變形觀測技術(shù).ppt

1、變形觀測技術(shù)變形監(jiān)測方案的制定,1、變形監(jiān)測方案制定的主要內(nèi)容 2、變形觀測的精度 3、變形觀測周期與頻率,為什么要進(jìn)行變形觀測？什么是變形觀測？,工程建筑物的興建，從施工開始到竣工，以及建成后整個(gè)運(yùn)營期間 都要不斷地或周期性的監(jiān)測這些建筑物的變形情況，一般來說，由于各 種因素的影響，工程建筑物及其設(shè)備在其運(yùn)營過程中都會發(fā)生變形，在 一定的限度內(nèi)，這種變形可以認(rèn)為是正常現(xiàn)象，但如果這種變形超過了 規(guī)定的限度，就會影響建筑物的使用，嚴(yán)重時(shí)，還會危及建筑物的安全 造成人類生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。 對可能產(chǎn)生變形的各種自然的或人工的建筑物或構(gòu)筑體統(tǒng)稱為變形 體。對變形體在運(yùn)動(dòng)中的空間和時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行周期性

2、的重復(fù)觀測，如地 殼運(yùn)動(dòng)中由于地應(yīng)力的長期累積而可能導(dǎo)致產(chǎn)生地震所進(jìn)行的地殼變形 觀測；山體不穩(wěn)定可能導(dǎo)致滑坡所進(jìn)行的坡體變形觀測；采礦、采油和 抽取地下水而導(dǎo)致的地表沉陷監(jiān)測以及攔河大壩的安全穩(wěn)定性監(jiān)測等都 是變形觀測的具體實(shí)例。,變形觀測分為變形監(jiān)測和變形檢測,一、變形監(jiān)測方案制定的主要內(nèi)容,變形監(jiān)測方案的制定必須建立在對工程場地的地質(zhì)條件、施工方案、 施工周圍環(huán)境詳盡調(diào)查了解基礎(chǔ)之上，同時(shí)還需與工程建設(shè)單位、施工 單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位以及有關(guān)部門進(jìn)行協(xié)調(diào)。由于變形監(jiān)測方案 的制定將影響到觀測的成本、成果的精度和可靠性，因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真、 全面的考慮。 一般地，變形監(jiān)測方案制定的主要內(nèi)容

3、有： 監(jiān)測內(nèi)容的確定； 監(jiān)測方法、儀器、監(jiān)測精度的確定； 施測部位和測點(diǎn)布置的確定； 監(jiān)測周期的確定。,1、監(jiān)測內(nèi)容,監(jiān)測內(nèi)容的確定主要根據(jù)監(jiān)測工程的性質(zhì)和要求，在收集和閱讀工 程地質(zhì)勘查報(bào)告、施工組織計(jì)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工周圍的環(huán)境確定變 形觀測的內(nèi)容。如，建筑物的變形監(jiān)測就可能包含建筑物的沉降監(jiān)測、 水平位移監(jiān)測、傾斜監(jiān)測、裂縫監(jiān)測以及撓度監(jiān)測等。對于危巖滑坡的 成災(zāi)條件，變形監(jiān)測則主要包括：危巖、滑坡地表、及地下變形的二維 或三維位移、傾斜變化的監(jiān)測；有關(guān)物理參數(shù)應(yīng)力應(yīng)變、地聲變化的 監(jiān)測；環(huán)境因素地震、降雨量、氣溫、地下水等的監(jiān)測。 2、監(jiān)測方法與儀器 變形監(jiān)測方法和儀器的選擇主要取決

4、于工程地質(zhì)條件以及工程周圍 的環(huán)境條件，根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容的不同可以選擇不同的方法和儀器。比如對 于局部性的外觀變形監(jiān)測，高精度水準(zhǔn)測量，高精度三角、三邊、邊角 以及測量機(jī)器人監(jiān)測系統(tǒng)是工程建筑外部變形監(jiān)測的良好手段和方法。 而鉆孔傾斜儀、多點(diǎn)位移儀則非常適合于工程建筑物的內(nèi)部的變形監(jiān)測。 在礦山地表移動(dòng)觀測方面，常用水準(zhǔn)儀測高差，全站儀測坐標(biāo)，現(xiàn)已采 用GPS監(jiān)測技術(shù)、數(shù)字近景攝影測量技術(shù)等，并滿足了變形監(jiān)測的精度 要求。,二、變形觀測的精度,國內(nèi)外對變形觀測精度的要求存在不同的看法，但有一條比較統(tǒng)一， 即變形觀測的精度取決于變形觀測的目的。為檢測施工變形，其觀測精 度要求較低 ，以能反映施工變形

