沉降監(jiān)測課件

工程變形測量沉降變形測量本次課主要內容概述精密水準測量液體靜力水準測量1.沉降監(jiān)測概述

沉降測量又稱沉陷測量，或垂直位移測量，是測定變形體的高程隨時間而產生的位移大小、位移方向，解釋原因，并提供變形趨勢及穩(wěn)定預報而進行的測量工作。

對監(jiān)測點高程變化量的測量工作

一般用“+”表示下沉，用“-”時表示上升。定期地、準確地對監(jiān)測點進行沉降監(jiān)測，可以計算監(jiān)測點的累積沉降量、沉降差、平均沉降量、通過相關監(jiān)測點的沉降差可以進一步計算基礎的局部相對傾斜值、撓度和建筑主體的傾斜值。沉降產生的原因與地基的土力學性質和地基的處理方式有關；與建筑物基礎的設計有關；與建筑物的上部結構有關，即與建筑物基礎的荷載有關；施工中地下水的升降對建筑物沉降也有較大的影響；受周圍施工等活動的影響。1.沉降監(jiān)測概述1.沉降監(jiān)測概述沉降測量技術：

D-InSAR

(differentialsyntheticapertureradarinterferometry，差分合成孔徑雷達干涉測量)：是一種微波遙感，全天候連續(xù)測量的方式。獲得三維形變信息

GPS高程：集平面和高程測量于一體，布點靈活，精度高

液體靜力水準測量：精度高，使用范圍有限

三角高程測量：精度相對較低

精密水準測量:精度高，工作量大2.精密水準測量2.精密水準測量儀器誤差水平軸與視準軸不平行的誤差水準標尺尺長誤差的影響一對標尺零點差外界因素溫度變化大氣垂直折光的影響儀器和水準標尺垂直位移的影響磁場對補償式自動安平水準儀的影響觀測誤差

誤差源：2.精密水準測量1、測量作業(yè)開始前半小時，將水準儀置于露天陰影下，使儀器與氣溫一致；觀測時要用測傘，遷站時需罩以儀器罩。2、儀器距前、后標尺的距離應盡可能相等。3、在相鄰測站上，觀測照準標尺的順序相反，即按“后前前后”、“前后后前”的程序交替進行。4、標尺交替前進，一個測段的測站數應為偶數。5、每個測段應該進行往測和返測。6、一個測段的往測和返測盡可能在不同的氣象條件下進行。觀測時間視線距離視線高度也要有限制。如二等水準規(guī)定視距小于50米，視線應高出地面0.3米，日出日落前后及中午前后一般都不宜觀測（晴天）。精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定2.精密水準測量觀測程序（往測）奇數測站（后前前后）①照準后標尺基本分劃②照準前標尺基本分劃③照準前標尺輔助分劃④照準后標尺輔助分劃偶數測站（前后后前）①照準前標尺基本分劃②照準后標尺基本分劃③照準后標尺輔助分劃④照準前標尺輔助分劃返測的觀測程序與往測相反。即奇數站采用“前后后前”的觀測順序；偶數站“后前前后”。2.精密水準測量各級變形測量允許使用的儀器型號2.精密水準測量表2.1視線長度、前后視距差和視線高度（m）等級視線長度前后視距差前后視距累積差視線高度特等≤15≤0.3≤1.5≥0.5一等≤30≤0.5≤1.5≥0.5二等≤50≤1.0≤3.0≥0.3三等≤75≤5.0≤8.0≥0.2工程測量規(guī)范建筑變形測量規(guī)范建筑變形測量規(guī)范規(guī)定的水準觀測限差2.精密水準測量2.精密水準測量沉降監(jiān)測點一般分為基準點、工作基點和監(jiān)測點三種水準基點是沉降監(jiān)測的基準點，一般3-4個點構成一組，為保證其堅固與穩(wěn)定，應選埋在變形區(qū)以外的巖石上或深埋于原狀土上，也可以選埋在穩(wěn)固的建構筑物上。水準基點的穩(wěn)定性需要定期檢查。平均間隙法水準基點的類型基巖水準基點標

