建筑物變形觀測(cè)方案設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）

1、設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）- -建筑物變形觀測(cè)的方案設(shè)計(jì) .目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421636563 第一章 緒論 PAGEREF _Toc421636563 h 4 HYPERLINK l _Toc421636564 1.1 變形監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc421636564 h 4 HYPERLINK l _Toc421636565 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc421636565 h 5 HYPERLINK l _Toc421636566 1.3 研究背景 PAGEREF _Toc421636566 h 7 HYP

2、ERLINK l _Toc421636567 1.4 本文主要研究的內(nèi)容 PAGEREF _Toc421636567 h 8 HYPERLINK l _Toc421636568 1.5 本次方案設(shè)計(jì)內(nèi)容 PAGEREF _Toc421636568 h 9 HYPERLINK l _Toc421636569 第二章 變形觀測(cè)概述 PAGEREF _Toc421636569 h 10 HYPERLINK l _Toc421636570 2.1 變形產(chǎn)生的原因 PAGEREF _Toc421636570 h 10 HYPERLINK l _Toc421636571 2.1.1 自然條件及其變化 PA

3、GEREF _Toc421636571 h 10 HYPERLINK l _Toc421636572 2.1.2 與建筑物本身相聯(lián)系的原因 PAGEREF _Toc421636572 h 10 HYPERLINK l _Toc421636573 2.1.3 人類的活動(dòng)、工程建設(shè)等所造成的原因 PAGEREF _Toc421636573 h 10 HYPERLINK l _Toc421636574 2.2 變形監(jiān)測(cè)的基本概念 PAGEREF _Toc421636574 h 11 HYPERLINK l _Toc421636575 第三章 建筑物變形觀測(cè)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc42163

4、6575 h 12 HYPERLINK l _Toc421636576 3.1 建筑物變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容 PAGEREF _Toc421636576 h 12 HYPERLINK l _Toc421636577 3.2 變形監(jiān)測(cè)頻率的確定 PAGEREF _Toc421636577 h 14 HYPERLINK l _Toc421636578 3.3 監(jiān)測(cè)部位和測(cè)點(diǎn)布置的確定 PAGEREF _Toc421636578 h 16 HYPERLINK l _Toc421636579 3.3.1 變形網(wǎng)點(diǎn)的布置要求 PAGEREF _Toc421636579 h 16 HYPERLINK l _Toc

5、421636580 3.3.2 標(biāo)志埋設(shè) PAGEREF _Toc421636580 h 17 HYPERLINK l _Toc421636581 3.4 變形監(jiān)測(cè)依據(jù)及精度要求 PAGEREF _Toc421636581 h 18 HYPERLINK l _Toc421636582 第四章 變形監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施 PAGEREF _Toc421636582 h 22 HYPERLINK l _Toc421636583 4.1 工程概況 PAGEREF _Toc421636583 h 22 HYPERLINK l _Toc421636584 4.2 測(cè)量等級(jí)的選定 PAGEREF _Toc4

6、21636584 h 22 HYPERLINK l _Toc421636585 4.2.1 沉降觀測(cè)精度 PAGEREF _Toc421636585 h 22 HYPERLINK l _Toc421636586 4.2.2 沉降觀測(cè)周期 PAGEREF _Toc421636586 h 22 HYPERLINK l _Toc421636587 4.3 沉降點(diǎn)的布置 PAGEREF _Toc421636587 h 23 HYPERLINK l _Toc421636588 4.4 觀測(cè)方法步驟 PAGEREF _Toc421636588 h 23 HYPERLINK l _Toc421636589

7、4.4.1 建立水準(zhǔn)控制網(wǎng) PAGEREF _Toc421636589 h 23 HYPERLINK l _Toc421636590 4.4.2 建立固定觀測(cè)路線 PAGEREF _Toc421636590 h 24 HYPERLINK l _Toc421636591 4.5 儀器觀測(cè)方法與過程 PAGEREF _Toc421636591 h 24 HYPERLINK l _Toc421636592 4.5.1 測(cè)量儀器 PAGEREF _Toc421636592 h 24 HYPERLINK l _Toc421636593 4.5.2 沉降觀測(cè)方法的選定 PAGEREF _Toc421636

8、593 h 24 HYPERLINK l _Toc421636594 第五章 數(shù)據(jù)處理 PAGEREF _Toc421636594 h 25 HYPERLINK l _Toc421636595 5.1 觀測(cè)資料的整理 PAGEREF _Toc421636595 h 25 HYPERLINK l _Toc421636596 5.2 觀測(cè)資料的處理 PAGEREF _Toc421636596 h 25 HYPERLINK l _Toc421636597 5.3 沉降觀測(cè)成果整理 PAGEREF _Toc421636597 h 25 HYPERLINK l _Toc421636598 5.4 沉降觀

9、測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc421636598 h 25 HYPERLINK l _Toc421636599 5.5 繪制沉降觀測(cè)圖 PAGEREF _Toc421636599 h 34 HYPERLINK l _Toc421636600 第六章 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析 PAGEREF _Toc421636600 h 36 HYPERLINK l _Toc421636601 6.1 回歸分析的概念 PAGEREF _Toc421636601 h 36 HYPERLINK l _Toc421636602 6.2 回歸分析預(yù)測(cè)法的基本程序與方法 PAGEREF _Toc421636602 h

10、36 HYPERLINK l _Toc421636603 6.2.1 回歸分析預(yù)測(cè)法的基本程序 PAGEREF _Toc421636603 h 36 HYPERLINK l _Toc421636604 6.2.2 回歸模型的建立方法 PAGEREF _Toc421636604 h 36 HYPERLINK l _Toc421636605 6.3 一元線性回歸模型 PAGEREF _Toc421636605 h 37 HYPERLINK l _Toc421636606 6.4 恒大華府沉降變形預(yù)測(cè) PAGEREF _Toc421636606 h 38 HYPERLINK l _Toc421636

11、607 6.4.1 線性回歸分析 PAGEREF _Toc421636607 h 38 HYPERLINK l _Toc421636608 6.4.2灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)分析 PAGEREF _Toc421636608 h 44 HYPERLINK l _Toc421636609 結(jié)論 PAGEREF _Toc421636609 h 48 HYPERLINK l _Toc421636610 致謝 PAGEREF _Toc421636610 h 49 HYPERLINK l _Toc421636611 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc421636611 h 50第一章 緒論1.1 變形監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)隨

12、著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變形監(jiān)測(cè)的方法與技術(shù)也快速的發(fā)展。以沉降儀、測(cè)斜儀、應(yīng)變計(jì)為代表的地下測(cè)量技術(shù)正朝著自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展;而對(duì)于地面測(cè)量技術(shù)，測(cè)量機(jī)器人和三維激光掃描儀的問世，極大的提高了傳統(tǒng)地面測(cè)量的效率，初步實(shí)現(xiàn)了地面觀測(cè)自動(dòng)化與數(shù)字化;在變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方面，光、機(jī)、電技術(shù)的飛速發(fā)展，研制出一些可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)的高精度的監(jiān)測(cè)儀器，為實(shí)現(xiàn)了在線分布式的監(jiān)測(cè); 隨著以上各種技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代變形測(cè)量技術(shù)正在向多層次、高精度、高效率、自動(dòng)化的方向發(fā)展。在二十世紀(jì)八十年代以前，變形監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是采用常規(guī)大地測(cè)量的方法來監(jiān)測(cè)變形體的變形情況。常規(guī)大地測(cè)量是主要是采用全站儀、經(jīng)緯儀、