5、大小為度；為確保建筑物安全的變形觀 測精度要求較高，而為了某些科學(xué)研究目的則要求精度更高。國際測量 工作者聯(lián)合會第十三屆會議工程測量組提出：“如果的目的是為了使變形 值不超過某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測的中誤差應(yīng)小 于允許變形值的1/101/20；如果觀測目的是為了研究其變形的過程，則 其中誤差應(yīng)比這個(gè)值少的多” 工程類型眾多，要求各異，很難規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的精度標(biāo)準(zhǔn)。小于允 許變形值的1/101/20的要求取值靈活，易被人們接受，對于很重要的工 程人們還是愿意當(dāng)時(shí)能夠達(dá)到的最高精度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀測。GB50026-93 工程測量規(guī)范將變形測量劃分為四個(gè)等級，并規(guī)定了相應(yīng)的精度指 標(biāo)，

6、見表2-1，其精度指標(biāo)為：變形點(diǎn)水平位移中誤差；變形點(diǎn)垂直 位移中誤差；相鄰點(diǎn)高差中誤差。,表2-1 變形測量的等級劃分及精度要求,對于同類工程建筑物，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，不同的部位的精度要求也不不同。普通的工業(yè)與民用建筑，變形監(jiān)測的主要內(nèi)容是基礎(chǔ)沉陷和建筑物本身的傾斜。一般來講，對于有連續(xù)生產(chǎn)線的大型車間（鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物），通常要求觀測工作能反映出2mm的沉陷量，因此，對于觀測點(diǎn)高程的精度，應(yīng)在1mm以內(nèi)。特種工程設(shè)備，要求變形觀測的精度高達(dá)0.1mm。,（一）按允許變形值求觀測中誤差,變形測量工程采用表2-1中那個(gè)等級，須通過建筑物的

7、允許變形值推算求得。建筑物的允許變形值，一般由建筑工程規(guī)范中規(guī)定或由設(shè)計(jì)單位提出。表2-2列出了部分允許變形值。 表2-2 建筑物的地基允許變形值,注：l為相鄰柱基的中心距離（mm）;Hg為自室外地面起算的建筑物高度；傾斜指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)沉降差與其距離的比值；局部傾斜指砌體承重結(jié)構(gòu)縱向610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。 【例】某大樓高90m，箱形基礎(chǔ)長L1=35m，寬L2=25m，求沉陷觀測點(diǎn)高程中誤差。 （二）變形監(jiān)測網(wǎng)的精度設(shè)計(jì) 變形觀測除在觀測目標(biāo)上設(shè)立變形觀測點(diǎn)，還需設(shè)立基礎(chǔ)點(diǎn)和工作點(diǎn)，由基礎(chǔ)點(diǎn)和工作點(diǎn)組成監(jiān)測控制網(wǎng)。若觀測項(xiàng)目較少，基礎(chǔ)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)兼用。對于同一變形觀測工程

8、，變形觀測點(diǎn)能夠達(dá)到的精度，除取決于監(jiān)測網(wǎng)對觀測點(diǎn)的測量精度m測，也受監(jiān)測網(wǎng)本身的精度影響。最不利情況是監(jiān)測網(wǎng)中的最弱點(diǎn)m弱施測觀測點(diǎn)，則觀測點(diǎn)的觀測中誤差： m觀= 當(dāng)m觀由允許變形值確定后，就可以選擇觀測點(diǎn)的測量精度m測和監(jiān)測網(wǎng)的精度m弱： m弱= m觀和m弱可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確定適宜的監(jiān)測網(wǎng)和觀測點(diǎn)的施測精度。一但m弱解算出后，可根據(jù)網(wǎng)形確定權(quán)P弱，由此解得觀測值單位權(quán)中誤差m0： m0 = 進(jìn)而確定監(jiān)測網(wǎng)的測量等級與相應(yīng)技術(shù)要求。,三、變形觀測周期與頻率 相鄰兩次變形觀測的間隔時(shí)間為變形觀測周期，簡稱觀測周期。 變形觀測周期確定的基本原則是：根據(jù)建構(gòu)筑物的變形特征、變形速率、觀測精度要求和工程地質(zhì)條件及施工過程等因素綜合考慮。觀測過程中，根據(jù)變形量的變化情況，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。通常應(yīng)使觀測的次數(shù)能反映出變化的過程。 通常按荷載階段和變形是否穩(wěn)定確定觀測周期，第一階段，從基礎(chǔ)施工開始，對地基的荷載逐漸增加，到滿荷載為止，該階段是沉降最快階段，對于一般高樓建筑通常每升高12層觀測一次，或根據(jù)施工進(jìn)度715天觀測一次；第二階段，從滿荷載到沉降趨向穩(wěn)定階段（日沉降量0.010.04mm認(rèn)為穩(wěn)定），一般1個(gè)月、2個(gè)月、3個(gè)月、半年不等至沉降停止。有些建筑需終生觀測直至報(bào)廢，觀測周期可1年、2年不等。如在觀測過程中變形速度異常、雨水浸泡、地震等，應(yīng)增