論文關于建筑變形監(jiān)測

摘要I摘要隨著經濟和城市化進程的不斷發(fā)展，建筑越來越呈現(xiàn)向多層、高層和超高層發(fā)展的趨勢。而多層及高層建筑在建造的過程中必然產生一定的水平或者垂直位移，嚴重者甚至會危及建筑的安全，造成國家和人民重大的經濟損失。因此，建筑物的變形監(jiān)測與預報是建筑施工中的一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)，也是測繪工程領域研究的熱點問題之一。變形監(jiān)測是一種監(jiān)測變形體安全性的重要手段，它通過實時獲取變形體的動態(tài)位移信息來預警變形體的安危狀況。在測量工作的實踐和科學研究的活動中,變形監(jiān)測都占有重要的位置。本文主要針對多層及高層建筑物，研究探討建筑工程變形監(jiān)測常用技術方法以及如何在保證建筑工程自身穩(wěn)定的同時，有效控制建筑的變形以保證工程及周圍環(huán)境安全的技術和方法。總之，建筑變形監(jiān)測己經成為建筑設計、監(jiān)測、施工中的一項重要內容。本文重點分析比較幾種不同變形觀測的方法，特別是建筑基坑變形、建筑沉降位移、水平位移、傾斜位移、沉降位移、撓度的變形監(jiān)測。關鍵詞建筑物、變形監(jiān)測、建筑基坑變形、水平位移、傾斜位移、沉降位移、撓度摘要IIABSTRACTWITHTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFECONOMYANDCITYDEVELOPMENT,BUILDINGMOREANDMOREPRESENTSTOMULTILAYER,HIGHRISEANDSUPERHIGHRISEDEVELOPMENTTRENDANDTHEMULTISTOREYANDHIGHRISEBUILDINGSINTHEPROCESSOFCONSTRUCTIONWILLHAVECERTAINVERTICALORHORIZONTALDISPLACEMENT,ANDEVENENDANGERTHESAFETYOFBUILDINGS,CAUSEDSIGNIFICANTECONOMICLOSSESTOTHECOUNTRYANDTHEPEOPLETHEREFORE,DEFORMATIONMONITORINGANDPREDICTIONOFBUILDINGISONEOFTHEMOSTIMPORTANTASPECTSOFBUILDINGCONSTRUCTION,ANDISALSOONEOFTHEHOTISSUESINTHEFIELDOFSURVEYINGANDMAPPINGENGINEERINGDEFORMATIONMONITORINGISANIMPORTANTMEANSOFMONITORINGTHEDEFORMATIONBODYSAFETY,ITGETSTHEDEFORMATIONBODYTHROUGHREALTIMEDYNAMICDISPLACEMENTINFORMATIONSECURITYWARNINGOFDEFORMABLEBODYINTHEPRACTICEOFANDSCIENTIFICRESEARCHONMEASUREMENTOFWORKACTIVITIES,DEFORMATIONMONITORINGPLAYSANIMPORTANTROLEINTHISPAPER,MULTISTOREYANDHIGHRISEBUILDING,RESEARCHBUILDINGENGINEERINGDEFORMATIONMONITORINGTECHNOLOGYMETHODSANDHOWTOENSURETHECONSTRUCTIONITSELFATTHESAMETIME,THEDEFORMATIONOFTHEEFFECTIVECONTROLOFCONSTRUCTIONTOENSURETHATTHETECHNOLOGYANDMETHODOFCONSTRUCTIONSAFETYANDSURROUNDINGENVIRONMENTINSHORT,THEBUILDINGDEFORMATIONMONITORINGHASBECOMEABUILDINGDESIGN,CONSTRUCTION,MONITORINGISANIMPORTANTCONTENTINTHISPAPERFOCUSESONTHEANALYSISANDCOMPARISONOFSEVERALDIFFERENTDEFORMATIONOBSERVATIONMETHOD,ESPECIALLYINTHECONSTRUCTIONOFFOUNDATIONPITDEFORMATION,BUILDINGSETTLEMENTDISPLACEMENT,HORIZONTALDISPLACEMENT,TILTDISPLACEMENT,DISPLACEMENT,DEFLECTIONDEFORMATIONMONITORINGKEYWORDSBUILDING,BUILDINGDEFORMATIONMONITORING,DEFORMATIONOFFOUNDATIONPIT,HORIZONTALDISPLACEMENT,TILTDISPLACEMENT,DISPLACEMENT,DEFLECTION目錄目錄1緒論111引言112本文研究的主要內容12建筑變形監(jiān)測概述321建筑變形監(jiān)測322建筑變形監(jiān)測的必要性323建筑變形監(jiān)測的目的324建筑變形監(jiān)測方案的設計4241設計的原則4242方案內容的制定43建筑基坑變形監(jiān)測內容及方法原理431工程概況532變形監(jiān)測的主要內容533監(jiān)測方法原理6331監(jiān)測點水平位移測量6332圍護結構側向位移監(jiān)測634監(jiān)測頻率與資料整理提交8341監(jiān)測初始值測定8342施工監(jiān)測頻率84建筑沉降監(jiān)測941監(jiān)測方法的分析與確定942點位布設943建立高程控制網施測1144觀測技術要求1145沉降觀測的數(shù)據處理115建筑水平位移的變形監(jiān)測1251測點布置和埋設1352平面控制網的建立和初始值的觀測1353水平位移監(jiān)測方法的分析和比較13目錄531視準線法14532測小角法14533極坐標法1454本章結論166建筑變形監(jiān)測新方法的研究1761變形監(jiān)測新方法的提出1762三維坐標法基本原理1763工程實例1964本章結論19結論21參考文獻22致謝23第1章緒論11緒論11引言20世紀80年代以來，我國建筑工程建設發(fā)展迅速，伴隨著人民生活水平的提高以及人民群眾數(shù)量的增加，建筑工程數(shù)量也在急劇增加，并向高層、超高層方向發(fā)展，技術上也有了長足的進步。上世紀70年代末以前，國內只在少數(shù)大型建筑工程。到1999年，10層以上的高層建筑累計己達1億多平方米，多層建筑更是數(shù)不勝數(shù)。進入21世紀后出現(xiàn)了更多的高層建筑和超高層建筑工程，特別是北京、上海、廣州等城市。建筑工程是實用性、經驗性極強的學科，是隨著工程實踐不斷提高的科學。然而由于建筑工程設計理論不盡完善、施工的不可預見性、地層性質變異性大，周邊環(huán)境的錯綜復雜，建筑物的開裂以及建筑物的水平位移傾斜等事故屢有發(fā)生，造成了巨大的經濟損失、引起了嚴重的社會后果。在國務院頒布的建設工程安全生產管理條例中，列出了建設工程七大危險性較大的分部分項工程，建筑工程就占了其中的兩項，可見建筑工程安全越來越受到國家和人民的關注。有關專家教授曾對全國160余項建筑工程事故進行了細致的調查分析。從這些事故分析中得出一個重要結論建筑工程事故大多與監(jiān)測不力或險情預報不準確有關。換言之，如果建筑工程變形監(jiān)測與險情預報準確而及時，并采取相應的應急措施，就可以防止重大事故的發(fā)生，或者可以將事故所造成的損失減少到最小。經過近些年的理論研究和工程實踐，人們逐漸認識到建筑工程監(jiān)測既是實現(xiàn)信息化施工、避免事故發(fā)生的有效措施，又是完善、發(fā)展設計理論、設計方法和提高施工水平的重要手段。通過對建筑工程施工進行嚴密監(jiān)測可以為施工及時提供反饋信息為建筑物周圍環(huán)境進行及時有效的保護提供依據將監(jiān)測結果反饋設計，通過對監(jiān)測結果同設計預估值的比較、分析，檢驗設計理論的正確性，并且可以為今后的優(yōu)化設計提供依據?？傊ㄖ锏淖冃伪O(jiān)測已經是建筑物設計、監(jiān)測、施工的整個過程中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。12本文研究的主要內容本文研究的是建筑變形監(jiān)測的方法，首先要了解的是建筑檢測的必第1章緒論2要性、目的，及建筑檢測的內容和有關的方法原理，通過具體的工程實例分析對建筑檢測技術進行探討。建筑物的變形觀測主要包括對建筑基坑位移、建筑沉降位移、水平位移、傾斜位移、撓度、裂縫等的監(jiān)測，本文著重分析研究建筑物基坑變形監(jiān)測、建筑沉降監(jiān)測、建筑水平位移的變形監(jiān)測。通過對變形監(jiān)測方法的分析比較，提出減小變形監(jiān)測誤差的方法，使建筑物的變形監(jiān)測的成果更真實可靠。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第2章基坑變形監(jiān)測概述32建筑變形監(jiān)測概述21建筑變形監(jiān)測建筑變形監(jiān)測是指在施工及使用期限內，對建筑基坑及周邊環(huán)境實施的檢查、監(jiān)控工作。建筑變形監(jiān)測內容主要包括建筑基坑變形監(jiān)測、建筑沉降監(jiān)測、建筑水平位移監(jiān)測、建筑傾斜位移監(jiān)測、裂縫、撓度、周圍建（構）筑物、周圍地下管線及地下設施、周圍重要的道路、其他應監(jiān)測的對象。22建筑變形監(jiān)測的必要性通過監(jiān)測工作可及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素、驗證設計、指導施工、保障業(yè)主和相關社會的利益及分析區(qū)域性施工特征等。