13、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀等常規(guī)的測(cè)量儀器來測(cè)定變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形值，它是過去以及現(xiàn)在進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的主要手段。在許多國家，傳統(tǒng)常規(guī)大地測(cè)量方法仍然是變形監(jiān)測(cè)的主要手段，其他技術(shù)(如空間定位技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù))尚無法替代。比如工程建筑物的沉降觀測(cè)，傳統(tǒng)常規(guī)大地測(cè)量精密水準(zhǔn)測(cè)量仍然是成果最可靠、精度最高且簡單易行的方法。因此傳統(tǒng)測(cè)量方法，在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)中仍然具有重大的不可忽視的作用。但不可否認(rèn)的是，傳統(tǒng)測(cè)量方法也有許多缺點(diǎn)，比如，測(cè)量效率低、自動(dòng)化程度較差。但隨著激光三維掃描技術(shù)和測(cè)量機(jī)器人的出現(xiàn)，將改變以全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等為主的傳統(tǒng)地面觀測(cè)技術(shù)的局面。攝影測(cè)量技術(shù)包括地面攝影測(cè)量技術(shù)和航空攝影測(cè)量

14、技術(shù)。攝影測(cè)量的方法有很多的優(yōu)點(diǎn)，可以在同一時(shí)刻對(duì)變形體進(jìn)行大范圍的觀測(cè)，并且具有外業(yè)工作量小、效率高的特點(diǎn)。近幾年來，近景攝影測(cè)量在橋梁、隧道、滑坡、大壩、結(jié)構(gòu)工程及高層建筑的變形監(jiān)測(cè)在許多方面得到了廣泛的應(yīng)用，并且它的監(jiān)測(cè)精度可以達(dá)到毫米級(jí)的水平。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，攝影測(cè)量技術(shù)已進(jìn)入了數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的時(shí)代。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)就是通過將攝影的相片轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像，然后利用數(shù)字影像處理技術(shù)和數(shù)字影像匹配技術(shù)，從而獲得同名像點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算出對(duì)應(yīng)物點(diǎn)的空間坐標(biāo)的方法，將具有更高的效率和更高的精度。隨著地面攝影測(cè)量技術(shù)的不斷完善，將會(huì)在變形監(jiān)測(cè)中發(fā)揮越來越大的作用。GPS系統(tǒng)的

15、建立給定位技術(shù)帶來了革命性的巨大變化。與傳統(tǒng)方法相比，GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)方面不僅具有精度高、速度快、效率高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，而且當(dāng)利用GPS技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、處理與分析技術(shù)進(jìn)行集成時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、管理、傳輸?shù)阶冃畏治黾邦A(yù)報(bào)的高度自動(dòng)化，并且達(dá)到遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的建立技術(shù)先進(jìn)而又實(shí)用的GPS變形在線監(jiān)控實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，對(duì)于大壩、橋梁、高層建筑物，滑坡體和地區(qū)性地殼變形監(jiān)測(cè)具有重要的意義。并且隨著各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與完善，使得高精度、實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)的GPS測(cè)量技術(shù)的逐漸走向現(xiàn)實(shí)。 空間定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感與攝影測(cè)量并稱為“3S”。而“3S”技術(shù)已經(jīng)從各自獨(dú)立發(fā)展進(jìn)入

16、到三種技術(shù)相互集成融合并且飛速發(fā)展的階段。單一的一種技術(shù)具有一定的局限性，但“3S”技術(shù)的集成則可以全面的分析、研究包括變形信息在內(nèi)的各種災(zāi)變信息之間的相互關(guān)系，并且能夠提供有力的技術(shù)支撐。而TGPS（時(shí)態(tài)GPS技術(shù)）具有更加深入的技術(shù)。它不但具有GIS的一般功能外，而且能夠清晰的記載研究區(qū)域內(nèi)各種地質(zhì)現(xiàn)象隨時(shí)間的演繹變化過程，描述四維空間的地質(zhì)現(xiàn)象，而這對(duì)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)具有十分重要的作用。因此，研究“3S”集成變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)，也是變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前建筑物的變形監(jiān)測(cè)，由傳統(tǒng)的單一固定的監(jiān)測(cè)方法向點(diǎn)、線、面的空間立體交叉監(jiān)測(cè)的模式發(fā)展。但傳統(tǒng)常規(guī)

17、測(cè)量方法精密水準(zhǔn)測(cè)量仍然是高精度變形監(jiān)測(cè)信息獲取的主要手段?？v觀國內(nèi)外數(shù)十年變形監(jiān)測(cè)手段的發(fā)展與進(jìn)步，建筑物變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展成果主要有下幾個(gè)方面(1)測(cè)量機(jī)器人，是一種能夠自動(dòng)精確照準(zhǔn)讀數(shù)獲取角度、距離、三維坐標(biāo)等信息并且代替人進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識(shí)、分析、判斷、推理及自我控制的智能型電子全站儀。它是以全站儀為基礎(chǔ)，并集成步進(jìn)馬達(dá)、CCD影像傳感器從而構(gòu)成視頻成像系統(tǒng)，并且能夠智能化的控制應(yīng)用軟件進(jìn)行計(jì)算。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了建筑物一定范圍內(nèi)的無人職守、全天候、全方位的變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)，是一種很好的技術(shù)手段。(2)攝影測(cè)量技術(shù)。地面攝影測(cè)量是利用地面基線兩端點(diǎn)上的專用攝影機(jī)拍攝的相片對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攝影測(cè)

18、量?；具^程如下：用攝影經(jīng)緯儀對(duì)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行攝像，獲取相片后用掃描儀數(shù)字化，輸入計(jì)算機(jī)得到數(shù)字影像，然后通過內(nèi)業(yè)量測(cè)和數(shù)據(jù)處理得到變形體的二維或是三維坐標(biāo)，比較不同時(shí)刻相同目標(biāo)點(diǎn)的位移情況，平差計(jì)算建立變形體的表面數(shù)值模型。這種通過將攝影的相片轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像，然后再利用數(shù)字影像處理技術(shù)和數(shù)字影像匹配技術(shù)獲得同名像點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而獲得變形物點(diǎn)的坐標(biāo)，具有效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。地面攝影測(cè)量可用于房屋建筑、橋梁隧道、道路邊坡、水電工程、地下工程、高聳構(gòu)筑物的變形觀測(cè)，精度可達(dá)亞毫米級(jí)。 (3)高精度GPS形變測(cè)量。GPS系統(tǒng)的建立給定位技術(shù)帶來了革命性的變化。應(yīng)用GPS靜態(tài)定位技術(shù)在多個(gè)測(cè)站上進(jìn)行

19、長時(shí)間觀測(cè)，得到的數(shù)據(jù)后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，可以在幾百公里甚至上千公里的距離上達(dá)到厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的觀測(cè)精度。由于GPS技術(shù)具有精度高、速度快、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，而且當(dāng)通過利用GPS技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、處理與分析技術(shù)進(jìn)行集成時(shí)，可實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、傳輸、管理到變形分析及預(yù)報(bào)的自動(dòng)化，達(dá)到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，而且當(dāng)GPS用于變形監(jiān)測(cè)時(shí)具有很高的精度，它的平面位置精度可達(dá)1-2mm，高程精度可達(dá)2-3mm,因此在建筑物變形監(jiān)測(cè)方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。它在建立和維持全球和地區(qū)的地心坐標(biāo)框架、地震預(yù)報(bào)、精密形變測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)研究及精化大地水準(zhǔn)面等方面都發(fā)揮十分重要的作用。(4)合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)

