分析建(構(gòu))筑物沉降觀測(cè)方法和誤差

1、分析建(構(gòu))筑物沉降觀測(cè)方法和誤差摘要通過建(構(gòu))筑物沉降觀測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了一般沉降觀測(cè)的測(cè)量方法和技術(shù)規(guī)定。重點(diǎn)剖析了沉降觀測(cè)誤論文網(wǎng)差來源及測(cè)量精度選擇,并提出了一整套提高測(cè)量精度的測(cè)量方法。關(guān)鍵詞沉降觀測(cè)測(cè)量精度誤差分析AbstractBased on the practice experience, the generic construction subsidence survey method and technique regulation have been summarized. The source of survey data errors and the choic

2、e of survey precision have been analyzed specially. At last, one kind of survey method which can improve survey practice has been advanced.Key wordssubsidence survey; survey practice; errors analysis.根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡監(jiān)測(cè)等必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的測(cè)繪單位進(jìn)行沉降觀測(cè)并提供可靠的測(cè)量資料和相應(yīng)的沉降參數(shù)。這樣,在工程施工過程中可

3、以有效地加強(qiáng)安全監(jiān)控,合理指導(dǎo)施工并及時(shí)反饋建筑物主體結(jié)構(gòu)信息,保證建構(gòu)筑的質(zhì)量安全,避免施工過程中因出現(xiàn)不均勻沉降造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或使用功能的喪失而造成經(jīng)濟(jì)損失。1沉降觀測(cè)的一般規(guī)定沉降觀測(cè)屬于高精度工程測(cè)量,為了精確地反映出建構(gòu)筑物在不斷加載作用下的沉降指標(biāo)參數(shù),在具體實(shí)測(cè)過程中必須使用精密水準(zhǔn)儀和沉降觀測(cè)專用銦合金水準(zhǔn)尺,由能熟練掌握儀器操作規(guī)程和測(cè)量理論的專業(yè)人員進(jìn)行外野操作及數(shù)據(jù)收集。水準(zhǔn)控制點(diǎn)(即,沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn))和觀測(cè)點(diǎn)(即,建構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn))布設(shè)嚴(yán)格按照建筑變形測(cè)量規(guī)范(JGJ/T8-97)和工程測(cè)量規(guī)范(GB50026-93)要求設(shè)置,儀器檢校和線路觀測(cè)按照相應(yīng)精度等級(jí)

4、的測(cè)量程序操作。實(shí)際操作過程中,在滿足測(cè)量規(guī)范要求的情況下,可根據(jù)建筑物的特性及建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位要求靈活地選擇觀測(cè)精度等級(jí),對(duì)于一般性建構(gòu)筑物采用二等或者三等水準(zhǔn)觀測(cè)方法可滿足工程施工和竣工驗(yàn)收要求。沉降觀測(cè)成果的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)需參照如下規(guī)定:往返較差、附和或環(huán)線閉合差: h =a-b1.0n,其中n表示測(cè)站數(shù),(或h=a-b1.0L,其中L表示觀測(cè)路線距離);前后視距:S30 m;前后視距差:S1.0m;前后視距累積差S3.0m;沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差容差:1.0 mm;水準(zhǔn)儀的精度不低于N2級(jí)別;沉降觀測(cè)成果整理及計(jì)算所采用的原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠,記錄計(jì)算要符合測(cè)量規(guī)范要求。2觀測(cè)成果

5、及計(jì)算方法根據(jù)工程的要求布置觀測(cè)點(diǎn)及觀測(cè)路線圖,對(duì)觀測(cè)網(wǎng)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)時(shí)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行,并及時(shí)對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行記錄和檢查。觀測(cè)原始記錄整理檢查無誤后,進(jìn)行平差計(jì)算,求出各次每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程值,根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程值計(jì)算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量S、基礎(chǔ)傾斜、基礎(chǔ)相對(duì)彎曲Q等各項(xiàng)監(jiān)測(cè)物沉降觀測(cè)技術(shù)指標(biāo)參數(shù),并匯總資料(如圖1)。(1)監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程計(jì)算值HH= Ho+h(1)式中:Ho沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程值(m);h沉降點(diǎn)的累計(jì)平差高差值(m)。(2)監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量SS= Hi-Hj(2)式中:Hi沉降點(diǎn)本周期的高程計(jì)算值(m);Hj沉降點(diǎn)上周期的高程計(jì)算值(m)。3誤差來源及數(shù)據(jù)分析為了有效地保證測(cè)量