在建筑物的施工過程中，建筑物不可避免的會產生一定的水平位移、傾斜位移、沉降位移、撓度、裂縫，嚴重者甚至會危及建筑的安全，造成國家和人民重大的經濟損失。因此，為了保證人民的生命安全以及國家和人民的經濟財產，建筑物的變形監(jiān)測與預報是建筑施工中的一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它對建筑物安全的必要性更是不言而喻。23建筑變形監(jiān)測的目的在測量工作的實踐和科學研究的活動中，變形監(jiān)測占有重要的位置。從建筑物的地下工程施工開始到建筑物竣工結束，以及建筑物施工的整個過程中都要不斷的對工程建筑物進行監(jiān)測，以便更好的掌握工程建筑物變形的情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證工程建筑物的安全。若不對工程進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，控制變形發(fā)展，就難以保證工程安全和人們的生命財產安全。建筑變形監(jiān)測的目的主要有L為信息化施工提供依據。通過監(jiān)測可隨時建筑物水平和垂直方向上的變形情況。2為建筑物周邊環(huán)境中的建筑和各種設施的保護提供依據3為優(yōu)化設計提供依據河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第2章基坑變形監(jiān)測概述424建筑變形監(jiān)測方案的設計241設計的原則監(jiān)測方案必須在收集各種相關資料和信息的基礎上綜合分析而進行設計，因為其對建筑的設計、施工及運行都有很大影響。監(jiān)測方案設計的原則主要有如下幾個主要的方面可靠性原則為了保證監(jiān)測的可靠必需要有可靠的儀器設備且必需在監(jiān)測期內保護好監(jiān)測點。這是監(jiān)測設計需要考慮的最重要的原則。多層次原則。主要包括以下幾個方面1、監(jiān)測對象上在考慮監(jiān)測其他物理量的基礎上以位移監(jiān)測為主2、在監(jiān)測方法上以儀器監(jiān)測為主，并輔以目測巡視的方法重點監(jiān)測關鍵區(qū)的原則。所謂關鍵區(qū)是指易出問題且一旦出問題將會造成很大損失的部分。對其要進行重點監(jiān)測并盡早實施。實用方便的原則。為了減少監(jiān)測與施工之間的相互干擾，監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和測試要盡可能的做到方便實用。經濟合理的原則。為了減少監(jiān)測成本費用在系統(tǒng)設計時應盡可能選實用又便宜的儀器。242方案內容的制定應在施工前制定嚴密的監(jiān)測方案，因為建筑監(jiān)測是一個集信息采集及預測于一體的完整的系統(tǒng)，而不是一個簡單的信息采集過程。監(jiān)測方案設計一般應包括以下幾個主要方面確定監(jiān)測目的，不同環(huán)境下的建筑監(jiān)測目的應有所側重和不同。要根據場地的水文條件、工程地質條件、周圍環(huán)境來確定。確定并保護基準點與監(jiān)測點確定監(jiān)測方法的精度、頻率及監(jiān)測周期河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第3章基坑變形監(jiān)測內容及方法原理53建筑基坑變形監(jiān)測內容及方法原理本章將結合相關的工程實例來了解建筑變形監(jiān)測的具體內容，同時研究分析與每項監(jiān)測內容相關的的方法原理。31工程概況在建筑工程監(jiān)測內容設計前,應參照國家及當?shù)氐南嚓P規(guī)范、標準,熟悉建筑的設計方案和施工圖紙,了解工程施工組織設計,并進行必要的現(xiàn)場踏勘。確定變形監(jiān)測內容及相應的監(jiān)測方法。本章結合工程實例確定基坑變形監(jiān)測的內容及方法原理，其工程概況如下本工程位于洛陽市九都路路以南、體育路以西地塊。本工程總建筑面積約106519M2，其中，地上建筑面積約88440M2，地下建筑面積約18079M2?；A采用800MM、700MM的筏板基礎。本工程建筑0000相當于絕對標高14805，本工程包括西區(qū)及東區(qū)兩部分，西區(qū)基坑在東區(qū)、塊底板施工完畢后開挖。西區(qū)地下室底板頂相對標高8200M底板厚800MM，墊層100MM，坑底標高9100M，基坑開挖深度900M，電梯井等局部深坑加深18M；東區(qū)地下室底板頂相對標高5900M，底板厚700MM，墊層100MM，坑底標高6700M，基坑開挖深度660M，電梯井等局部深坑加深135M180M。本基坑采用鉆孔灌注樁圍護結構,東區(qū)基坑圍護墻體主要采用700900鉆孔灌注樁，有效樁長125M，坑邊局部落深處采用8001000鉆孔灌注樁，有效樁長160M；西區(qū)基坑圍護墻體主要采用8001000鉆孔灌注樁，有效樁長175M，坑邊局部落深處采用9001100鉆孔灌注樁，有效樁長210M。