.6 附合水準(zhǔn)精度要求：一般建筑物能反映2mm

重要建筑物能反映1mm

精密工程0.2mm第21頁(yè)/共83頁(yè)對(duì)于埋設(shè)在建筑物基礎(chǔ)上的觀測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)之后就進(jìn)行第一次觀測(cè)，之后隨著荷載的逐漸增加進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，周期不能過(guò)長(zhǎng)，在運(yùn)營(yíng)之后重復(fù)觀測(cè)周期可以根據(jù)沉陷的速度進(jìn)行調(diào)整，每月、每季、每半年或者每一年觀測(cè)一次，一直到沉陷結(jié)束為止。

工業(yè)與民用建筑物的范圍不是很大，所以施測(cè)的水準(zhǔn)路線不是很長(zhǎng)，因此閉合差按測(cè)站平均分配。如果觀測(cè)點(diǎn)之間的距離相差很大，則閉合差可按距離成比例分配。對(duì)于大壩沉陷觀測(cè)可分為基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)和觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)。為了工作便利工作基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在下游，穩(wěn)定性可以利用較遠(yuǎn)處的水準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)，它的觀測(cè)稱之為基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)；觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在大壩的基礎(chǔ)和壩頂處，它的觀測(cè)稱之為觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)。第22頁(yè)/共83頁(yè)2.沉降觀測(cè)的成果整理采用專用記錄手簿——逐步檢查每次觀測(cè)當(dāng)日計(jì)算成果，分析成果。及時(shí)上報(bào)沉降結(jié)果繪制沉降曲線圖沉降觀測(cè)總結(jié)報(bào)告。計(jì)算各觀測(cè)點(diǎn)高程計(jì)算相鄰兩次觀測(cè)沉降量計(jì)算累積沉降量第23頁(yè)/共83頁(yè)沉降觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)第24頁(yè)/共83頁(yè)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行沉降觀測(cè)第25頁(yè)/共83頁(yè)第26頁(yè)/共83頁(yè)第27頁(yè)/共83頁(yè)大壩下游工作基點(diǎn)與水準(zhǔn)基點(diǎn)間所布設(shè)的水準(zhǔn)環(huán)線，一般要求每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的中誤差不大于0.5mm。采用精密水準(zhǔn)儀S0.5和因瓦水準(zhǔn)尺進(jìn)行測(cè)量。作業(yè)方法按照一等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)定進(jìn)行為了消除一些系統(tǒng)誤差，轉(zhuǎn)點(diǎn)一般為埋設(shè)的金屬標(biāo)頭為立尺點(diǎn)；水準(zhǔn)基點(diǎn)到工作基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)每年進(jìn)行1到2次，盡可能選用相同的時(shí)間和外界條件，以減少外界條件的影響。

（1）水準(zhǔn)環(huán)線是分段進(jìn)行觀測(cè)，往、返觀測(cè)的高差加標(biāo)尺長(zhǎng)度改正后計(jì)算往返高差較差，各段往、返測(cè)高程較差不得超過(guò)：（一）基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)第28頁(yè)/共83頁(yè)（2）高差較差合格后，根據(jù)加標(biāo)尺長(zhǎng)度改正后的往返測(cè)高差計(jì)算高差中數(shù)，再由高差中數(shù)計(jì)算環(huán)線閉合差。將環(huán)線閉合差按各測(cè)段線路長(zhǎng)度進(jìn)行分配。（3）然后，由水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程推算工作基點(diǎn)和沿線各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，再與各點(diǎn)的首次觀測(cè)高程比較，可得到工作基點(diǎn)和沿線各水準(zhǔn)點(diǎn)高程的變化值。

按照上述規(guī)定所施測(cè)的精密水準(zhǔn)測(cè)量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，高程的傳遞精度可以達(dá)到0.5mm/km的要求。每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的中誤差可按下式計(jì)算