20、量，是一種新型的極具潛力的空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，是繼GPS之后，在測(cè)繪領(lǐng)域又發(fā)生的一次革命性變化。InSAR是根據(jù)時(shí)間測(cè)距的成像機(jī)理，充分利用了雷達(dá)回波信號(hào)所攜帶的相位信息，能全天候、全天時(shí)地獲取地面精確三維信息。其原理是通過兩幅天線同時(shí)觀測(cè)或兩次平行的對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)，從而獲得同一地區(qū)的重復(fù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后提取地球表面三維的信息。目前，在InSAR基礎(chǔ)上擴(kuò)展的差分干涉技術(shù)和集成技術(shù)，對(duì)于研究地表變形、火山運(yùn)動(dòng)、冰川漂移、城市沉降、山體滑坡、大壩監(jiān)測(cè)等方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。(5)三維激光掃描技術(shù)。它是二十世紀(jì)九十年代中期出現(xiàn)的一項(xiàng)高新測(cè)量技術(shù)。它具有高效率、不接觸、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、主動(dòng)性、高精度、數(shù)字化

21、、自動(dòng)化等特性。它通過高速激光掃描測(cè)量的方法，大面積、高分辨率地快速獲取被測(cè)表面對(duì)象的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并且定期或周期對(duì)監(jiān)測(cè)體的掃描數(shù)據(jù)對(duì)比分析，做出對(duì)檢測(cè)對(duì)象的正確評(píng)估，對(duì)變形監(jiān)測(cè)而言，這種技術(shù)具有重要的意義，它可以實(shí)時(shí)的對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷位移及變形情況。目前國外已對(duì)該領(lǐng)域做了大量的研究精度可以達(dá)到毫米水平。 1.3 研究背景近20年來，我國興建了大量的工業(yè)與交通建筑物、城市高層建筑物和地下工程設(shè)施、安裝了許多大型精密機(jī)械和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施等。這其中不可避免的因?yàn)榻ㄖ镒冃蔚脑驅(qū)е碌陌踩鹿?，給人民生命和國家造成不可挽回的財(cái)產(chǎn)損失。事故的產(chǎn)生有很多原因，比如說，建筑物變形的影響。在工程建筑

22、物及其設(shè)備的施工運(yùn)營過程中，都會(huì)產(chǎn)生變形。當(dāng)這種變形在一定的允許范圍之內(nèi)時(shí)，應(yīng)認(rèn)為是正常的現(xiàn)象，但是如果當(dāng)變形值超過了允許的限度時(shí)，就會(huì)影響建筑物的正常運(yùn)營與使用，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)＜敖ㄖ锏陌踩斐山ㄖ锏目逅葒?yán)重安全事故。因此，變形觀測(cè)作為工程建筑物施工及運(yùn)營期間十分重要一部分也越來越引起各個(gè)部門的重視。故而，在工程建筑物的施工和運(yùn)營期間，必須對(duì)其進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，以判斷建筑物的安全性。建筑物變形觀測(cè)能夠在建筑物的沉降期間獲得建筑物的沉降資料，然后通過分析研究變形觀測(cè)過程中獲取的的資料以監(jiān)視工程建筑物的狀態(tài)的變化和運(yùn)營的情況。在發(fā)現(xiàn)不正常的變形現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)的分析就建筑物變化趨勢(shì)和原因，判斷建筑物

23、的變形情況，采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣矸乐故鹿拾l(fā)生，并改善建筑物運(yùn)營方式，以保證安全。其次，通過對(duì)觀測(cè)資料的分析和研究，可以驗(yàn)證地基與基礎(chǔ)的計(jì)算方法是否正確，工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法是否合理。工程建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、施工、管理和研究工作需要參考資料和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而在施工及運(yùn)營期間的變形觀測(cè)可以對(duì)不同基礎(chǔ)與工程結(jié)構(gòu)的建筑物規(guī)定合理的允許的變形值。而且也可以為建筑物施工過程中最適合采用的哪種結(jié)構(gòu)、材料以及施工工藝提供安全可靠及科學(xué)客觀的依據(jù)。建筑物的沉降觀測(cè)是安全運(yùn)營必不可少的監(jiān)測(cè)手段，它提供了建筑物的施工運(yùn)營期間動(dòng)態(tài)變化和工作情況，這對(duì)分析建筑物變形原因和及時(shí)采取必要的措施，防止事故發(fā)生，改善運(yùn)行管理方式，保證建筑物

24、安全是十分重要的。在變形觀測(cè)資料的內(nèi)業(yè)的處理方面，相繼發(fā)展了過程線，回歸性分析，統(tǒng)計(jì)分析等分析手段，變形監(jiān)測(cè)技術(shù)正在飛速發(fā)展，所有這些理論以數(shù)學(xué)模型與理論為基礎(chǔ)，促進(jìn)了變形監(jiān)測(cè)分析技術(shù)的發(fā)展，確保了建筑物的安全。我國于1998年由建設(shè)部頒布了建筑物變形測(cè)量規(guī)程，這充分表明了變形監(jiān)測(cè)的重要性以及我國對(duì)變形觀測(cè)技術(shù)的重視。對(duì)工程建筑物進(jìn)行定期、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取工程補(bǔ)救，不論是施工期間還是運(yùn)營期間非常重要。變形監(jiān)測(cè)對(duì)掌握變形體的實(shí)際性狀，為判斷其安全提供必要的信息。比如，1985年6月12日長江三峽新灘大滑坡的成功預(yù)報(bào)，保證災(zāi)害的損失達(dá)到最低的限度。它不僅使滑坡區(qū)1371人在滑坡前夕安全撤

25、離，并且使下游的客輪及時(shí)避險(xiǎn)，為國家減少直接經(jīng)濟(jì)損失8700萬。通過對(duì)變形監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理，做出變形體變形的幾何反洗和物理解釋，更好的理解變形機(jī)理，可驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)理論和變形的模型假設(shè)，以改進(jìn)現(xiàn)行的工程設(shè)計(jì)理論，建立、健全科學(xué)的變形預(yù)報(bào)理論和方法。1.4 本文主要研究的內(nèi)容本文首先論述的是變形監(jiān)測(cè)的基本概念、監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法、以及具體的精度要求及規(guī)范；著重研究高層建筑物的變形觀測(cè)方案設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理；最后依據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果作為高層建筑物變形回歸分析的重要依據(jù)，從而預(yù)測(cè)建筑物變形的發(fā)展趨勢(shì)，避免因變形原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的變形，也為以后的勘察設(shè)計(jì)提供可靠的資料

