大型電廠變形測(cè)量簡(jiǎn)述

大型電廠變形測(cè)量簡(jiǎn)述作者：鄭輝（浙江省火電建設(shè)公司）口摘要本文對(duì)高層建筑物的變形測(cè)量，沉降和位移觀測(cè)的精度要求、周期安排、變形點(diǎn)的布置，進(jìn)行了簡(jiǎn)單扼要的敘述。最后對(duì)變形測(cè)量的數(shù)據(jù)一元回歸分析進(jìn)行了介紹?？诰w論華能玉環(huán)電廠是全國(guó)重點(diǎn)工程，單機(jī)容量大、技術(shù)等級(jí)高、施工難度大。華能玉環(huán)電廠分一期和二期，共四臺(tái)單機(jī)容量100萬(wàn)KW發(fā)電容量的機(jī)組，是全國(guó)在首個(gè)超超臨界的發(fā)電機(jī)組。象此類的變形測(cè)量意義重大，一是可以隨時(shí)為工程質(zhì)量在變形上提供數(shù)據(jù)，以檢查施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)的正確性，作為工程質(zhì)量評(píng)定的一部分；二來(lái)可以為有關(guān)地基基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)反饋信息。杜絕重大事故發(fā)生。我單位受華玉環(huán)電廠業(yè)主的委托，對(duì)整個(gè)廠房進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，具體內(nèi)容包括邊坡、碼頭、主廠房、和煙囪等。通過(guò)一年多的觀測(cè)，我就煙囪的變形測(cè)量做個(gè)介紹?？谧冃螠y(cè)量的方案華能玉環(huán)電廠的煙囪有二個(gè)，高220米，底部外徑31米。屬一級(jí)施工等級(jí)。象此類超高建筑物的特點(diǎn)是：建筑物高大、重心高、層數(shù)多、基礎(chǔ)深，因此變形工作的作用也特別顯著。變形方案我們從以下幾各方面考慮：監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：一般煙囪需要進(jìn)行建筑物自身的沉降觀測(cè)，傾斜觀測(cè)、撓度觀測(cè)，還應(yīng)進(jìn)行頂部位移觀測(cè)，以及風(fēng)振觀測(cè)?？辞闆r選擇和條件選擇觀測(cè)項(xiàng)目。周期的選擇：變形觀測(cè)的首期觀測(cè)時(shí)間，必須要及時(shí)進(jìn)行，否則得不到初始數(shù)據(jù)。其他各階段的復(fù)測(cè)，可以定為一個(gè)月觀測(cè)一次或大概施工高度15-20米觀測(cè)一次。這樣基本從施工開(kāi)始到結(jié)束每個(gè)月觀測(cè)一次，到施工結(jié)束，建筑物基本完成60%的沉降量，以后第一年可以安排四次，再以后可以安排每年一次。中間不能漏測(cè)，這樣才能得到準(zhǔn)確的變形量及其變化情況。精度的選擇：變形測(cè)量的精度要求很高。國(guó)際測(cè)繪工作者聯(lián)合會(huì)（FIG）第十三會(huì)議（1971年）工程測(cè)量組的討論中，提出如果變形測(cè)量的目的是為使變形值的數(shù)值面確保建筑物的安全，測(cè)其觀測(cè)的中誤差應(yīng)小于變形值的1/10—1/20，如果觀測(cè)的目的是為了研究變形過(guò)程，測(cè)其中誤差應(yīng)比這個(gè)數(shù)值小得多。1981年,FIG第16簡(jiǎn)會(huì)議認(rèn)為：為實(shí)用的目的，觀測(cè)的中誤差應(yīng)不超過(guò)允許變形值的1/10—1/20,或1—2mm,為科研的目的，觀測(cè)的中誤差就分別小于允許變形值的1/20—1/100,或0.02mm。我國(guó)建筑設(shè)計(jì)部門，在參考國(guó)際上的提法后，提出了研究高層建筑物傾斜時(shí)，把允許傾斜值的1/20作為觀測(cè)精度的指標(biāo)。下表為《建筑變形測(cè)量規(guī)程》（JGJ/T8-9）發(fā)布的變形測(cè)量的等級(jí)及精度要求的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。建筑物變形的等級(jí)及精度要求變形測(cè)量等級(jí)沉降觀測(cè)位移觀測(cè)適應(yīng)范圍觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差（mm）觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差（mm）特級(jí)<±0.05<±0.3特高精度要求的特種精密工程和重要科研項(xiàng)目變形觀測(cè)一級(jí)<±0.15<±1.0高精度要求的大型建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)二級(jí)<±0.50<±3.0中等精度要求建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)；重要建筑物主體傾斜觀測(cè)、場(chǎng)地滑坡觀測(cè)三級(jí)<±1.50<±10.0低精度建筑物，一般建筑物主體傾斜觀測(cè)，場(chǎng)地滑坡觀測(cè)變形測(cè)量點(diǎn)分：控制點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)（變形點(diǎn)）?？