東區(qū)南側及西區(qū)止水帷幕采用單排三軸38501200攪拌樁，軸間距600，相互搭接250，幅與幅間搭接850，樁長145、175M；東區(qū)其余部分止水帷幕采用單排三軸3650900攪拌樁，軸間距450，相互搭接200，幅與幅間搭接650，樁長145、175M；采用一噴一攪工藝。攪拌樁與灌注樁間凈距100200MM，圍護樁與攪拌樁間設壓密注漿；攪拌樁頂設150MM厚C20混凝土壓頂?？拥准庸滩捎秒p軸水泥攪拌樁27001000，加固深度坑底以下4M；深坑采用壓密注漿封底，深度自坑底至坑底下2M。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第3章基坑變形監(jiān)測內容及方法原理632變形監(jiān)測的主要內容根據工程的要求、周圍環(huán)境、基坑本身的特點及相關工程的經驗，按照安全、經濟、合理的原則，測點布置主要選擇在2倍以上基坑開挖深度范圍布點，擬設置的監(jiān)測項目如下一周邊環(huán)境監(jiān)測地下綜合管線垂直位移監(jiān)測周邊河堤垂直位移、水平位移及裂縫監(jiān)測二基坑圍護監(jiān)測圍護頂部垂直、水平位移監(jiān)測圍護結構側向位移監(jiān)測坑外土體側向位移監(jiān)測支撐軸力監(jiān)測坑外潛水水位觀測33監(jiān)測方法原理為保證所有監(jiān)測工作的統(tǒng)一，提高監(jiān)測數(shù)據的精度，使監(jiān)測工作有效的指導整個工程施工，監(jiān)測工作采用整體布設，分級布網的原則。即首先布設統(tǒng)一的監(jiān)測控制網，再在此基礎上布設監(jiān)測點孔。331監(jiān)測點水平位移測量采用軸線投影法。在某條測線的兩端遠處各選定一個穩(wěn)固基準點A、B，經緯儀架設于A點，定向B點，則A、B連線為一條基準線。觀測時，在該條測線上的各監(jiān)測點設置覘板，由經緯儀在覘板上讀取各監(jiān)測點至AB基準線的垂距E，某監(jiān)測點本次E值與初始E值的差值即為該點累計水平位移，各變形監(jiān)測點初始E值均為取兩次平均的值。采用瑞士WILDT2經緯儀來測試。332圍護結構側向位移監(jiān)測在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導槽PVC管，測斜管管徑為70MM，內壁有二組互成90的縱向導槽，導槽控制了測試方位。埋設時，應保證讓一組導槽垂直于圍護體，另一組平行于基坑墻體。測試時，測斜儀探頭沿導槽緩緩沉至孔底，在恒溫一段時間后，自下而上逐段（間隔05米）測出X方向上的位移。同時用光學儀器測量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前，分二次對每一測斜孔測量各深度河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第3章基坑變形監(jiān)測內容及方法原理7點的傾斜值，取其平均值作為原始偏移值。“”值表示向基坑內位移，“”值表示向基坑外位移。儀器采用美國GEOKON603測斜儀或北京航天CX06型測斜儀進行測試，測斜精度01MM/500MM，見圖31圖31測斜儀測試原理見圖32圖32測斜儀工作原理計算公式IJJJIJJIBACLX00SIN0IIIXXX式（31）河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第3章基坑變形監(jiān)測內容及方法原理8式中XI為I深度的累計位移計算結果精確至01MMXI為I深度的本次坐標MMXI0為I深度的初始坐標MMAJ為儀器在0方向的讀數(shù)BJ為儀器在180方向上的讀數(shù)34監(jiān)測頻率與資料整理提交341監(jiān)測初始值測定為取得基準數(shù)據，各觀測點在施工前，隨施工進度及時設置，并及時測得初始值，觀測次數(shù)不少于2次，直至穩(wěn)定后作為動態(tài)觀測的初始測值。測量基準點在施工前埋設，經觀測確定其已穩(wěn)定時方才投入使用。穩(wěn)定標準為間隔一周的兩次觀測值不超過2倍觀測點精度?；鶞庶c不少于3個，并設在施工影響范圍外。監(jiān)測期間定期聯(lián)測以檢驗其穩(wěn)定性。并采用有效保護措施，保證其在整個監(jiān)測期間的正常使用。342施工監(jiān)測頻率根據工況合理安排監(jiān)測時間間隔，做到既經濟又安全。根據以往同類工程的經驗，擬定監(jiān)測頻率為見表32最終監(jiān)測頻率須與設計、總包、業(yè)主、監(jiān)理及有關部門協(xié)商后確定。