注冊測繪師培訓詳細全面工程測量七

目

錄3.1工程測量概述3.2工程控制網(wǎng)建立3.3工程地形圖測繪概述控制測量規(guī)劃測量3.4城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程測量3.5線路與橋梁、水利、市政工程測量3.6礦山與隧道工程測量3.7地下管線測量施工測量竣工測量變形監(jiān)測3.8工程竣工測量3.9變形與形變監(jiān)測3.10精密工程測量3.9.1概述3.9.2變形監(jiān)測方案設(shè)計3.9.3變形監(jiān)測方法3.9.4變形監(jiān)測實施3.9.5質(zhì)量控制與成果歸檔3.9.1概述一、變形與形變監(jiān)測（1）變形是物體在外來因素作用下產(chǎn)生的形狀和尺寸的改變形變--變形體自身的形變（伸縮、錯動、彎曲和扭轉(zhuǎn)）變形--變形體的剛體位移（整體平移、整體轉(zhuǎn)動、整體升降和整體傾斜）（2）變形監(jiān)測：利用測量儀器或?qū)Ｓ脙x器對變形體的變化狀況進行監(jiān)視、監(jiān)測的測量工作。（3）變形監(jiān)測目的：變形監(jiān)測工作：獲得變形體的空間位置隨時間變化的特征變形的物理解釋：解釋變形的原因一、變形與形變監(jiān)測（4）形變監(jiān)測：指對地殼或地面的水平和垂直運動所進行的變形監(jiān)測工作目的-監(jiān)測地震前兆或評價區(qū)域構(gòu)造的穩(wěn)定性（5）變形監(jiān)測是通過測量位于變形體上有代表性的離散點（變形觀測點）的變化來描述變形體的變形分類：靜態(tài)變形監(jiān)測（通過周期觀測得到）動態(tài)變形監(jiān)測（通過持續(xù)監(jiān)測得到）二、變形監(jiān)測對象變形體：城市、工礦區(qū)等地面沉降監(jiān)測（地面形變監(jiān)測）；工程建筑物三維變形監(jiān)測、滑坡體滑動監(jiān)測。最具代表性的變形體主要有高層建筑、大壩、橋梁、隧道、邊坡、礦區(qū)地表三、變形監(jiān)測特點（1）重復(fù)觀測：重復(fù)觀測，觀測方案一致（2）精度要求較高：典型精度1mm或相對精度10-6（3）測量方法綜合應(yīng)用：綜合利用地面測量、空間測量、攝影測量、激光雷達技術(shù)及專門測量手段，達到取長補短、相互校核（4）數(shù)據(jù)處理要求嚴密：需要多學科知識的交叉配合，才能對變形體進行合理的幾何分析和物理解釋四、變形監(jiān)測內(nèi)容幾何監(jiān)測：水平位移--變形監(jiān)測點在水平面上的變動垂直位移--變形監(jiān)測點在鉛直線方向上的變動偏距--某一特定方向的位移傾斜--換算成水平或垂直位移分量，通過水平或垂直位移測量得到撓度--某一特定方向的位移彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動、裂縫物理監(jiān)測：應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、氣壓、水位、滲流、滲壓、揚壓力3.9.2變形監(jiān)測方案設(shè)計一、基本技術(shù)要求1.設(shè)計要求（1）收集資料：地質(zhì)和水文資料、工程設(shè)計圖紙（2）變形監(jiān)測方案設(shè)計：

變形體特點、變形類型、目的、任務(wù)、測區(qū)條件（3）確定監(jiān)測精度、監(jiān)測方法、監(jiān)測基準網(wǎng)精度估算和布設(shè)、觀測周期、項目預(yù)警值、使用的儀器設(shè)備等內(nèi)容（4）坐標系統(tǒng)和高程基準：國家坐標系統(tǒng)和高程基準、測區(qū)原有的，假定坐標系統(tǒng)（較小規(guī)模）變形監(jiān)測網(wǎng)一般進行顧及精度、可靠性、靈敏度及費用準則的優(yōu)化設(shè)計一、基本技術(shù)要求2.觀測要求：（1）在較短時間內(nèi)完成（2）采用相同觀測路線和觀測方法（3）使用同一儀器和設(shè)備（4）觀測人員相對固定（5）記錄相關(guān)的環(huán)境因素，包括荷載、溫度、降水、水位（6）