刂泣c(diǎn)包括基準(zhǔn)點(diǎn)，工作基點(diǎn)以及聯(lián)系點(diǎn)，校核點(diǎn)，定向點(diǎn)。以下是煙囪示意圖。觀測(cè)方案設(shè)計(jì)總體思路是在煙囪的周圍狹窄的空?qǐng)鰞?nèi)部精密型控制網(wǎng)，用以精確測(cè)定煙囪底層中心點(diǎn)的座標(biāo)；再在外圍以一級(jí)導(dǎo)線精密布設(shè)外圍控制網(wǎng)，采用小角法測(cè)定其他各層中心相對(duì)于的位移矢量，即可計(jì)算出中心點(diǎn)座標(biāo)，利用位移矢量分析主體扭轉(zhuǎn)，計(jì)算煙囪的垂直度，利用中心點(diǎn)座標(biāo)擬合煙囪直徑和幾何中心。根據(jù)以上方案，運(yùn)用現(xiàn)代控制網(wǎng)設(shè)計(jì)理論對(duì)整個(gè)方案進(jìn)行分析，結(jié)果表明，精密微型控制網(wǎng)對(duì)對(duì)徑倆網(wǎng)點(diǎn)的相對(duì)精度小于±1.2mm,小角觀測(cè)中誤差小于±2"，外圍一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)之間的相對(duì)精度小于1/10萬(wàn)，則用上述方案進(jìn)行觀測(cè)，可以達(dá)到預(yù)期的精度指標(biāo)?；A(chǔ)沉陷是利用煙囪建造時(shí)埋設(shè)在對(duì)方向的4個(gè)沉陷觀測(cè)點(diǎn)，按一級(jí)要求，采用萊卡NA2+GPM3測(cè)微器進(jìn)行觀測(cè)，因?yàn)闇y(cè)站少，視線短，能達(dá)到0.15mm的精度要求。采用高精度全站儀萊卡TC1800進(jìn)行位移觀測(cè)，測(cè)角中誤差1"，測(cè)距誤差±1mm。采用科傻軟件進(jìn)行平差，平差后點(diǎn)位中誤差小于mm。5提高精度所采取的措施在測(cè)站位置選擇恰當(dāng)?shù)那闆r下，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的精度取決于測(cè)距和測(cè)角的精度。測(cè)距精度表示為:Ad=±（A+B*D）式中A與所測(cè)距離長(zhǎng)短基本無(wú)關(guān)的部分，以mm表示；B為比例誤差系數(shù)，以mm/km或10-6為單位；D為所測(cè)距離；mD表示1次測(cè)距中誤差。非比例誤差通過(guò)利用光電測(cè)距儀檢定中心嚴(yán)格的室內(nèi)儀器檢定，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制對(duì)中，在棱鏡也進(jìn)行定期檢查，使棱鏡的比示標(biāo)記，和棱鏡中心嚴(yán)格一致，而且和下面對(duì)點(diǎn)器一致，來(lái)降低非比例誤差A(yù)的影響。比例誤差的影響（1）使用進(jìn)口的高精度的溫度計(jì)。（2）氣壓計(jì)也是進(jìn)口的。（3）輸入氣溫和氣壓，TC1800會(huì)自動(dòng)改正測(cè)距數(shù)值。二，數(shù)據(jù)處理觀測(cè)資料的整理（1）校核：校核各項(xiàng)原始記錄，檢查各次變形觀測(cè)值的計(jì)算有否錯(cuò)誤；（2）填表：對(duì)各種變形值按時(shí)間逐點(diǎn)填寫觀測(cè)數(shù)值表；（3）繪圖：繪制各種變形過(guò)程線，建筑物變形分布圖等。沉降觀測(cè)中常遇到的問(wèn)題及其處理曲線如有上下波動(dòng)，其原因一般是測(cè)量誤差所造成的。