表32施工監(jiān)測頻率監(jiān)測內容監(jiān)測頻率圍護施工坑內降水基坑工程開挖底板澆筑后支撐拆除期間周邊地下管線垂直位移監(jiān)測2次/周1次/3天1次/1天1次/3天1次/1天河堤垂直、水平位移監(jiān)測2次/周1次/3天1次/1天1次/3天1次/1天圍護頂部垂直、水平位移監(jiān)測/1次/1天1次/3天1次/1天圍護結構側向位移監(jiān)測/1次/1天1次/3天1次/1天河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第3章基坑變形監(jiān)測內容及方法原理9坑外土體側向位移監(jiān)測/1次/3天1次/1天1次/3天1次/1天支撐軸力監(jiān)測/1次/1天1次/3天1次/1天立柱樁垂直位移監(jiān)測/1次/1天1次/3天/坑外潛水水位觀測/1次/1天1次/1天1次/3天1次/1天說明1、現(xiàn)場監(jiān)測將采用定時觀測與跟蹤觀察相結合的方法進行。2、監(jiān)測頻率可根據監(jiān)測數(shù)據變化大小進行適當調整。3、監(jiān)測數(shù)據有突變時，監(jiān)測頻率加密到每天二三次。4、各監(jiān)測項目的開展、監(jiān)測范圍的擴展，隨基坑施工進度不斷推進。第4章建筑沉降監(jiān)測104建筑沉降監(jiān)測41監(jiān)測方法的分析與確定目前，建筑沉降位移監(jiān)測的主要方法是用幾何水準測量法、精密三角高程測量法觀測變形體的垂直方向位移。水準測量又稱幾何水準測量，是測定地面點高程的主要方法之一。水準測量是使用水準儀和水準尺，利用水準儀提供的水平視線測定地面兩點之間的高差，再由已知點的高程推求待測點的高程。當所測兩點之間距離較短時，可用水平面來代替水準面，測定地面兩點間的高差。三角高程測量的基本思想是根據右測站點向照準點所觀測的豎直角或天頂距和它們之間的水平距離，應用三角函數(shù)的計算公式，計算測站點與照準點之間的高差。這種方法簡便靈活，受地形條件限制較少。在變形監(jiān)測中我們一般采用水準測量，所以本章著重研究幾何水準測量法在基坑沉降監(jiān)測中的應用。本章結合第三章中的工程實例進行分析。42點位布設（1）要保證穩(wěn)定、可靠觀測方便等諸多因素，樁墻測點一般布置在將維護樁墻連接起來的混凝土圈梁、水泥攪拌樁、土釘墻、放坡開挖時的上部壓頂上，頂部應加水準專用標志，在沉降觀測前應對水準基點進行聯(lián)測，使其成為一個嚴密統(tǒng)一的系統(tǒng)，在沉降觀測過程中，宜每間隔1個月應對其聯(lián)測一次本次沉降觀測擬設定水準基點個，采用一等水準方法施測。立柱沉降測點應直接布置在立柱上方的支撐面上，對很多支撐交會受力復雜處的立應做重點監(jiān)測，用做施工棧橋的立柱也應重點監(jiān)測。（2）沉降觀測點的布設本工程根據設計要求設置建筑物沉降觀測點2個。標志的埋設位置應避開入水管窗臺線暖氣片暖水管電器開關等有礙標志與觀測的障礙物，并應視立尺需要離開墻（柱）面和地面一定距離，本次設計要求沉降觀測點設置標高為高出建筑地面05米沉降觀測點的觀測采用二等水準方法施測。第4章建筑沉降監(jiān)測1143建立高程控制網施測在遠離施工影響范圍以外布置3個以上穩(wěn)固高程基準點，這些高程基準點與施工用高程控制點聯(lián)測，沉降變形監(jiān)測基準網以上述穩(wěn)固高程基準點作為起算點，組成水準網進行聯(lián)測。本次沉降觀測水準基點的聯(lián)測按一級水準測量進行，采用級水準儀配合銦瓦合金標尺光學測微法往返測定高差觀測時，往測奇數(shù)站的觀測順序為后前前后，偶數(shù)站的觀測順序為前后后前；反測時，奇偶測站的觀測順序與往測偶奇測站的觀測順序相同。44觀測技術要求基準網按照國家等水準測量規(guī)范和建筑變形測量規(guī)范二級水準測量要求執(zhí)行，精密水準測量的主要技術參照表41表41精密水準測量的主要技術要求每千米高差中誤差MM水準儀等級水準尺觀測次數(shù)往返較差、附合或環(huán)線閉合差MM偶然中誤差全中誤差DS1銦瓦尺往返測各一次4L或10N12注L為往返測段、環(huán)線的路線長度（以KM計）；觀測措施本高程監(jiān)測基準網使用WILDNA2GPM3自動安平水準儀及配套銦瓦尺，外業(yè)觀測嚴格按規(guī)范要求的二等精密水準測量的技術要求執(zhí)行。為確保觀測精度，觀測措施制定如下。作業(yè)前編制作業(yè)計劃表，以確保外業(yè)觀測有序開展。觀測前對水準儀及配套因瓦尺進行全面檢驗。觀測方法往測奇數(shù)站“后前前后”，偶數(shù)站“前后后前”；返測奇數(shù)站“前后后前”，偶數(shù)站“后前前后”。往測轉為返測時，兩根標尺互換。測站視線長、視距差、視線高要求見表42表42測站視線長、視距差、視線高要求標尺類型視線長度前后視距差前后視距累計差視線高度儀器等級視距視線長度20M以上視線長度20M以下銦瓦DS150M10M30M05M03M第4章建筑沉降監(jiān)測12表43測站觀測限差基輔分劃讀數(shù)差基輔分劃所測高差之差上下絲讀數(shù)平均值與中絲讀數(shù)之差檢測間歇點高差之差04MM06MM30MM10MM。