26、及相應(yīng)的變形數(shù)據(jù)。主要研究內(nèi)容如下（1）廣泛查閱資料，初步分析和探討高層建筑物變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容、分類；（2）深入分析和探討建筑物的沉降觀測(cè)和主體傾斜觀測(cè)方案設(shè)計(jì)方法和分析處理數(shù)據(jù)處理技巧；（3）探討變形數(shù)據(jù)對(duì)建筑物變形的影響及更好的預(yù)防和發(fā)現(xiàn)高層建筑的變形來源。1.5 本次方案設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)、測(cè)量及成果處理形成穩(wěn)固可靠的沉降觀測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)（2）按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求，布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)觀測(cè)原器件（3）沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降觀測(cè)（4）觀測(cè)資料的匯總，審核，成果的處理（5）對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)建筑物的沉降情況第二章 變形觀測(cè)概述2.1 變形產(chǎn)生的原因各種工程建筑物都要求堅(jiān)固穩(wěn)定，使

27、變形量達(dá)到最小，以延長使用年限，但是不可避免的，任何建筑物都或多或少的產(chǎn)生變性。工程建筑物產(chǎn)生變形主要由三方面的原因引起，一是自然條件及其變化，二是與建筑物本身相聯(lián)系的原因，三是由于人類的活動(dòng)。其沉降的具體原因有下列幾種因素2.1.1 自然條件及其變化建筑物地基工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì)、大氣溫度和地下水位的變化等。例如，建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)條件不同，有的穩(wěn)定、有的不穩(wěn)定、會(huì)引起建筑物的不均勻沉陷，使其發(fā)生傾斜:建筑在土基上的建筑物，由于土基的塑性變形而引起沉陷；由于溫度與地下水的季節(jié)性和周期性的變化，會(huì)引起建筑物的規(guī)律變形。另外，地震作為一種自然災(zāi)害，它的破壞是巨大的。地震后對(duì)地面的

28、影響是巨大的，它會(huì)使地面產(chǎn)生大面積的沉降。例如，1966年3月邢臺(tái)地震后表明，有的地區(qū)地面升高7厘米，有的地方則下沉30厘米多。2.1.2 與建筑物本身相聯(lián)系的原因建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)及荷載（如風(fēng)力、震動(dòng)等）的作用。當(dāng)在不穩(wěn)定的地基上，修建大型的廠房、水塔或高層建筑物時(shí)，隨著荷載的增加，基礎(chǔ)的壓力會(huì)逐漸增加，土層會(huì)被壓縮，地基逐漸下沉，進(jìn)而引起建筑物的沉降變形。2.1.3 人類的活動(dòng)、工程建設(shè)等所造成的原因礦產(chǎn)資源的開采滿足了國家的能源需求，為國家的生產(chǎn)建設(shè)提供原材料。但地下開采引發(fā)的開采沉陷又反過來對(duì)地表造成破壞，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下開采的規(guī)模也不斷擴(kuò)大,地表的沉降變形問題也

29、日趨嚴(yán)重。此外，地下水的升降對(duì)建筑物的影響是巨大的，由于過量的使用地下水，會(huì)使城市地基發(fā)生大面積的沉降，進(jìn)而使建筑的產(chǎn)生變形。比如20世紀(jì)50年代和60年代初上海地區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，地面沉降量每年約為幾厘米。而且外界的爆破、重載運(yùn)輸產(chǎn)生的連續(xù)性的機(jī)械振動(dòng)，對(duì)建筑物的變形產(chǎn)生連續(xù)性的影響，會(huì)引起建筑物所在地表移動(dòng)而產(chǎn)生變形。此外，還有其它因素導(dǎo)致建筑物的變形，比如，由于勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營管理工作不夠完善，或是由于建筑物本身的質(zhì)量問題，附近工程建筑物的興建改變了地面原有的狀態(tài)，對(duì)于建筑物的地基施加了一定的外力，由于地下工程的開挖，使得其上部或周圍建筑物本身及其基礎(chǔ)的原有應(yīng)力狀態(tài)失去平衡

30、，都會(huì)使建筑物產(chǎn)生變形。2.2 變形監(jiān)測(cè)的基本概念所謂變形監(jiān)測(cè)，就是利用專用的測(cè)量儀器對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)的工作。具體上，是周期性的對(duì)變形體上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得到一組可靠的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷變形體的變形情況。其任務(wù)是確定在外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形監(jiān)測(cè)的研究對(duì)象大到整個(gè)地球，比如地級(jí)移動(dòng)監(jiān)測(cè)、地球板塊運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)，也可以小到一個(gè)工程建筑物或構(gòu)筑物，比如高層建筑物的沉陷觀測(cè)，滑坡體的滑動(dòng)監(jiān)測(cè)，基坑的變形監(jiān)測(cè)。而建筑物的變形觀測(cè)就是測(cè)定建筑物及其地基在建筑物荷重和外力作用下隨時(shí)間而產(chǎn)生的變形的工作。建筑物的變形是指在建筑物施工和使用運(yùn)營過程

31、中，建筑物會(huì)逐漸產(chǎn)生不同程度的變形，并使周圍地表及附屬物產(chǎn)生變化的現(xiàn)象，通常指建筑物（構(gòu)筑物）的沉降、位移、傾斜以及由以上原因可能產(chǎn)生的裂縫、擾曲、扭轉(zhuǎn)等情況。建筑物變形監(jiān)測(cè)的任務(wù)是周期性的對(duì)變形觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，從觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（x，y，z）的變化情況中了解建筑物變形的空間，并通過對(duì)歷次觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行反復(fù)比較，了解其變形隨時(shí)間的變化情況。第三章 建筑物變形觀測(cè)方案設(shè)計(jì)建筑物變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括沉降觀測(cè)、水平位移觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、裂縫和撓度觀測(cè)。通常所說的建筑物變形觀測(cè)是指沉降觀測(cè)，建筑物沉降量一般不大，在短期內(nèi)一般不會(huì)產(chǎn)生顯著的變化，因而要進(jìn)行長期而細(xì)致的沉降監(jiān)測(cè)。沉降觀測(cè)工作通常自地基基礎(chǔ)施工完

32、畢后或基礎(chǔ)墊底澆灌完成后開始，直到沉降穩(wěn)定變形量達(dá)到合理范圍，都要進(jìn)行定期的沉降監(jiān)測(cè)，以便得出地基和基礎(chǔ)在施工和運(yùn)營期間最全面的質(zhì)量指標(biāo)，由所得到的觀測(cè)資料可以選擇加固地基和基礎(chǔ)的方法。要達(dá)到變形監(jiān)測(cè)的預(yù)期目的，必須通過對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的分析，提出監(jiān)測(cè)的精度，合適的監(jiān)測(cè)頻次，制定相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方案。3.1 建筑物變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容1、 沉降觀測(cè)建筑物的沉降是地基、基礎(chǔ)、上層結(jié)構(gòu)及外界影響力共同作用的結(jié)果。沉陷觀測(cè)又稱為垂直位移觀測(cè)，它是測(cè)定建筑物基礎(chǔ)及其本身在垂直方向上的隨時(shí)間的變化量。這種變化一般是由于地基不穩(wěn)固、負(fù)載變化以及自重壓力所產(chǎn)生的，同時(shí)季節(jié)及氣溫的變化也會(huì)產(chǎn)生影響。因此，沉陷觀測(cè)一般在地基基礎(chǔ)