采用統(tǒng)一基準處理數(shù)據(jù)一、基本技術(shù)要求4.預(yù)警要求：當數(shù)據(jù)結(jié)果出現(xiàn)以下情況下，要通知建設(shè)單位和施工單位采取相應(yīng)措施（1）變形量達到預(yù)警值或接近允許值（2）變形量出現(xiàn)異常變化（3）建筑物的裂縫或地表的裂縫快速擴大5.變形分析要求：（1）觀測成果的可靠性分析；（2）變形體的累計變形量和兩相鄰觀測周期的相對變形量分析（3）相關(guān)影響因素的作用分析說明：較小規(guī)模的工程，至少包括前三項內(nèi)容（4）回歸分析（5）有限元分析二、監(jiān)測等等級與精度度變形監(jiān)測等等級及精度度要求取決決于變形體體設(shè)計時確確定的變形允許值值大小和變形監(jiān)測的目的的監(jiān)測目的是是為了使變變形值不超超過變形允允許值，從從而確保工工程安全，，則其變形測量量中誤差應(yīng)應(yīng)小于變形形允值1/10～1/20;如果監(jiān)測的的目的是為為了研究其變形過過程，觀測測精度要求求應(yīng)更高。。說明：①建筑物允允許變形值值應(yīng)由設(shè)計計人員提出出②觀測人員員據(jù)此求定定變形測量量中誤差水平位移監(jiān)監(jiān)測基準網(wǎng)網(wǎng)的主要技技術(shù)要求垂直位移監(jiān)監(jiān)測基準網(wǎng)網(wǎng)的主要技技術(shù)要求三、監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)點布設(shè)1.基準點：變形監(jiān)測的的基準，布布設(shè)在變形形影響區(qū)域外穩(wěn)固可靠的的位置點數(shù)：至少少布設(shè)3個基準點水平位移基基準點采用用觀測墩，垂直位移移基準點宜宜采用雙金屬標或鋼管標2.工作基點：：直接測定觀測點點的控制點點，在一個周周期監(jiān)測過過程中應(yīng)保保持穩(wěn)定，，可選在比較穩(wěn)穩(wěn)定且方便便使用的位位置工作基點設(shè)設(shè)在工程施施工區(qū)域內(nèi)內(nèi)水平位移監(jiān)監(jiān)測工作基基點宜采用用觀測墩，，垂直位移移監(jiān)測工作作基點可采采用鋼管標標。通視條件好好的小型工工程可不設(shè)設(shè)工作基點點3.變形觀測點點（目標點點、變形點點、監(jiān)測點點）：布設(shè)在變形形體的地基基、基礎(chǔ)、、場地及上部結(jié)構(gòu)構(gòu)等能反映映變形特征征的敏感位位置三、監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)點布設(shè)雙金屬標：：四、變形觀觀測周期應(yīng)以能系統(tǒng)統(tǒng)地反映變變形體的變變形過程且且不遺漏其其變化時刻刻為原則根根據(jù)變形體體的變形特征、、變形速率率、觀測精精度及外界界影響因素素等綜合確確定變形發(fā)生顯顯著變化時時，應(yīng)及時時增加觀測測頻率說明：①監(jiān)測基準準網(wǎng)由基準準點和部分分工作基點點組成，應(yīng)應(yīng)半年復(fù)測測一次②建筑變形形測量的首首次(即零周期)觀測應(yīng)連續(xù)續(xù)進行兩次次獨立觀測測，并取觀測結(jié)結(jié)果的中數(shù)數(shù)作為變形形測量初始始值。3.9.3變形監(jiān)測方方法靜常規(guī)大地測測量儀器：經(jīng)緯緯儀、水準準儀、測距距儀、全站站儀、測量量機器人態(tài)變形觀測內(nèi)容：：方向、角角度、距離離、高差方法：邊角角測量、交交會法、極極坐標法、、幾何水準準測量應(yīng)用：變形形監(jiān)測網(wǎng)布布設(shè)以及周周期觀測監(jiān)測GPS測量適用范圍：場地地滑坡三維變形形、大壩和橋梁梁水平位移、地地面沉降特點：精度高、、受外界干擾小小合成孔徑雷達干干適用范圍：地面面形變監(jiān)測涉測量方法特點：覆蓋范圍圍大，方便迅速速；成本低，不不需要建立監(jiān)測測網(wǎng)；空間分辨辨