45沉降觀測的數(shù)據處理每周期觀測后，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。各類觀測點觀測成果的計算與分析應符合以下要求（1）觀測值中的系統(tǒng)誤差應減小到最小程度；（2）合理處理隨機誤差，正確區(qū)分測量誤差與變形信息；（3）各期觀測成果的處理應建立在統(tǒng)一的基準上；（4）按網點的不同要求，合理估計觀測成果精度，正確評定成果質量。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第5章水平位移的變形監(jiān)測135建筑水平位移的變形監(jiān)測51測點布置和埋設水平位移監(jiān)測點分為基準點、工作基點、變形監(jiān)測3種基準點和工作基點均為變形監(jiān)測的控制點。基準點一般距離施工場地較遠，應設在影響范圍以外，用于檢查和恢復工作基點的可靠性；工作基點則布設在建筑周圍較穩(wěn)定的地方，直接在工作基點上架設儀器對水平變形監(jiān)測點進行觀測。監(jiān)測點應按要求布設，并要反映圍護體系變形特征。根據這一原則，施工單位將圍護結構垂直、水平位移監(jiān)測點和圍護結構測斜孔布置在同一部位。監(jiān)測基準點和工作基點在有條件的情況下采用強制對中設備，以減少對中誤差對觀測結果的影響。52平面控制網的建立和初始值的觀測水平位移監(jiān)測控制網宜按兩級布設，由控制點（基準點、工作基點）組成首級網，由觀測點及所聯(lián)測的控制點組成擴展網。對于單個目標的位移監(jiān)測，可將控制點同觀測點按一級布設。監(jiān)測埋設的監(jiān)測點穩(wěn)定后，應在基坑開挖前進行初始值觀測，初始值一般應獨立觀測2次，2次觀測時間間隔盡可能的短，2次觀測值較差滿足有關限差值要求后，取2次觀測值的平均值作為初始值。水平位移監(jiān)測以初始值為觀測值比較基準，水平位移變形監(jiān)測應視基坑開挖情況即時開始實施。53水平位移監(jiān)測方法的分析和比較對常用的幾種水平位移的觀測方法進行了比較系統(tǒng)的分析和比較，列出了這幾種方法的原理，精度分析，優(yōu)點以及不足，他們適用的場合等內容，對于在生產實踐中進行水平位移觀測時進行方法的選取具有一定的指導價值。當要觀測某一特定方向（譬如垂直于基坑維護體方向）的位移時，經常采用視準線法、小角度法等觀測方法。但當變形體附近難以找到合適的工作基點或需同時觀測變形體兩個方向位移時，則一般采用前方交河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第5章水平位移的變形監(jiān)測14會法。另外還有極坐標法以及一些困難條件下的水平位移觀測方法。531視準線法當需要測定變形體某一特定方向（譬如垂直于基坑維護體方向）的位移時，常使用視準線法或測小角法。原理如圖51所示，點A、B是視準線的兩個基準點（端點），1、2、3為水平位移觀測點。觀測時將經緯儀置于A點，將儀器照準B點，將水平制動裝置制動。豎直轉動經緯儀，分別轉至1、2、3三個點附近，用鋼尺等工具測得水準觀測點至AB這條視準線的距離。根據前后兩次的測量距離，得出這段時間內水平位移量。D3D2D11A32B圖51視準線法精度分析由基準線的設置過程可知，觀測誤差主要包括儀器測站點儀器對中誤差，視準線照準誤差，讀數(shù)照準誤差，其中，影響最大的無疑是讀數(shù)照準誤差?？芍?，當即準線太長時，目標模糊，讀數(shù)照準精度太差；且后視點與測點距離相差太遠，望遠鏡調焦誤差較大，無疑對觀測成果有較大影響。另外此方法還受到大氣折光等因素的影響。優(yōu)點視準線觀測方法因其原理簡單、方法實用、實施簡便、投資較少的特點,在水平位移觀測中得到了廣泛應用，并且派生出了多種多樣的觀測方法，如分段視準線，終點設站視準線等。不足對較長的視準線而言,由于視線長,使照準誤差增大,甚至可能造成照準困難。當即準線太長時，目標模糊，照準精度太差且后視點與測點距離相差太遠，望遠鏡調焦誤差較大，無疑對觀測成果有較大影響。精度低，不易實現(xiàn)自動觀測，受外界條件影響較大，而且變形值（位移標點的位移量）不能超出該系統(tǒng)的最大偏距值，否則無法進行觀測。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第5章水平位移的變形監(jiān)測15532測小角法當需要測定變形體某一特定方向（譬如垂直于基坑維護體方向）的位移時，常使用視準線法或小角度法原理如圖52所示，如需觀測某方向上的水平位移PP，在監(jiān)測區(qū)域一定距離以外選定工作基點A，水平位移監(jiān)測點的布設應盡量與工作基點在一條直線上。沿監(jiān)測點與基準點連線方向在一定遠處（100200M）選定一個控制點B，作為零方向。在B點安置覘牌，用測回法觀測水平角BAP，測定一段時間內觀測點與基準點連線與零方向間角度變化值，根據D/（式中D為觀測點P至工作基點A的距離，206265）計算水平位移。