33、施工時(shí)就開始進(jìn)行，直至施工若干年后，有足夠的數(shù)據(jù)表示其停止位移，才能停止觀測(cè)。具體方法為：在建筑物在施工運(yùn)營期間，定期用精密水準(zhǔn)測(cè)量儀器，對(duì)埋設(shè)在建筑物地基及附近的觀測(cè)點(diǎn)測(cè)量其高程，比較不同周期的高程求得其沉降值。通過計(jì)算分析相對(duì)沉降是否有異常，來判斷建筑物的安全性。同時(shí)，也可用其它方法測(cè)定沉降值，比如：地面立體攝影測(cè)量的方法、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量的方法。2、水平位移觀測(cè)指建筑物整體在平面方向上的的位移。水平位移觀測(cè)是測(cè)定建筑物上的觀測(cè)點(diǎn)的平面位置隨時(shí)間而產(chǎn)生變化量的工作。位移產(chǎn)生的原因有：外界壓力、地基不穩(wěn)、荷載的變化等因素。由于外力作用的不穩(wěn)定性，因此建筑物發(fā)生位移并不能夠確定，可能是任意方向

34、的，也可能是某一特定的方向。當(dāng)建筑物的位移發(fā)生在任意方向時(shí)，常用的測(cè)定位移方法為前方交會(huì)法，對(duì)于那些由于視線的阻擋而不宜用交會(huì)法觀測(cè)的建筑物，可采用導(dǎo)線測(cè)量的方法，變化位移值可通過計(jì)算不同觀測(cè)周期所獲得的觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)求得。而對(duì)于特定方向位移的測(cè)定常用基準(zhǔn)線法，由于建筑物的基線及其平行線可認(rèn)為是固定不變的，所以可以用測(cè)量儀器定期測(cè)定建筑物相對(duì)于它的偏離值，以計(jì)算位移值。但要求該基準(zhǔn)線兩端基點(diǎn)應(yīng)選在變形影響范圍之外，并設(shè)立牢固標(biāo)石以防止其發(fā)生位移。此外，水平位移的測(cè)量，也可采用邊角交會(huì)法、極坐標(biāo)法、三角測(cè)量法等。3、傾斜觀測(cè)由于建筑物地基有差異沉降或受外力不均勻，而使建筑物豎直軸線產(chǎn)生垂直偏差。測(cè)定

35、建筑物傾斜的方法有兩種：一種是直接測(cè)定建筑物的傾斜，懸吊垂球法是直接測(cè)定建筑物傾斜的方法中最簡單的，通過測(cè)定建筑物相對(duì)垂球偏差值可直接測(cè)定傾斜量。而對(duì)于測(cè)定建筑物主體的傾斜，可以通過周期性的測(cè)量建筑物頂部及其對(duì)應(yīng)底部的觀測(cè)點(diǎn)或頂部中心點(diǎn)相對(duì)于底部中心點(diǎn)的相對(duì)位移值，便可以測(cè)定建筑物的偏移值。而對(duì)于另一種，建筑物沉降是不均勻的，可以測(cè)定建筑物的相對(duì)沉陷來計(jì)算建筑物的傾斜量。比如測(cè)定整體度較好的建筑物的傾斜觀測(cè)，便可以根據(jù)基礎(chǔ)差異沉降推算主體傾斜值4、裂縫觀測(cè)建筑物裂縫往往出現(xiàn)在建筑物基礎(chǔ)局部產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)的墻體。由于受到建筑物差異沉降或其它因素的影響時(shí)，其墻、柱、梁、板等部位都有可能產(chǎn)生裂縫。

36、而裂縫觀測(cè)就是測(cè)定建筑物上裂縫隨時(shí)間的發(fā)展情況的工作。通過裂縫觀測(cè)可以測(cè)定建筑物裂縫的位置、走向、長度和寬度變化，來判斷裂縫是否危及建筑物的安全。一般情況下，建筑物、構(gòu)筑物和水壩的裂縫觀測(cè)，宜在裂縫兩側(cè)設(shè)置觀測(cè)標(biāo)志，定期觀測(cè)其位置的變化，以取得裂縫的大小和走向及變化情況。而對(duì)于較大的裂縫，應(yīng)在其最寬處及裂縫末端至少布設(shè)一對(duì)觀測(cè)標(biāo)志。裂縫觀測(cè)結(jié)果常與其它數(shù)據(jù)一起供探討建筑物變形的原因、變形的發(fā)展趨勢(shì)和判斷建筑物的安全等參考。5、撓度觀測(cè)測(cè)定建筑物在受力后撓曲程度的工作稱為撓度觀測(cè)。具體的觀測(cè)內(nèi)容是測(cè)定建筑物的監(jiān)測(cè)點(diǎn)在鉛垂面內(nèi)的高程值相對(duì)于底部的高程值的差值。高層建筑物通常采用的方法為前方交會(huì)法。

37、而當(dāng)建筑物內(nèi)部有豎直通道時(shí)，多采用垂線觀測(cè)來測(cè)定建筑物的撓曲度，也就是從建筑物的頂部附近直到建筑物底部懸掛一根下掛重錘的不銹鋼絲，并將觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在建筑物不同高程上，用測(cè)量儀器定期測(cè)出各點(diǎn)與垂線最低點(diǎn)的相對(duì)位移，通過計(jì)算并比較不同周期的觀測(cè)成果，從而求得建筑物的撓度值。對(duì)于目前比較先進(jìn)的電子傳感設(shè)備，由于電子設(shè)備的敏感度較高，可將觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于垂線的微小位移變換成電感輸出，經(jīng)放大后由電橋測(cè)定便可顯示各點(diǎn)的撓度值。 總體上來說，變形監(jiān)測(cè)的方法的選定，有許多因素的影響，其主要依據(jù)有：監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)、精度要求、變形速率以及監(jiān)測(cè)體的安全性等指標(biāo)。表3.1 建筑物變形監(jiān)測(cè)類別與方法的選定類別監(jiān)測(cè)方法水平位移

38、監(jiān)測(cè)三角形網(wǎng)、極坐標(biāo)法、交會(huì)法、GPS測(cè)量、正倒垂線法、視準(zhǔn)線法、引張線法、激光準(zhǔn)直法、精密測(cè)距、伸縮儀法、多點(diǎn)位移計(jì)、傾斜儀等垂直位移監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量、電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量等三維位移監(jiān)測(cè)全站儀自動(dòng)跟蹤測(cè)量法、衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位測(cè)量（RTK）、攝影測(cè)量法等主體傾斜經(jīng)緯儀投點(diǎn)法、差異沉降法、激光準(zhǔn)直法、垂線法、傾斜儀、電垂直梁等撓度觀測(cè)垂線法、差異沉降法、位移計(jì)、撓度計(jì)等監(jiān)測(cè)體裂縫精密測(cè)距、伸縮儀、測(cè)縫計(jì)、位移計(jì)、攝影測(cè)量等應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)3.2 變形監(jiān)測(cè)頻率的確定變形監(jiān)測(cè)的頻率取決于變形的大小、速度、觀測(cè)的目的以及安全性的要求。變形監(jiān)測(cè)頻率的大小應(yīng)能反映出變形體的變形規(guī)律