而第29頁(yè)/共83頁(yè)混凝土壩觀測(cè)點(diǎn)的沉陷是根據(jù)兩岸的工作基點(diǎn)來(lái)測(cè)定的。對(duì)于建筑在基巖上的混凝土壩，其沉陷觀測(cè)中誤差要求不超過(guò)±1mm。一般采用精密水準(zhǔn)儀，按二等水準(zhǔn)測(cè)量操作規(guī)定進(jìn)行施測(cè)。由于沉陷觀測(cè)在施工過(guò)程中受到施工條件的干擾和空間的限制，視線短，站數(shù)多，誤差積累大，所以應(yīng)該嚴(yán)格按照如下規(guī)定測(cè)量。（二）觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)第30頁(yè)/共83頁(yè)按二等水準(zhǔn)測(cè)量操作規(guī)定以外還有：（1）設(shè)置固定的安置儀器點(diǎn)與立尺點(diǎn)，使往返或復(fù)測(cè)在同一路線上的固定點(diǎn)進(jìn)行。

（2）每次觀測(cè)使用固定的儀器和標(biāo)尺

（3）儀器至標(biāo)尺的距離，最長(zhǎng)不得超過(guò)40m，每站的前后視距差不得大于0.3m，前后視距累積差不得大于1m，基輔差不得超過(guò)0.25mm。

（4）每次觀測(cè)進(jìn)出廊道前后，儀器、標(biāo)尺均需涼置半小時(shí)以后再進(jìn)行觀測(cè)

（5）在廊道內(nèi)觀測(cè)采用手電筒照明。第31頁(yè)/共83頁(yè)測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)沉陷的水準(zhǔn)路線大多敷設(shè)成兩工作基點(diǎn)之間的附和路線。每次觀測(cè)值均要加標(biāo)尺長(zhǎng)度改正、根據(jù)視線短、每千米線路測(cè)站數(shù)多的特點(diǎn)，對(duì)附合線路閉合差采取按測(cè)段的測(cè)站數(shù)多少進(jìn)行分配的方法。然后，根據(jù)工作基點(diǎn)的高程推算各沉陷觀測(cè)點(diǎn)的高程，將本次計(jì)算的各觀測(cè)點(diǎn)高程與各點(diǎn)首次觀測(cè)的高程比較，即可求得各觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于該點(diǎn)首次觀測(cè)的沉陷量。第32頁(yè)/共83頁(yè)附和水準(zhǔn)路線上一測(cè)站高差中數(shù)的中誤差可按下式計(jì)算而第33頁(yè)/共83頁(yè)離工作基點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)的觀測(cè)點(diǎn)，其高程的測(cè)定精度最低。最弱點(diǎn)相對(duì)于工作基點(diǎn)的高程中誤差按下式計(jì)算式中，為由兩工作基點(diǎn)分別測(cè)到最弱點(diǎn)的測(cè)站數(shù)。第34頁(yè)/共83頁(yè)§10-3.地面傾斜測(cè)量?jī)A斜測(cè)量有相對(duì)于水平面的傾斜測(cè)量和相對(duì)于垂直面的傾斜測(cè)量?jī)深?。相?duì)于水平面的傾斜可通過(guò)測(cè)定兩點(diǎn)間的相對(duì)沉陷的方法來(lái)確定，如用水準(zhǔn)測(cè)量方法、液體靜力方法和傾斜儀測(cè)量方法測(cè)定。第35頁(yè)/共83頁(yè)一、水準(zhǔn)測(cè)量方法該方法的原理是用水準(zhǔn)儀測(cè)出兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)沉陷，由相對(duì)沉陷與兩點(diǎn)間距離之比計(jì)算出兩點(diǎn)間的平均傾斜值。例如，測(cè)出A、B兩點(diǎn)的沉陷值為，A、B兩點(diǎn)間的距離為，則其平均傾斜值為：第36頁(yè)/共83頁(yè)二、傾斜儀測(cè)量方法常用的傾斜儀有水準(zhǔn)管式傾斜儀、氣泡式傾斜儀和電子傾斜儀。（一）氣泡式傾斜儀氣泡傾斜儀由一個(gè)高靈敏度的氣泡水準(zhǔn)管e（見(jiàn)圖11-4）和一套精密的測(cè)微器組成。測(cè)微器中包括測(cè)微桿g，讀數(shù)盤h和指標(biāo)k。氣泡水準(zhǔn)管e固定在支架a上，a可繞c點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，a下裝一彈簧片d，在底板b下有置放裝置m。將傾斜儀安置在需要的位置上以后，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)盤，使測(cè)微桿向上或向下移動(dòng)，直至水準(zhǔn)管氣泡居中為止。此時(shí)，在讀數(shù)盤上讀數(shù)，即可得出該處的傾斜度。