用于地面土層覆蓋淺的地區(qū)2.精密水準測量水準基點的類型普通混凝土標

用于覆蓋層淺且土質較好的地區(qū)2.精密水準測量水準基點的類型淺埋鋼管標用于覆蓋層厚但土質較好的地區(qū)2.精密水準測量水準基點的類型深埋鋼管標2.精密水準測量水準基點的類型深埋雙金屬鋼管標2.精密水準測量工作基點工作基點是用于直接測定監(jiān)測點的起點或終點。工作基點應布置在變形區(qū)附近相對穩(wěn)定的地方，其高程盡可能接近監(jiān)測點的高程。工作基點一般采用地表巖石標，當建筑物附近的覆蓋層較深時，可采用淺埋標志，當新建建筑物附近有基礎穩(wěn)定的建筑物時，也可設置在該建筑物上。因工作基點位于測區(qū)附近，應經常與水準基點進行聯測，通過聯測結果判斷其穩(wěn)定狀況，保證監(jiān)測成果的正確可靠。2.精密水準測量監(jiān)測點監(jiān)測點是沉降監(jiān)測點的簡稱，布設在被監(jiān)測建構筑物上。布設時，要使其位于建筑物的特征點上，能充分反映建筑物的沉降變形情況，點位應當避開障礙物，便于觀測和長期保護，標志應穩(wěn)固，不影響建構筑物的美觀和使用，還要考慮建筑物基礎地質、建筑結構、應力分布等，對重要和薄弱部位應該適當增加監(jiān)測點的數目。2.精密水準測量常用的監(jiān)測點標志形式埋設在建筑物上的水準標志結構可以多種多樣，其實質都在于要使水準標志與建筑物牢固聯結，并且要便于進行水準測量。2.精密水準測量監(jiān)測方法與技術要求采用精密水準測量方法進行沉降監(jiān)測時，從工作基點開始經過若干監(jiān)測點，形成一個或多個閉合或附合路線，其中以閉合路線為佳，特別困難的監(jiān)測點可以采用支水準路線往返測量。整個監(jiān)測期間，最好能固定監(jiān)測儀器和監(jiān)測人員，固定監(jiān)測路線和測站，固定監(jiān)測周期和相應時段。

2.精密水準測量2.液體靜力水準測量2.液體靜力水準測量靜力水準儀的零點差儀器制造時，刻度的零點位置不一致，則導致兩容器存在零點差Cb1b2H=b1+a-b2-a-CH=b2`+a+C-b1`-a

測定液面高度的方法主要有以下兩類：①目視接觸法。也可利用轉動的測微圓環(huán)帶動水中的觸針上下運動，根據光學折射原理，在觀測窗口可以觀測到觸針尖端的實像和虛像，當兩像尖端接觸時，在測微圓環(huán)上可讀出觸針接觸水面時的高度。②電子傳感器法。通過電子（電感式、光電式或電容式）傳感器不僅可以提高靜力水準的讀數精度，而且可實現測量的自動化。3.液體靜力水準測量3.液體靜力水準測量平面位移監(jiān)測工程變形測量平面位移監(jiān)測

位移測量的概念測定變形體的水平位置和形狀隨時間而產生的變化特征,解釋原因,并提供變形趨勢及穩(wěn)定預報而進行的測量工作。

通過重復的平面測量來實現

平面測量技術位移測量中的平面測量技術分為：常規(guī)測量技術、空間測量技術、攝影測量技術、專用測量方法、基準線測量方法5類。

常規(guī)測量技術：指在由經緯儀測角/or尺或測距儀測距構成適當網形確定平面點坐標的方法。

如：距離/or角度交會法，導線法，邊/or角網法等。

特點：精度高、可靠性好、靈活、適用面寬

測角精度：0.5

測距精度：0.01mm；10-7

以數字化測角、測距為基礎發(fā)展起來的全站儀、超站儀、測量機器人等，代表著常規(guī)測量技術自動化程度的不斷提高。從而，以全站儀為基礎的變形測量系統(tǒng)得到了廣泛的應用。平面位移監(jiān)測平面位移監(jiān)測

平面測量技術

空間測量技術

GPS在變形測量中的應用越來越廣泛

應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10-6，100～500km可達10-8，1000km以上可達10-9。在300～1500m精密定位中，1小時以上觀測的解其平面位置誤差小于1mm

導航衛(wèi)星的組合應用(GPS、GLONASS、北斗、GALILEO等)可接受多種衛(wèi)星信號并能進行綜合處理的接收機。

特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛

平面測量技術

空間測量技術

一機多天線技術多天線GPS傳統(tǒng)做法平面位移監(jiān)測

平面測量技術

攝影測量技術

攝影＋計算機

特點：無接觸、高效、瞬時信息、信息量大等平面位移監(jiān)測

平面測量技術

專用測量技術

包括：應變測量、傾斜測量、正、倒錘準直法、引張線法等

特點：測量過程簡單、精度高、容易實現自動化、局部信息等

準直測量技術：測定特定方向位移的方法，既有常規(guī)技術、也有專用技術，如活動覘牌法、小角法、激光準直法、引張線法、導線法、激光鉛直儀法、正、倒錘垂直準直法等平面位移監(jiān)測

平面測量技術

其他測量技術

工業(yè)測量技術18m

36m多波束天線世界同類最大天線

利用GPS和全站儀建立控制網，點位精度0.5mm

三臺經緯儀前方交會測量，測點精度優(yōu)于0.3mm

面型精度優(yōu)于

0.66mm平面位移監(jiān)測

平面測量技術

其他測量技術

激光跟蹤儀測距精度：

(0.01mm+510-6

D)；

坐標測量精度：

(0.01mm+1010-6

D)；

快速動態(tài)測量：1000p/s；

跟蹤速度：>3m/s；