率高，可獲得連續(xù)的地表形形變信息；全天天侯、不受云層層及晝夜影響準直測量方法水平準直-水平基準平行于于監(jiān)測物體，測測偏離水平基準準線的微距離測測量垂直準直-經(jīng)過基準點的鉛鉛垂線，偏離垂垂直基準線微距距離測量液體靜力水準測測原理：靜止液面面原理傳遞高程程，測兩點或多多點高差；量方法特點：無須通視視，實現(xiàn)自動化化監(jiān)測適用范圍：建筑筑物基礎(chǔ)、混凝凝土壩基礎(chǔ)、廊廊道和土石壩表表面的垂直位移移觀測特殊監(jiān)測方法應(yīng)變計測量、傾傾斜儀測量；特特點：過程簡單單、容易實現(xiàn)自自動化觀測和連連續(xù)監(jiān)測、可提供局部變形3.9.3變形監(jiān)測方法動實時動態(tài)態(tài)GPS測量變方法基準站、流動站站、數(shù)據(jù)鏈測定各種工程的的動態(tài)變形（風振、日照照及動荷載作用下的變形形）連續(xù)性、實時性性、自動化（電臺、網(wǎng)絡(luò)））形近景攝影在變形體周圍的的穩(wěn)定點上安置高精度數(shù)碼碼相機，對變形體進行攝影影，然后通過數(shù)字攝影測量量處理獲得變形信息可監(jiān)測不同形式式的變形，信息量豐富，可可獲得大量數(shù)據(jù)據(jù)；緩慢、快速或動動態(tài)的變形監(jiān)測量記錄各時期狀態(tài)態(tài)，后續(xù)處理方方便；外業(yè)工作量小、、效率高、勞動動強度低；測觀測不需接觸被被監(jiān)測體地面三維激光掃描方法利用地面三維激激光掃描系統(tǒng)以一定間隔對對變形體表面進行掃描，大大量采集三維坐標數(shù)據(jù)（點點云數(shù)據(jù)），通過去噪、擬合合和建模，獲得變形體的變變形信息信息全面，豐富富；對變形體非接觸觸測量；便于對變形體進進行整體變形研研究3.9.4變形監(jiān)測實施一、變形監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)布設(shè)1.分級布設(shè)：（1）基準網(wǎng)：基準準點和工作基點點構(gòu)成（2）監(jiān)測網(wǎng)：部分分基準點、工作作基點和變形觀觀測點構(gòu)成2.觀測方法：（1）水平位移：三三角形圖、導線線網(wǎng)、GPS網(wǎng)、基準線（2）垂直位移：環(huán)環(huán)形水準網(wǎng)3.9.4變形監(jiān)測實施2.變形觀測分類定義方法數(shù)據(jù)處理沉降觀測測量變形體在垂垂直方向上的位位移水準測量、液體體靜力水準測量、三角高程測測量使用沉降觀測成成果繪時間-荷載-沉降量曲線圖位移觀測測量變形體在水水平方向上的移移動地面測量方法、、數(shù)字近景攝影測量、GPS測量和特殊測量（視準線、激激光準直）通過水平位移觀觀測成果可繪制水平位移移曲線圖傾水平面斜通過測定兩點間間的相對沉降來來確定幾何水準測量、、液體靜力水準、傾斜儀觀垂直面（建筑主通過頂部中心相相對于底部中心心，或某層中心相對對于下層中心的的水平位移矢量投點法、測水平平角法、前方交會法、激光鉛鉛直儀觀測、激光位移、正倒倒垂線法測體傾斜）動態(tài)變形觀測測量變形體在日日照、風荷、振振動等動荷載作用下下產(chǎn)生的變形地面形變觀測地面沉降觀測、、地震形變水準測量、GPS測量、雷達干涉測量（InSAR）3.9.4變形監(jiān)測實施一、沉降觀測1.工業(yè)與民用建筑筑（1）分類：場地沉沉降觀測（建筑筑相鄰影響范圍圍內(nèi)的相鄰地基基沉降和范圍外外的場地地面沉降）、、基坑回彈觀測測、地基土分層層沉降觀測、建建筑物基礎(chǔ)及建建筑本身的沉降觀測（2）時間：基坑開開挖前進行，貫貫穿于整個施工工過程，延續(xù)到到工程建成后，，直到沉降現(xiàn)象結(jié)束2.橋梁：橋墩、橋橋面、索塔沉降降觀測以及橋梁梁兩岸邊坡的沉沉降3.混凝土壩：壩體體、臨時圍堰、、船閘沉降觀測測一、沉降觀測2.沉降觀測方法：：（1）水準測量法（2）液體靜力水準準測量法★原理：利用液液體靜力水準儀儀（相聯(lián)結(jié)的兩容器中中盛有均勻液體體時，液體的表面處于同同一水平面上，，利用兩容器內(nèi)液面的讀讀數(shù)可求得兩觀觀測點間的高差。