第37頁(yè)/共83頁(yè)（二）電子傾斜儀為了實(shí)現(xiàn)傾斜觀測(cè)的自動(dòng)化，可采用電子水準(zhǔn)器，它是在普通的玻璃管水準(zhǔn)器（內(nèi)裝酒精和乙醚的混合液，并留有空氣氣泡）的上、下面裝上三個(gè)電極形成差動(dòng)電容器的一種裝置。電子傾斜儀的工作原理：當(dāng)玻璃管水準(zhǔn)器傾斜時(shí)，氣泡向一旁偏移了量x，使電容器C1和C2的介電常數(shù)發(fā)生變化，引起電橋兩臂阻抗發(fā)生變化，因而使橋接電路失去平衡，其變化被測(cè)量裝置及時(shí)記錄下來(lái)。第38頁(yè)/共83頁(yè)三、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)高程的一種方法。（一）基本原理當(dāng)兩個(gè)容器中裝有同類均勻液體時(shí)，兩液面將處在同一水平面上。高差可用液面的高度求得第39頁(yè)/共83頁(yè)第40頁(yè)/共83頁(yè)（二）儀器的結(jié)構(gòu)與讀數(shù)各種不同結(jié)構(gòu)的液體靜力水準(zhǔn)儀，實(shí)際上只是定位和測(cè)定液面位置的方法有所不同。1.目視法2.目視接觸法目視接觸法確定液面位置的精度要比目視法高得多。觀測(cè)時(shí)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)觀測(cè)圓環(huán)，使水位指針移動(dòng)，直到顯微鏡內(nèi)所觀測(cè)到的指針實(shí)像尖端與虛像剛好接觸，這時(shí)即停止轉(zhuǎn)動(dòng)圓環(huán)，進(jìn)行讀數(shù)。第41頁(yè)/共83頁(yè)（三）誤差來(lái)源液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量中對(duì)于確定液面位置精度有影響的誤差主要來(lái)自儀器誤差和外界條件的影響，而后者是其誤差來(lái)源。1.儀器誤差（1）儀器安置誤差

（2）液體靜力水準(zhǔn)儀觀測(cè)頭傾斜所引起的誤差

（3）量測(cè)設(shè)備的誤差

（4）觀測(cè)頭的組合部件由于溫度變化而產(chǎn)生的誤差

（5）液體漏損帶來(lái)的誤差第42頁(yè)/共83頁(yè)2.外界條件的影響（1）溫度對(duì)液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量精度的影響