以下是本次觀測(cè)的表格及繪制的變形線：1號(hào)煙囪沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)成果表（單位：mm）觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第一期2005.0102高程值4.88154.86984.87524.8773本次沉降0000累計(jì)沉降0000觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第二期2005.0203高程值4.88084.86894.87314.8752本次沉降-0.7-0.9-2.1-2.1累計(jì)沉降-0.7-0.9-2.1-2.1觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第三期2005.0305高程值4.88064.86934.87324.8747本次沉降--0.5累計(jì)沉降-0.9-0.5-2-2.6觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第四期2005.0401高程值4.88014.86904.87304.8743本次沉降-0.5-0.3-0.2-0.4累計(jì)沉降-1.4-0.8-2.2-3觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第五期2005.0501高程值4.87684.86654.87034.8699本次沉降-3.3-2.5-2.7-4.4累計(jì)沉降-4.7-3.3-4.9-7.4觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第六期2005.0601高程值4.87924.86744.87044.8713本次沉降1.4累計(jì)沉降-2.3-2.4-4.8-6觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第七期2005.0701高程值4.87844.86724.87014.8702本次沉降-0.8-0.2-0.3-1.1累計(jì)沉降-3.1-2.6-5.1-7.1觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第八期2005.0725高程值4.87824.86824.87024.8691本次沉降-0.210.1-1.1累計(jì)沉降-3.3-1.6-5-8.2觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第九期2005.0813高程值4.87754.86674.86694.8682本次沉降-0.7-1.5-3.3-0.9累計(jì)沉降-4-3.1-8.3-9.1觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第十期2005.0909高程值4.87744.86664.8694.8681本次沉降-0.1-0.12.1-0.1累計(jì)沉降-4.1-3.2-6.2-9.2觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第^一期2005.1001高程值4.87724.86644.86894.8678本次沉降-0.2-0.2-0.1-0.3累計(jì)沉降-4.3-3.4-6.3-9.5觀測(cè)日期觀測(cè)點(diǎn)號(hào)1234第十二期2005.11.01高程值4.87624.86534.8684.8667本次沉降-1-1.1-0.9-1.1累計(jì)沉降-5.1-4.3-7.1-10.3圖11號(hào)煙囪沉降過(guò)程線回歸分析：回歸分析在變形分析中應(yīng)用是比較廣泛的?！督ㄖ冃螠y(cè)量規(guī)程》中規(guī)定，變形分析的“回歸分析法”：應(yīng)以10個(gè)以上周期的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過(guò)分析所測(cè)變形與內(nèi)因、外因之間的相關(guān)性，建立荷載一變形關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)處理兩個(gè)變量之間關(guān)系時(shí)，可采用一元回歸分析;當(dāng)處理一個(gè)變量與多個(gè)因子之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用逐步回歸分析，通過(guò)在回歸方程中逐個(gè)引入顯著因子，剔除不顯著因子，獲得最佳回歸方程(預(yù)報(bào)方程)。一元線型方程就是：y=ax+b求得a=0.4213b=-0.0864相關(guān)系數(shù)0.7767得到方程:y=-0.4214x-0.0864說(shuō)明回歸方程有效，預(yù)測(cè)下個(gè)月的累計(jì)沉降達(dá)到5.14mm。圖表可以用Excel處理還是比較方便的，數(shù)據(jù)計(jì)算也用Excel處理。六、小結(jié)以上只是我們工作的小結(jié)，由于水平有限，肯請(qǐng)批評(píng)指正。參考用書1、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?建筑變形測(cè)量規(guī)程(JGJ/T8—97).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社2、胡伍生、潘慶林、黃騰.土木工程施工測(cè)量手冊(cè)?人民交通出版社3、