hHH(ab)(ab)121122二、位移觀測工業(yè)與民用建筑筑：支護邊坡、、建筑主體的水水平位移觀測橋梁：橋面、橋橋梁兩岸邊坡的的水平位移觀測測混凝土水壩：壩壩體、臨時圍堰堰、滑坡的水平平位移觀測位移觀測還有建建筑裂縫、撓度度觀測位移觀測方法：：（1）地面測量方法法（2）近景攝影測量量方法（3）GPS測量方法（4）特殊測量方法法二、位移觀測特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：一、視準線法★A、B分別為在壩兩端端所選定的基準準線端點。★經(jīng)緯儀安置在在A點，覘牌安置在在B點，則通過儀器中心的鉛鉛直線與B點處固定標志中中心所構(gòu)成的鉛直平面面P即形成基準線法法中的基準面。?！镉山?jīng)緯儀的視視準面形成基準準面的基準線法法，稱之為視準線法法。特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：一、視準線法1.測小角法：利用用經(jīng)緯儀精確測測出基準線與置置鏡點到觀測點點視線所夾的微微小角度，計算偏移距離的的方法特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：一、視準線法2.活動覘牌法：活動覘牌法是視視準線法的另一一種方法。觀測測點的位移值是直直接利用安置于于觀測點上的活活動覘牌（見圖14.2.13）直接讀數(shù)來測測算，活動覘牌牌讀數(shù)尺上最小分分劃為1mm，采用游標可以以讀數(shù)到0.1mm。特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：二、激光準直法法1.激光經(jīng)緯儀準直直法：（1）測量原理：采用激光經(jīng)緯儀儀準直時，活動動覘牌法中的覘覘牌是由中心裝裝有兩個半圓的的硅光電池組成的光電探測器。兩個硅光電池池各連接在檢流流表上，如激光光束通過覘牌中中心時，硅光電池左右兩兩半圓上接收相相同的激光能量量，檢流表指針針在零位。反之之，檢流表指針就偏離零位。。這時，移動光光電探測器使檢檢流表指針指零零，即可在讀數(shù)數(shù)尺上讀取讀數(shù)。為了提高讀讀數(shù)精度，通常常利用游標卡尺尺，可讀到0.1mm。當采用螺旋測測微器時，可直接讀到0.01mm。特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：二、激光準直法法1.激光經(jīng)緯儀準直直法：（2）觀測方法：①激光經(jīng)緯儀安安置在端點A，在另一端B上安置光電探測測器。將光電探探測器的讀數(shù)安置在零上上，調(diào)整經(jīng)緯儀儀水平度盤微動動螺旋，移動激激光束的方向，，使在B點的光電探測器的檢檢流表指針指零零。這時，基準準面即已確定，，經(jīng)緯儀水平度度盤就不能再動。②依次在每個觀觀測點處安置光光電探測器，將將望遠鏡的激光光束投射到光電電探測器上，移動光束束探測器，使檢檢流表指針指零零，就可以讀取取每個觀測點相相對于基準面的偏離值。特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：二、激光準直法法2.波帶板激光準直直法：（1）測量原理：在在基準線兩端點點A、B分別安置激光器器點光源和探測測器。在需要測定偏離值的的觀測點C上安置波帶板。。當激光管點燃燃后，激光器點點光源就會發(fā)射射出一束激光，照照滿波帶板，通通過波帶板上不不同透光孔的繞繞射光波之間的的相互干涉，就會在光源和波波帶板連線的延延伸方向線上的的某一位置形成成一個亮點。利利用B端的探測器可以測出在在B端的偏移距離，，由此計算觀測測點的偏移值。。特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：二、激光準直法法2.波帶板激光準直直法：S（2）觀測點偏移值值計算：BClcCL特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：三、引張線法在壩體廊道內(nèi)，，利用一根拉緊緊的不銹鋼所建建立的基準面來測測定觀測點的偏偏離值的引張線線法，可以不受旁折光光的影響。