（2）氣壓變化對(duì)液面位置的影響

（3）液體靜力水準(zhǔn)儀容器中液體蒸發(fā)的影響

（4）液體污染的影響第43頁(yè)/共83頁(yè)（四）具體應(yīng)用液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量一般不用來(lái)建立等級(jí)高程控制，而大多是用來(lái)在特殊條件下進(jìn)行工程水準(zhǔn)測(cè)量。液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量還特別適用于有輻射危險(xiǎn)、爆炸危險(xiǎn)或有蒸汽、塵埃等污染的情況下監(jiān)視設(shè)備的穩(wěn)定性。應(yīng)用固定設(shè)置的液體靜力水準(zhǔn)儀對(duì)建筑物上觀測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。第44頁(yè)/共83頁(yè)§10-4.水平位移觀測(cè)網(wǎng)及觀測(cè)標(biāo)志一、水平位移測(cè)量控制網(wǎng)為了測(cè)定建筑物或場(chǎng)地的水平位移，需在變形特征處設(shè)置一些點(diǎn)，稱為水平位移觀測(cè)點(diǎn)或目標(biāo)點(diǎn)。為了測(cè)取觀測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)水平位移值，需要有穩(wěn)定點(diǎn)作參考，這樣的參考點(diǎn)也稱為基準(zhǔn)點(diǎn)。第45頁(yè)/共83頁(yè)有時(shí)，為了方便觀測(cè)，在離觀測(cè)點(diǎn)較近的地方設(shè)置比較穩(wěn)定的點(diǎn)，稱為工作基點(diǎn)，在工作基點(diǎn)上直接對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。將基準(zhǔn)點(diǎn)與工作基點(diǎn)或觀測(cè)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，常常需要一些過(guò)渡點(diǎn)，稱為聯(lián)測(cè)點(diǎn)。有基準(zhǔn)點(diǎn)形成的測(cè)量網(wǎng)稱為基準(zhǔn)網(wǎng)?；鶞?zhǔn)網(wǎng)也需要定期重復(fù)觀測(cè)，其目的是檢查基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的穩(wěn)定性。第46頁(yè)/共83頁(yè)條件許可時(shí)，所有觀測(cè)點(diǎn)也形成測(cè)量網(wǎng)，可稱為變形網(wǎng)。當(dāng)變形網(wǎng)不與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)系時(shí)，稱為相對(duì)網(wǎng)。當(dāng)與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)系時(shí)，可成為絕對(duì)網(wǎng)。相對(duì)網(wǎng)監(jiān)測(cè)變形體的變形，絕對(duì)網(wǎng)是為獲取變形體的整體位移。基準(zhǔn)點(diǎn)、聯(lián)測(cè)點(diǎn)、工作基點(diǎn)或觀測(cè)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)稱為擴(kuò)展網(wǎng)。工作基點(diǎn)的位移量由此網(wǎng)獲得，然后修正觀測(cè)點(diǎn)位移值。聯(lián)測(cè)點(diǎn)作用僅僅是坐標(biāo)的傳遞，其自身的坐標(biāo)及其變化無(wú)直接的生產(chǎn)應(yīng)用。第47頁(yè)/共83頁(yè)二、強(qiáng)制對(duì)準(zhǔn)裝置（一）點(diǎn)、線、面對(duì)中裝置第48頁(yè)/共83頁(yè)（二）三叉式對(duì)中裝置（三）球、孔式對(duì)準(zhǔn)裝置第49頁(yè)/共83頁(yè)三、平面標(biāo)志體（一）觀測(cè)墩第50頁(yè)/共83頁(yè)三、平面標(biāo)志體（二）倒錘（三）光線傳遞式標(biāo)志第51頁(yè)/共83頁(yè)四、平面體照準(zhǔn)標(biāo)志第52頁(yè)/共83頁(yè)四、平面體照準(zhǔn)標(biāo)志第53頁(yè)/共83頁(yè)四、平面體照準(zhǔn)標(biāo)志第54頁(yè)/共83頁(yè)§10-5.水平位移測(cè)量技術(shù)概述可用于建筑物水平位移測(cè)量的技術(shù)很多，總體可分為地面監(jiān)測(cè)方法、攝影測(cè)量方法、空間測(cè)量技術(shù)及專用測(cè)量方法四類。第55頁(yè)/共83頁(yè)一、地面監(jiān)測(cè)方法地面監(jiān)測(cè)方法主要指用高精度測(cè)量?jī)x器測(cè)量角度、邊長(zhǎng)的變化來(lái)測(cè)定水平位移，是目前變形測(cè)量的主要手段。常用的地面監(jiān)測(cè)方法主要有：兩方向前方交會(huì)法、雙邊距離交會(huì)法、極坐標(biāo)法、自由設(shè)站法、視準(zhǔn)線法、小角法、測(cè)距法、三角網(wǎng)法、導(dǎo)線法、邊角網(wǎng)等。第56頁(yè)/共83頁(yè)地面監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)：（1）能夠提供監(jiān)測(cè)對(duì)象的變形狀態(tài)，監(jiān)控面積大，可以有效地監(jiān)測(cè)確定監(jiān)測(cè)對(duì)象的變形范圍和絕對(duì)位移量。