39、，并可隨單位時(shí)間內(nèi)的變形量大小而定；大壩隨水位的高低而確定觀測(cè)頻率。當(dāng)變形量較大時(shí)，應(yīng)增大監(jiān)測(cè)頻率，來監(jiān)測(cè)建筑物可能出現(xiàn)的問題，確保建筑的安全；當(dāng)變形量減小時(shí)，說明建筑物的變形已達(dá)到穩(wěn)定，可減小監(jiān)測(cè)頻率，以節(jié)約相應(yīng)的人力物力。沉降觀測(cè)周期可用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：T2mhKvmh表示沉降觀測(cè)點(diǎn)的高差中誤差v表示沉降觀測(cè)速度，一般取平均沉降量與觀測(cè)日的比值K表示變形值與其誤差比通常在使用階段，沉降觀測(cè)的周期可參照下表表3.2 沉降觀測(cè)周期的選定沉降速度/（mm/d）觀測(cè)周期/月沉降速度/（mm/d）觀測(cè)周期/月0.30.50.020.0560.10.310.010.02120.050.130.01停

40、止通常情況下，在工程建筑物建成的初期，變形速度較快，經(jīng)過一段時(shí)間后建筑物的變形趨于穩(wěn)定，因此初始階段的觀測(cè)頻率也要大一些，后期可以適當(dāng)減少觀測(cè)次數(shù)，但仍然不能夠停止觀測(cè)，仍需進(jìn)行定期觀測(cè)。具體可以根據(jù)以下原則1、根據(jù)編制的工程施測(cè)方案對(duì)埋設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初測(cè)，初測(cè)應(yīng)增加觀測(cè)量，以提高初始值的可靠性。2、在施工階段，變形觀測(cè)的觀測(cè)周期應(yīng)按照施測(cè)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行。對(duì)于一般性建筑，對(duì)于精度的要求并不高，可以在地下室砌完或基礎(chǔ)完工后開始觀測(cè)，而對(duì)于高層建筑物，則需要從基礎(chǔ)底部完工或基礎(chǔ)墊層后開始觀測(cè)。觀測(cè)次數(shù)與時(shí)間的確定應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度及荷載情況。對(duì)于民用建筑，觀測(cè)周期可每加高 12 層觀測(cè)一次，如建筑

41、物均勻增高，荷載每增加25%時(shí)各測(cè)一次；而工業(yè)建筑物可以按不同施工階段分別進(jìn)行觀測(cè)，比如，由于某種原因的暫時(shí)停工，可在停工時(shí)和重新開工時(shí)各觀測(cè)一次。而在停工期間，為了保證建筑物的安全，可每隔 23 月觀測(cè)一次。3、在建筑物使用階段，觀測(cè)次數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)沉降速度大小和地基土類型。一般情況下，在第一年應(yīng)觀測(cè) 34 次，第二年應(yīng)觀測(cè) 23 次，第三年后每年至少一次，直至建筑物達(dá)到穩(wěn)定為止。4、當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)，比如荷載突然增加、長時(shí)間連續(xù)降水使基礎(chǔ)四周大量積水等情況，都應(yīng)該增加變形觀測(cè)次數(shù)，以確保建筑物的安全。當(dāng)遇到突發(fā)狀況時(shí)，比如建筑物突然發(fā)生大面積沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，需進(jìn)行每日或 23天一次的連續(xù)

42、觀測(cè)。3.3 監(jiān)測(cè)部位和測(cè)點(diǎn)布置的確定對(duì)建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)時(shí)，通常需要在建筑物的特征部位埋設(shè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以代表整個(gè)建筑物的變形情況。還需要在變形影響范圍之外的地方埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，定期的測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形值，以達(dá)到控制變形觀測(cè)精度，保證變形觀測(cè)順利實(shí)施的目的。3.3.1 變形網(wǎng)點(diǎn)的布置要求變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)點(diǎn)，分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn)，可分為二級(jí)控制，也可以由基準(zhǔn)點(diǎn)直接控制觀測(cè)點(diǎn)。通常情況下，其布設(shè)應(yīng)符合下列要求1 、基準(zhǔn)點(diǎn)，作為變形監(jiān)測(cè)的控制點(diǎn)，應(yīng)選在變形影響區(qū)域之外的位置來保證其穩(wěn)固可靠。每個(gè)工程至少應(yīng)有三個(gè)間隔盡量相等、間距一般不大于100m的基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣有利于檢查三點(diǎn)之間的高差

43、變化。對(duì)于大型的工程項(xiàng)目，其基準(zhǔn)點(diǎn)的安置有特殊要求，應(yīng)采用帶有強(qiáng)制歸心裝置的觀測(cè)墩，或者采用雙金屬標(biāo)鋼管標(biāo)。2 、工作基點(diǎn)，作為基準(zhǔn)點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn)的過渡點(diǎn)一般選在地基比較穩(wěn)定且便于使用的位置。通常將工作基點(diǎn)布設(shè)于靠近建筑物，盡量不受其變形影響且距觀測(cè)點(diǎn) 20100m，穩(wěn)固，便于長期保存的位置，埋設(shè)深度應(yīng)在地下水位之下級(jí)凍土層以下 0.5m 。同樣，在大型工程施工區(qū)域內(nèi)，水平位移監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)宜采用帶有強(qiáng)制歸心裝置的觀測(cè)墩，垂直位移監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)可采用鋼管標(biāo)。而對(duì)通視條件較好的小型工程，可不設(shè)立工作基點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)上直接測(cè)定變形觀測(cè)點(diǎn)。3、 變形觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)立在能夠反映監(jiān)測(cè)體變形特征的位置或監(jiān)測(cè)斷面上，監(jiān)

44、測(cè)斷面一般分為：關(guān)鍵斷面、重要斷面和一般斷面。需要時(shí)，還應(yīng)埋設(shè)一定數(shù)量的應(yīng)力、應(yīng)變傳感器。建筑物變形觀測(cè)點(diǎn)一般選擇在地基基礎(chǔ)上。具體位置要求如下：1、建筑物的四角及沿承重墻每隔812m或間隔23個(gè)筑基上設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，高于15m的建筑物，其內(nèi)部承重柱上應(yīng)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。2、建筑物的拐角處、高低層之間或新舊建筑物連接處、縱橫交接處的兩側(cè)應(yīng)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。3、設(shè)備基礎(chǔ)的縱橫軸線兩端，基礎(chǔ)四角，負(fù)重、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)變化處，填挖方分界線兩側(cè)，沉降縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。4、高聳型建筑物應(yīng)在其四周對(duì)稱布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。 3.3.2 標(biāo)志埋設(shè)變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)是控制變形監(jiān)測(cè)精度的基礎(chǔ)，因此要認(rèn)真對(duì)待布設(shè)一定數(shù)量（不少于三個(gè)）的基

45、準(zhǔn)點(diǎn)位。需要保證所設(shè)置的變形網(wǎng)點(diǎn)牢固、便于長期保存與利用，并且盡量避免氣溫變化過大與加固群樓基礎(chǔ)而進(jìn)行打樁對(duì)其的影響。布置變形網(wǎng)點(diǎn)時(shí)根據(jù)在施工前所收集的資料，比如建筑平面圖、地層結(jié)構(gòu)圖，并考慮建筑場(chǎng)地實(shí)際條件，最后與建筑施工單位有關(guān)人員商議從而確定變形網(wǎng)點(diǎn)的布置。在布設(shè)過程中，盡量避免將所有的變形網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)于建筑物的同一方向，要使布設(shè)的變形網(wǎng)點(diǎn)平均分布于建筑物的四周，使局部的微小變形對(duì)此次觀測(cè)的影響達(dá)到最小。變形網(wǎng)點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)根據(jù)附近建筑物的分布情況、土壤的堅(jiān)實(shí)程度以及監(jiān)測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)來確定。通常情況下，變形網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在不易受土壤膨脹和收縮的影響的基巖上，這樣便可保證變形網(wǎng)點(diǎn)的穩(wěn)固可靠。如下圖1所示