1.引張線裝置組成成：（1）端點：墩座、、夾線裝置、滑滑輪、垂線連接接裝置及重錘等部部件組成（2）觀測點：由浮浮托裝置、標尺尺、保護箱組成成（3）測線（鋼絲））（4）測線保護管特殊測量方法（（基準線法）（（補充）：三、引張線法2.引張線讀數(shù)：（1）一般用讀數(shù)顯顯微鏡讀數(shù)（2）取鋼絲左端和和右端讀數(shù)的平均值特殊測量方法（（補充）：四、正倒垂觀測測：1.正垂線觀測（1）垂線固定在建建筑物上部（2）用于建筑物的的撓度和傾斜觀觀測（3）主要測定相對對位移特殊測量方法（（補充）：四、正倒垂觀測測：2.倒垂線觀測（1）垂線固定基巖巖內(nèi)部（2）用于建筑物的的撓度和傾斜觀觀測（3）主要測定絕對對位移三、傾斜觀測1.相對于水平面的的傾斜（建筑基基礎(chǔ)傾斜）（1）水準測量方法法（2）液體靜力水準準測量法（3）傾斜儀法2.相對于垂直面的的傾斜（建筑主主體）投點法、測水平平角法、前方交交會法激光鉛直儀觀測測法、激光位移移計法正倒垂線法傾斜觀測方法（（補充）：1.前方交會法（1）布設(shè)基線A、B（2）在A、B兩點架設(shè)經(jīng)緯儀儀，前方交會觀觀測角度、計算建筑物物頂部坐標（3）前方交會觀測測角度、計算建建筑物底部坐標標（4）利用坐標、計計算頂部相對于于底部的偏移值值（5）根據(jù)偏移值和和建筑物高度計計算傾斜度傾斜觀測方法（（補充）：2.經(jīng)緯儀投點法（1）經(jīng)緯儀架設(shè)在在兩個相互垂直直的方向，進行行交會投點，將建筑筑物向外傾斜的的一個上部角點點投影至平地。（2）量取其余下部部角點的傾斜位位移量、xy則傾斜偏移值：：（3）根據(jù)建筑物高高度可以計算傾傾斜度四、動態(tài)變形監(jiān)測動態(tài)變形測量通通常是指測量變變形體在日照、、風荷、振動等等荷載作用下而而產(chǎn)生的變形。。變形特點方法精度要求高、變變形周期長、變變形速率小全站儀自動跟蹤蹤測量激光測量精度要求低、變變形周期短、變變形速率大變形頻率小時位移傳感器、加加速度傳感器、、GPS動態(tài)實時差分測量數(shù)字近景攝影影測量或經(jīng)緯緯儀測角前方方交會3.9.4變形監(jiān)測實施施3.數(shù)據(jù)處理與分分析觀測數(shù)據(jù)處理理：依據(jù)測量誤誤差理論和統(tǒng)統(tǒng)計檢驗原理理，對獲取觀觀測數(shù)據(jù)及時時進行平差計算和處理理，并計算各各種變形量平差計算：基基準點為起算算點，使用嚴嚴密平差，剔剔除含有粗差差的觀測數(shù)據(jù)據(jù)，確保平差計算所和的的觀測數(shù)據(jù)、、起算數(shù)據(jù)準準確無誤變形監(jiān)測網(wǎng)平差方法：固定基準的的經(jīng)典平差（（間接平差））、擬穩(wěn)點基基準的擬穩(wěn)平平差、重心基準的秩秩虧自由網(wǎng)平平差平差結(jié)束后，，應(yīng)進行變形分析，建立變形模模型，對引起起變形的原因因做出分析和和解釋，對變形的的發(fā)展趨勢進進行預(yù)報3.9.4變形監(jiān)測實施施3.數(shù)據(jù)處理與分分析變形物理解釋釋：任務(wù)：確定變變形體的變形形和變形原因因之間的關(guān)系系，解釋變形形原因。工作：建立變變形量與變形形因子關(guān)系的的數(shù)學模型，，對模型有的的效性進行檢檢驗和分析方法：統(tǒng)計分析、確定函數(shù)法（力學模型分分析）、混合模型法3.9.4變形監(jiān)測實施施3.數(shù)據(jù)處理與分分析變形幾何分析析：任務(wù)：確定變變形量的大小小、方向及其其變化內(nèi)容：基準點穩(wěn)定性性分析、觀測點變動分分析基準點穩(wěn)定性性分析（平均間隙法法、卡爾曼濾濾波法）通過對周期觀觀測的基準網(wǎng)網(wǎng)數(shù)據(jù)進行檢檢驗，篩選出出穩(wěn)定的基準準點作為監(jiān)測測網(wǎng)的固定基準3.9.5質(zhì)量控制與成成果歸檔1.變形監(jiān)測質(zhì)量量控制監(jiān)測資料檢核核為保證得到正正確的分析成成果，在觀測測資料計算分分析之前，應(yīng)