21圖52小角法精度分析由小角法的觀測原理可知，距離D和水平角是兩個相互獨立的觀測值，所以由上式根據誤差傳播定律可得水平位移的觀測誤差22222211DMDMM式（51）水平位移觀測中誤差的公式，表明1距離觀測誤差對水平位移觀測誤差影響甚微，一般情況下此部分誤差可以忽略不計，采用鋼尺等一般方法量取即可滿足要求；2影響水平位移觀測精度的主要因素是水平角觀測精度，應盡量使用高精度儀器或適當增加測回數(shù)來提高觀測度；3經緯儀的選用應根據建筑物的觀測精度等級確定，在滿足觀測精度要求的前提下，可以使用精度較低的儀器，以降低觀測成本。優(yōu)點此方法簡單易行，便于實地操作，精度較高。不足須場地較為開闊，基準點應該離開監(jiān)測區(qū)域一定的距離之外，設在不受施工影響的地方。533極坐標法極坐標法屬于邊角交會，是邊角交會的最常見的方法。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第5章水平位移的變形監(jiān)測16原理SAPB圖53極坐標法如圖53所示在已知點A安置儀器，后視點為另一已知點B，通過測得ABAP的角度以及A點至P點的距離，計算得出P點坐標。設A點坐標為A（XA，YA），AB的方位角為AB，則P點坐標P（XP，YP）的計算公式為COSPAABXXS式（52）SINPAABYXS式（53）由微分公式可得COSSINPABABXS式（54）SINCOSPABABYS式（55）精度分析設測邊中誤差為MS,測角中誤差為M則待定點的點位中誤差為2222APSMMMS式（56）兩個方向的水平位移中誤差為2222222COSSINXPSABABMMSM式（57）2222222SINCOSXPSABABMMSM式（58）其中，MS為測距中誤差，M為測角中誤差，AB為AB邊的方位角，206265。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第5章水平位移的變形監(jiān)測17優(yōu)點使用方便，尤其是利用全站儀進行測量可以直接測得坐標，簡單快速。不足精度較低，適用于精度不是很高的水平位移監(jiān)測工作。54本章結論本章分析了多種水平位移監(jiān)測方法。每一種方法，都有自己的特點，我們在選用水平位移測量方法的時候，既要考慮到精度，可行性，也要考慮到經濟等方面的問題。在滿足精度要求的前提下，盡量使用簡單實用經濟的方法。對于不同的現(xiàn)場，有不同的特點，不一定采用一種方法，可以采用兩種或者兩種以上方法結合來進行水平位移的監(jiān)測。但是由于基坑支護施工現(xiàn)場的場地條件復雜多變性,對采用傳統(tǒng)方式進行變形監(jiān)測產生嚴重影響往往觀測數(shù)據不能及時反映變形情況,從而產生預警滯后現(xiàn)象。那么有沒有一種先進的變形觀測方法能同時觀測基坑水平位移和垂直位移的變化量所以在此基礎上本文將在下一章提出一個新的變形監(jiān)測方法。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第6章變形監(jiān)測新方法的研究186變形監(jiān)測新方法的研究61變形監(jiān)測新方法的提出眾所周知,建筑變形監(jiān)測包括水平位移和垂直位移的三維量觀測。水平位移一般可通過邊、角觀測法來確定其二維坐標,垂直位移一般可用水準法觀測,但幾何水準法較為繁瑣。而三維坐標法通過觀測建筑觀測點的變形,能同時得到變形點的三維坐標,從而得到水平位移和垂直位移量,從實際應用情況看,這種三維坐標法靈活、方便、經濟、高效,可在一定條件下代替幾何水準的觀測工作,尤其在施工現(xiàn)場狹窄,其它監(jiān)測方法不方便的情況下,對建筑及周圍建筑物的變形觀測能起到事半功倍的效果。同時,三維坐標法觀測方便,受施工干擾小,能同時觀測大量的變形觀測點從而節(jié)約大量的人力、物力和財力本章通過誤差傳播理論進一步討論了這一方法的精度及其影響因素。并通過工程實例說明這一方法的可行性。62三維坐標法基本原理三維坐標法的基本原理,就是利用全站儀能同時觀測水平角度、水平距離和高程的特點。將全站儀設置在變形監(jiān)測的工作基點上,以另一個工作基點或原始基準點為后視方向,通過觀測變形觀測點與工作基點之間的水平距離、水平角度和高差,來確定變形觀測點的坐標,在一個變形觀測周期內,通過前后兩次的坐標差,求得變形觀測點的水平位移量,通過前后兩次所測的高差之差,得到變形觀測點的垂直位移量。變形觀測點三維坐標計算公式0COSCOSPXXS式（61）0COSSINPYYS式（62）0SINPHHSIL式（63）為了提高觀測精度,減少工作基點和安置儀器帶來的誤差,在工作基點上我們設置了固定觀測墩,使工作基準點和儀器高不變即XO0,YO0,H0,I0。在變形觀測點上粘帖反射棱鏡片,使棱鏡高為零,即L0。