46、，水準(zhǔn)基點(diǎn)的埋設(shè)按以下要求進(jìn)行。為確保不受冬季凍漲變形的影響，用 22mm 鋼筋和混凝土埋入地表下1.21.5m。對(duì)于建筑物的沉降觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在最能夠反映建筑物變形的點(diǎn)上。觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)要考慮到基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、建筑結(jié)構(gòu)、內(nèi)部應(yīng)力的分布等因素。埋設(shè)時(shí)要保證觀測(cè)點(diǎn)與建筑物的連接要牢固，使得觀測(cè)點(diǎn)的變化能真正反映建筑物的沉陷情況。隨著工程基礎(chǔ)框架由地面向上延伸，將一根帶十字標(biāo)志的鋼筋的觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在澆注建筑物每根混凝土的基柱中,如圖2所示，在施工過程中直到變形觀測(cè)工作結(jié)束要保證標(biāo)志始終露在外面，以便根據(jù)它們獲得柱子的精確高程。鋼筋標(biāo)志要放入澆注的混凝土中，使它牢固，否則會(huì)影響觀測(cè)精度。圖1 水準(zhǔn)

47、基點(diǎn)的布設(shè) 圖2 沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置 3.4 變形監(jiān)測(cè)依據(jù)及精度要求由于變形監(jiān)測(cè)涉及的安全問題，故與其他測(cè)量工作相比，變形監(jiān)測(cè)的精度要求更高。確定合理的測(cè)量精度是很重要的，過高的精度要求使測(cè)量工作復(fù)雜，增加費(fèi)用和時(shí)間，而精度定的太低又不能保證建筑物的安全性，并且增加變形分析的困難。不同類型的工程建筑物，變形觀測(cè)的精度要求差別較大。對(duì)于同類工程建筑物，根據(jù)其結(jié)構(gòu)、形狀不同，要求的精度也有差異。即使同一建筑物，不同部位的精度要求也不同。因此，制定合理的變形觀測(cè)精度，對(duì)工程施工是極為重要的。變形監(jiān)測(cè)的精度及規(guī)范主要依據(jù)：1、建筑物沉降變形測(cè)量規(guī)程（JB12897-2006）2、工程測(cè)量規(guī)范（JB500

48、26-2007）3、變形監(jiān)測(cè)等級(jí)劃分及精度要求表3.3變形監(jiān)測(cè)等級(jí)劃分及精度要求等級(jí)垂直位移監(jiān)測(cè)水平位移監(jiān)測(cè)適用情況變形觀測(cè)點(diǎn)的高程中誤差（mm）相鄰變形觀測(cè)點(diǎn)的高程中誤差（mm）變形觀測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差（mm）一等0.30.11.5變形特別敏感的高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、工業(yè)建筑、重要古建筑、大型壩體、精密工程設(shè)施、特大型橋梁、大型直立巖體、大型壩體地殼變形監(jiān)測(cè)等二等0.50.33.0變形特別敏感的高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、工業(yè)建筑、古建筑、特大型和大型橋梁、大中型壩體、直立巖體、高邊坡、重要工程設(shè)施、重大地下工程、危害性較大的滑坡監(jiān)測(cè)等、三等1.00.56.0一般性的高層建筑、多層建筑、工業(yè)建筑

49、、高聳構(gòu)筑物、直立巖體、高邊坡、深基坑、一般地下工程、危害性一般的的滑坡監(jiān)測(cè)、大型橋梁等四等2.01.012.0觀測(cè)精度要求較低的建筑物、普通滑坡監(jiān)測(cè)大型橋梁等4、水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)主要技術(shù)要求表3.4水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)主要技術(shù)要求等級(jí)相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差（mm）平均邊長L（m）測(cè)角中誤差（）測(cè)角相對(duì)中誤差水平角觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)1級(jí)儀器2級(jí)儀器一等1.53000.7130000012-2001.012000009-二等3.04001.012000009-2001.8110000069三等6.04501.81100000693502.518000046四等12.06002.5180000465、監(jiān)測(cè)

50、基準(zhǔn)網(wǎng)邊長，宜采用電磁波測(cè)距。其主要技術(shù)要求表3.5監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)邊長主要技術(shù)要求等級(jí)儀器精度等級(jí)每邊測(cè)回?cái)?shù)一測(cè)回讀數(shù)較差（mm）單程各測(cè)回較差（mm）氣象數(shù)據(jù)測(cè)定的最小讀數(shù)往返較差（mm）溫度（）氣壓（Pa）往返一等1mm級(jí)儀器4411.50.2502（a+bD）二等2mm級(jí)儀器3334三等5mm級(jí)儀器2257四等10mm級(jí)儀器4-8106、沉降變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要技術(shù)要求表3.6沉降變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要技術(shù)要求等級(jí)相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差（mm）每站高差中誤差（mm）往返較差、附和和閉合差（mm）檢測(cè)已測(cè)高差較差（mm）一等0.30.070.15n0.2n二等0.50.150.3n0.4n三等1.00.30.

51、6n0.8n四等2.00.71.4n2.0n第四章 變形監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施4.1 工程概況包頭市恒大華府項(xiàng)目位于包頭市九原區(qū)，具體位置位于巴音高勒公園的北側(cè)，九原區(qū)新政府的東側(cè)。包頭市恒大華府項(xiàng)目總體占地面積進(jìn)1000畝。共分為三期開發(fā)，首期占地面積為480畝，主要由11層和18層的小高層組成。恒大華府項(xiàng)目將人類生活環(huán)境與自然緊密的結(jié)合在一起，小區(qū)內(nèi)湖景園林的總占地面積為129000平方米，并且包括一個(gè)面積達(dá)24000平方米人工湖，湖水貫穿于小區(qū)之中，綠樹成蔭，環(huán)境優(yōu)美。本次對(duì)包頭恒大華府項(xiàng)目首一期工程2樓進(jìn)行沉降觀測(cè)，得到觀測(cè)的數(shù)據(jù)。此建筑物地上18層，地下1層，為剪力墻結(jié)構(gòu)，地基建在基巖

52、上，非常穩(wěn)定。分十九次觀測(cè)，得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)均為實(shí)測(cè)，施工順利進(jìn)行，并能夠真實(shí)的反映此建筑物在施工過程中的形變。監(jiān)測(cè)時(shí)間自2008年6月3日至2011年11月12日，共計(jì)1355天。4.2 測(cè)量等級(jí)的選定 4.2.1 沉降觀測(cè)精度本次對(duì)包頭恒大華府A2樓進(jìn)行沉降觀測(cè)，采用三等觀測(cè)精度，沉降基準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)采用三等水準(zhǔn)測(cè)量，往返高差較差或高差閉合差應(yīng)0.3nmm（n為測(cè)站數(shù)），最大不超過0.5nmm，沉降觀測(cè)往返高差或高差閉合差應(yīng)1.0nmm，（n為測(cè)站數(shù)），最大不超過1.5nmm.觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差：0.3 mm；觀測(cè)的視線長度：50m前后視距差：1.0m視距累積差：3.0m4.2.2 沉降觀測(cè)周期