6、精度,控制測(cè)量誤差,在客觀上減少觀測(cè)誤差的不定性,保證各次觀測(cè)數(shù)據(jù)具有具有統(tǒng)一的趨向性和可比性,使得觀測(cè)成果更真實(shí),按照測(cè)量規(guī)范要求,沉降觀測(cè)自始至終遵循“五定”原則:沉降觀測(cè)依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)物上的沉降觀測(cè)點(diǎn),點(diǎn)位要穩(wěn)定;所使用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定;觀測(cè)人員要穩(wěn)定;觀測(cè)環(huán)境條件要基本一致;觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。盡管規(guī)范對(duì)沉降觀測(cè)規(guī)定了更為嚴(yán)格的操作要求,但是由于測(cè)量數(shù)據(jù)自身的特殊性,其測(cè)量誤差無法消除。在沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)成果中可以清楚地看到,沉降量與時(shí)間或者載荷關(guān)系曲線不是簡(jiǎn)單的單邊下行光滑曲線,而是呈現(xiàn)出上下起伏狀(按照建筑變形測(cè)量規(guī)范(JGJ/T8-97)的解釋,這是由土壤

7、在載荷下沉降和反彈的不統(tǒng)一性造成的),需要進(jìn)行修正(若回升超過5 mm時(shí),可能是上次觀測(cè)精過低,數(shù)據(jù)作廢,沉降量重新計(jì)算;若回升在5 mm內(nèi),則本次沉降量按照零值計(jì)算)。從大量的沉降觀測(cè)實(shí)踐來看,一般情況下,單次沉降量約在23 mm之間;對(duì)于地基土層較好的地區(qū),單次沉降量大概在12 mm之間;對(duì)于地基土層松軟、池塘河道填充的地區(qū)或者長(zhǎng)時(shí)間降雨過后,單次沉降量約在35mm之間,甚至?xí)_(dá)到68 mm之間。總得來說,沉降觀測(cè)所得單次沉降量很小,尤其當(dāng)監(jiān)測(cè)物趨于穩(wěn)定時(shí),其沉降量更小;由此可以看出,在沉降觀測(cè)成果中監(jiān)測(cè)物自身的沉降數(shù)據(jù)值是很少的;而觀測(cè)誤差、測(cè)量粗差以及由于人為修正所引起的錯(cuò)誤等,在成果

8、數(shù)據(jù)中占有相當(dāng)?shù)谋嚷省１娝苤?在沉降觀測(cè)外野數(shù)據(jù)采集過程中,由于人為一個(gè)微小的疏忽,或者外界環(huán)境引起腳架、水準(zhǔn)尺輕微的抖動(dòng)都會(huì)引起觀測(cè)數(shù)據(jù)34 mm變化,而且水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)是線性累計(jì)計(jì)算模式,一個(gè)粗差或者較大的誤差將會(huì)帶動(dòng)整個(gè)水準(zhǔn)線路數(shù)據(jù)結(jié)果的變動(dòng)。在水準(zhǔn)測(cè)量中人為的疏忽和外界環(huán)境的變化都是不可避免的因素,有效地減少這些外在因素在成果數(shù)據(jù)中的比率,可以有效地提高沉降觀測(cè)成果的可靠性。4 誤差分析及改進(jìn)途徑由于測(cè)量工作自身的特點(diǎn),測(cè)量結(jié)果中存在的誤差只能盡可能的限制或者減少而不可能避免。從水準(zhǔn)測(cè)量高程計(jì)算公式(H=Ho+h)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量計(jì)算公式(S = Hi-Hj)可知,沉降監(jiān)測(cè)成果中的誤差成線性累計(jì)的變化特征。根據(jù)和差函數(shù)測(cè)量誤差傳播定律和水準(zhǔn)測(cè)量中誤差知識(shí),(1)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)i的測(cè)量中誤差為:Mi2= Mo2+M12+M22+Mi-12 (3)(2)沉