（2）觀測(cè)量通過(guò)組成網(wǎng)的形式可以進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的校核和精度評(píng)定。

（3）靈活性大，能適用于不同的精度要求，不同形式的監(jiān)測(cè)對(duì)象和不同的外界條件。第57頁(yè)/共83頁(yè)（一）固定式全自動(dòng)持續(xù)監(jiān)測(cè)固定式全自動(dòng)持續(xù)監(jiān)測(cè)方式是基于一臺(tái)測(cè)量機(jī)器人的有合作目標(biāo)的變形測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全天候的無(wú)人值守監(jiān)測(cè)。1.基站2.基準(zhǔn)點(diǎn)3.觀測(cè)點(diǎn)4.控制中心第58頁(yè)/共83頁(yè)（二）移動(dòng)式半自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)移動(dòng)式半自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作業(yè)與傳統(tǒng)的觀測(cè)方法一樣，在各觀測(cè)墩上安置整平儀器，輸入測(cè)站點(diǎn)號(hào)，進(jìn)行必要的測(cè)站設(shè)置，后視之后，測(cè)量機(jī)器人會(huì)按照預(yù)置在機(jī)內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)順序、測(cè)回?cái)?shù)，全自動(dòng)地尋找目標(biāo)，精確照準(zhǔn)目標(biāo)，記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各種限差，做超限重測(cè)或等待人工干預(yù)等。第59頁(yè)/共83頁(yè)二、專用測(cè)量方法水平位移測(cè)量的專用方法包括應(yīng)變測(cè)量和基準(zhǔn)線測(cè)量。和常規(guī)的地面監(jiān)測(cè)方法相比，他們具有下列特點(diǎn)：（1）測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單

（2）容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)和連續(xù)觀測(cè)