53、本次觀測(cè)采用精密水準(zhǔn)測(cè)量，觀測(cè)的對(duì)象屬于一般高層建筑物，在基礎(chǔ)施工完畢即開始首次觀測(cè)，由于首次觀測(cè)結(jié)果是建筑物變形分析的基礎(chǔ)值，一般重復(fù)觀測(cè)兩次觀測(cè)取其平均值來保證其結(jié)果的準(zhǔn)確性。觀測(cè)時(shí)嚴(yán)格按照三等水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行，采用紅黑尺并按后前前后的觀測(cè)順序進(jìn)行，為提高觀測(cè)的精度，盡量使后視與前視的距離相等，保證每圈的觀測(cè)站數(shù)為偶數(shù)并按照“三固”原則，即每次觀測(cè)都采用固定作業(yè)人員、固定的儀器設(shè)備、固定儀器站的辦法。在作業(yè)過程中及時(shí)檢查各項(xiàng)限差，如有超限應(yīng)返工重測(cè)。每個(gè)周期的觀測(cè)必須連續(xù)進(jìn)行并記錄好觀測(cè)時(shí)間及工程進(jìn)度。4.3 沉降點(diǎn)的布置4.4 觀測(cè)方法步驟4.4.1 建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)根據(jù)工程的特點(diǎn)布局、

54、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件制訂測(cè)量施測(cè)方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)(或城市精密導(dǎo)線點(diǎn))根據(jù)工程的測(cè)量施測(cè)方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。要求：（1） 一般高層建筑物周圍要布置3個(gè)以上水準(zhǔn)點(diǎn)，其間距不大于100米。（2） 在場(chǎng)區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視能看到到2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且場(chǎng)區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校。（3） 各水準(zhǔn)點(diǎn)要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動(dòng)區(qū)范圍之外，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋深要符合二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求(大于1.5米)，根據(jù)工程特點(diǎn)，建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，平差計(jì)算出各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。4.4.2 建立固定觀測(cè)路線根據(jù)以上原則并結(jié)合工程的特點(diǎn)，此樓共布設(shè)了13個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。另外，需

55、在建筑物附近較隱蔽且土層較穩(wěn)定的地方設(shè)置不少于3個(gè)永久基準(zhǔn)點(diǎn)，每次觀測(cè)先校核基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，判斷選擇穩(wěn)定點(diǎn)作為沉降觀測(cè)的起算點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘的情況考慮基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性和觀測(cè)精度要求布設(shè)的，變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)選在遠(yuǎn)離該建筑物50米外的堅(jiān)固地方。4.5 儀器觀測(cè)方法與過程4.5.1 測(cè)量儀器本工程采用日本索佳SDL30M電子精密水準(zhǔn)儀一套,銦鋼水準(zhǔn)尺一對(duì)4.5.2 沉降觀測(cè)方法的選定本次觀測(cè)作業(yè)采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)，因?yàn)樗哂欣碚搰?yán)密、簡便易行精度高、穩(wěn)定可靠、可以測(cè)定絕對(duì)垂直位移等諸多優(yōu)點(diǎn)，使用它觀測(cè)很容易達(dá)到觀測(cè)目的，且由于恒大華府周邊地勢(shì)平坦、視野開闊，使用精密水準(zhǔn)測(cè)量很容易實(shí)現(xiàn)

56、。第五章 數(shù)據(jù)處理5.1 觀測(cè)資料的整理沉降觀測(cè)成果包括外業(yè)采集的各種原始觀測(cè)數(shù)據(jù)和將原始觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過處理所得到的結(jié)果。它們以數(shù)字的形式來表現(xiàn)。對(duì)于沉降觀測(cè)的周期觀測(cè)數(shù)據(jù)需進(jìn)行觀測(cè)值的質(zhì)量檢查，如完整性、一致性質(zhì)量檢查，進(jìn)行粗差和系統(tǒng)誤差檢驗(yàn)，方差分量估計(jì)，保證沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果正確可靠。對(duì)于各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的時(shí)間序列實(shí)測(cè)資料，通過插值方法或擬合方法整理成等間隔的觀測(cè)序列以便提供沉降分析使用。對(duì)沉降觀測(cè)所采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理是沉降觀測(cè)重要的一個(gè)步驟，因?yàn)樗欣谠紨?shù)據(jù)的存檔保管和進(jìn)一步利用。由于沉降觀測(cè)的數(shù)據(jù)不能一次得到，而需要經(jīng)過多次不同時(shí)期的觀測(cè)來完成。因此，對(duì)每次采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理就

57、顯得更為重要。5.2 觀測(cè)資料的處理外業(yè)觀測(cè)所得到的數(shù)據(jù)由于受到測(cè)量儀器，觀測(cè)者和外界環(huán)境的影響，都會(huì)產(chǎn)生這樣那樣的誤差，所以要通過一定的數(shù)學(xué)模型，對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算。將各次觀測(cè)記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值。從而確定出沉降量并統(tǒng)計(jì)表匯總。同時(shí)要計(jì)算出建筑物平均沉降量、平均沉降速率、各沉降點(diǎn)位沉降速率等重要數(shù)據(jù)。繪制沉降曲線圖。由于本文重點(diǎn)在于對(duì)數(shù)據(jù)成果的分析，所以取得的數(shù)據(jù)是平差后的數(shù)據(jù)。5.3 沉降觀測(cè)成果整理沉降觀測(cè)成果的整理包括對(duì)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算（包括平均沉陷量、累計(jì)平均沉陷量與沉陷速度），制作沉降觀測(cè)成果表，繪制沉降觀測(cè)圖等。5.4 沉降觀測(cè)數(shù)

58、據(jù)的計(jì)算 平均沉降量是用來衡量各觀測(cè)點(diǎn)在某觀測(cè)時(shí)的平均沉降量，是衡量沉降觀測(cè)成果的重要依據(jù)。它的計(jì)算公式為：平均沉降量=各點(diǎn)沉降量的和沉降點(diǎn)個(gè)數(shù)累計(jì)平均沉降量=各點(diǎn)累計(jì)沉降量的和沉降點(diǎn)個(gè)數(shù)沉降速度=平均沉降量兩次觀測(cè)時(shí)間的間隔建 筑 物 沉 降 觀 測(cè) 成 果 表觀測(cè)次數(shù)觀測(cè)日期沉降情況沉降情況NoNo2絕對(duì)高（m）本次下沉累積下沉絕對(duì)高（m）本次下沉累積下沉12008.06.031053.413490.000.001053.843500.000.0022008.11.071053.408954.544.541053.838375.135.1332008.11.231053.408480.47

59、5.011053.837830.545.6742009.03.091053.406631.856.861053.835911.927.5952009.06.091053.405980.657.511053.835190.728.3162009.08.031053.401454.5312.041053.830814.3812.6972009.09.021053.399961.4913.531053.829141.6714.3682009.09.201053.398651.3114.841053.828021.1215.4892009.10.201053.397511.1415.981053.82

60、6661.3616.84102009.11.201053.39770-0.1915.791053.825351.3118.15112010.03.141053.395022.6818.471053.822862.4920.64122010.04.241053.392592.4320.901053.821231.6322.27132010.05.231053.390312.2823.181053.819142.0924.36142010.08.231053.388751.5624.741053.817791.3525.71152010.11.141053.388040.7125.451053.8