因此,在一個觀測周期內,前后兩次的坐標差,即觀測點的水平位移量S為河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第6章變形監(jiān)測新方法的研究1922SXYPP式（64）其中COSCOSCOSCOS0XSSXP式（65）COSSINCOSSIN0YSSYP式（66）觀測點的沉降量H為SINSINHSILS式（67）式中為觀測的水平角,為觀測點的豎直角,D為工作基點到觀測點的水平距離,如圖61所示圖61沉降觀測點及工作示意圖河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第6章變形監(jiān)測新方法的研究2063工程實例山東廣播電視中心綜合業(yè)務樓基坑工程為山東電視臺綜合樓的新建工程,位于濟南市經十路81號,在濟南市經十路與青年東路交叉口的西北角。新建工程基坑開挖邊線南鄰經十路,東鄰青年東路,西側基礎邊線與原廣電大樓裙樓距離為0913M左右。北側與15號住宅樓相距只有2M,東北角與中央記者站大樓相隔只有12M施工現(xiàn)場自然地面高程為45634995M,西高東低,落差較大。該工程主樓部分及東側裙樓部分地下4層,地面以上24層,建筑基礎平面形狀大致成凸字形,東西總長約為120M,南北總長約為90M。施工場地面積3884M2,基坑最大挖山東廣播電視中心綜合業(yè)務樓基坑工程為山東電視臺綜合樓的新建工程,深186M最小挖深154M,如圖一所示由于施工現(xiàn)場建筑物密集,受基坑周圍環(huán)境及基坑不規(guī)則形狀的限制,常規(guī)的基線法、視準軸法及小角度法等水平位移觀測的方法無法實現(xiàn)。根據現(xiàn)場的條件和水平位移觀測點比較多的實際情況,我們提出了三維坐標法,根據現(xiàn)有全站儀瑞士徠卡TC702的精度,經過估算水平角觀測采用12個測回的方向法、距離觀測采用8個測回單向實施觀測方案,其精度達到國家三等三角網的精度要求同時,對于部分觀測點采用二等水準測量進行對比觀測檢驗。觀測結果如表61所示。從表中的觀測數(shù)據可以看到,用二等水準進行沉降觀測的數(shù)據HP1與三維坐標法進行坐標觀測的沉降量HP2比較,最大相差059MM,最小相差006MM,高程中誤差MHP078MM,達到了變形觀測的三等精度要求,滿足了一般性高層建筑物和深基坑的變形觀測的技術要求但是三維坐標法觀測方便,受施工干擾小,水平位移觀測和沉降觀測可以同時進行,能同時觀測大量的變形觀測點,從而節(jié)約大量的人力、物力和財力,對于場地狹窄、不易用常規(guī)監(jiān)測法的施工現(xiàn)場,三維坐標法是非常合理可行的。64本章結論目前,三維坐標法在國內外已經越來越多的應用于高層建筑及其深基坑的變形觀測。本文結合近幾年來變形觀測的實際經驗,根據本工程的特點做了一些探討從觀測過程和成果分析來看用測角精度2、測距精度2MM2106的全站儀如徠卡TC702觀測,在豎直角接近0,視距不超過100M的情況下,水平位移的點位中誤差MP201249MM,垂河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第6章變形監(jiān)測新方法的研究21直位移點位中誤差MHP062103MM。其精度達到三等變形觀測的精度要求。若采用測角精度05,測距精度1MM1106D如徠卡TCAM2003測量機器人,水平位移的點位中誤差MP106168MM,垂直位移點位中誤差MHP031056MM。其精度能達到變形觀測的二等精度要求。同時,徠卡TCAM2003測量機器人可以自動尋找目標、自動觀測、自動記錄,實現(xiàn)了變形觀測的全自動化程度。隨著高層建筑的發(fā)展,高層建筑的變形觀測日益顯示出其重要性。在建筑物密集的現(xiàn)代化城市建設中,過去傳統(tǒng)的變形觀測的方法不再適應目前高層建筑及其深基坑變形觀測的發(fā)展。方便、快捷的TPS全站儀和GPS全球定位系統(tǒng)逐漸地應用于高層建筑物及其深基坑的變形觀測中,而這此現(xiàn)代化測量儀器進行變形觀測的基本方法就是三維坐標法。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文）第7章結論227結論本文首先結合工程實例確定建筑變形監(jiān)測項目內容，并對相關的監(jiān)測原理進行了分析研究，本文研究成果如下結合建筑物的水平位移、沉降變形，本文較全面的總結了建筑變形監(jiān)測技術的發(fā)展、監(jiān)測布設的原則、監(jiān)測內容、監(jiān)測數(shù)據的處理方法。沉降（豎直）位移變形監(jiān)測采用傳統(tǒng)的幾何水準測量方法，采用DS1WILDNA2GPM3自動安平水準儀,沉降觀測的外業(yè)觀測數(shù)據做完成后，方可進行業(yè)內計算內業(yè)計算，可采用清華山維NASEW95測量控制網平差系統(tǒng)對觀測成果進整體嚴密平差計算。水平位移變形監(jiān)測，對常用的幾種水平位移的觀測方法進行了比較系統(tǒng)的分析和比較，列出了這幾種方法的原理，精度分析，優(yōu)點以及不足，它們適用的場合等內容，對于在生產實踐中進行水平位移觀測時進行方法的選取具有一定的指導價值?？梢愿鶕治龀鰜淼膬?yōu)缺點對變形監(jiān)測的