（3）提供的是局部變形信息第60頁(yè)/共83頁(yè)（一）應(yīng)變測(cè)量應(yīng)變測(cè)量根據(jù)其工作原理可以分成兩類：①通過(guò)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的變化來(lái)計(jì)算應(yīng)變；②直接用傳感器測(cè)量應(yīng)變。設(shè)兩點(diǎn)間的距離為l，第二周期測(cè)量時(shí)距離變化了△l，那么為兩點(diǎn)間的平均線應(yīng)變。第61頁(yè)/共83頁(yè)通過(guò)精密測(cè)量距離的變化來(lái)計(jì)算應(yīng)變的方法有機(jī)械法和激光干涉法兩種。機(jī)械法用因瓦絲、石英棒等作為長(zhǎng)度的變化用機(jī)械—電子傳感器測(cè)量。直接用傳感器測(cè)量應(yīng)變所采用的應(yīng)變傳感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)導(dǎo)體，埋設(shè)在變形體中，由于變形體的應(yīng)變使導(dǎo)體伸長(zhǎng)或縮短，從而改變了導(dǎo)體的電阻。導(dǎo)體電阻的變化用電橋測(cè)量，通過(guò)測(cè)量電阻值的變化可以計(jì)算應(yīng)變。第62頁(yè)/共83頁(yè)（二）基準(zhǔn)線測(cè)量基準(zhǔn)線測(cè)量用于測(cè)定某一方向上點(diǎn)位的相對(duì)變化，包括很多方法，如活動(dòng)覘牌法，小角法，激光準(zhǔn)直法，引張線法，導(dǎo)線法，激光鉛直儀法，正、倒錘垂直準(zhǔn)直法等。第63頁(yè)/共83頁(yè)§10-6.視準(zhǔn)線法測(cè)量水平位移基準(zhǔn)線法的原理是通過(guò)建筑物軸線或平行于建筑物軸線的固定不動(dòng)的鉛直平面為基準(zhǔn)面，根據(jù)它來(lái)測(cè)定建筑物的水平位移。依建立基準(zhǔn)面使用工具和方法的不同，常用的基準(zhǔn)線法可分為：視準(zhǔn)線法、激光準(zhǔn)直法、引張線法、直伸三角網(wǎng)等。第64頁(yè)/共83頁(yè)一、活動(dòng)覘牌法活動(dòng)覘牌法是通過(guò)一種精密的附有讀數(shù)設(shè)備的活動(dòng)覘牌直接測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的偏離值。它需要專用的儀器和照準(zhǔn)設(shè)備：精密視準(zhǔn)儀或精密經(jīng)緯儀?；顒?dòng)覘牌法的主要誤差影響因素為瞄準(zhǔn)誤差。第65頁(yè)/共83頁(yè)二、小角法小角法是利用精密經(jīng)緯儀精確地測(cè)出基準(zhǔn)線方向與測(cè)站點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)的視線方向之間所夾的小角，從而計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線的偏離值。其偏離值小角法測(cè)量偏差的誤差第66頁(yè)/共83頁(yè)（1）上式既可用于誤差分析，也可用于方案設(shè)計(jì)，即在給定的前提條件下，求小角觀測(cè)精度。（2）小角法用于生產(chǎn)時(shí)，理應(yīng)在基準(zhǔn)線的兩端分別設(shè)站進(jìn)行觀測(cè)，然后做加權(quán)平均。（3）若在圖10-43中，則成為等邊直伸無(wú)定向?qū)Ь€。（4）可每點(diǎn)設(shè)站，但只當(dāng)角的兩邊相等時(shí)才進(jìn)行觀測(cè)。（5）在所有點(diǎn)設(shè)站，觀測(cè)所有的水平方向，有望得到高精度的偏離值。第67頁(yè)/共83頁(yè)§10-7.激光準(zhǔn)直測(cè)量一、氦氖激光器二、波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量（一）光的相干性因?yàn)楣饧扔胁▌?dòng)性，當(dāng)兩列光波頻率相同、方向相同、相位相同或相位差恒定時(shí)，這兩列光標(biāo)將產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。第68頁(yè)/共83頁(yè)（二）波帶板準(zhǔn)直測(cè)量的設(shè)備準(zhǔn)直測(cè)量設(shè)備包括：①氦氖激光器；②波帶板；③激光探測(cè)器。（三）測(cè)量原理①在基準(zhǔn)點(diǎn)A安置激光器；②在基準(zhǔn)點(diǎn)B安置探測(cè)器；③在待測(cè)點(diǎn)i安置一特定的波帶板。（四）精度實(shí)驗(yàn)表明用這種裝置準(zhǔn)直，測(cè)定偏離值的精度可達(dá)測(cè)線長(zhǎng)的10-6。第69頁(yè)/共83頁(yè)§10-8.引張線法測(cè)量水平位移柔性弦線兩端加以水平拉力引張后自由懸掛，則它在豎直面內(nèi)呈懸鏈線形狀，它在水平面上的投影應(yīng)是一條直線，利用此直線作為基準(zhǔn)線可以測(cè)定附近測(cè)點(diǎn)的橫向偏離值，這種方法稱為引張線法。引張線的裝置由端點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)、測(cè)線與測(cè)線保護(hù)管等四部分組成。第70頁(yè)/共83頁(yè)一、端點(diǎn)端點(diǎn)由墩座、夾線裝置、輪滑、重錘連接裝置及重錘等不見(jiàn)組成。墩座采用鋼筋混凝土或金屬結(jié)構(gòu)、夾線裝置是端點(diǎn)的關(guān)鍵部件，它起著固定不銹鋼絲位置的作用。為了不損傷鋼絲，夾線裝置的V形槽底部嵌鑲銅質(zhì)類的較軟金屬。第71頁(yè)/共83頁(yè)二、測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)由浮托裝置、標(biāo)尺、保護(hù)箱組成。浮托裝置由水箱和浮船組成。浮船置于水箱內(nèi)，用以支承鋼絲。浮船的大小可以依據(jù)引張線各觀測(cè)點(diǎn)間的間距和鋼絲的單位長(zhǎng)度重量來(lái)計(jì)算。標(biāo)尺由不銹鋼制成，其