建筑沉降觀測2015年5月楊勇前述建設(shè)工程質(zhì)量與建設(shè)各方、檢測監(jiān)測方的關(guān)系----案例建筑終生負(fù)責(zé)制的概念“樓倒倒”2009年6月27日，上海一棟竣工未交付使用的高樓整體倒覆，官方以兩次堆土施工為緣由，遭網(wǎng)友抨擊，故得此稱號。各種各樣的樓XX與檢測/監(jiān)測的關(guān)系？…不勝枚舉樓脆脆(強度？剛度？穩(wěn)定性？）樓垮垮(強度？剛度？穩(wěn)定性？）浙江桐鄉(xiāng)“樓薄薄”：業(yè)主丈量大約9cm（國標(biāo)不小于10cm，不含保護(hù)層）厚的樓板如果建設(shè)工程出了問題，那么設(shè)計單位、施工單位之外承擔(dān)責(zé)任的不應(yīng)該是監(jiān)管單位嗎？檢測、監(jiān)測單位應(yīng)該具備什么樣的職業(yè)道德？應(yīng)該具備什么樣的業(yè)務(wù)能力和素質(zhì)？來監(jiān)控建筑的建設(shè)質(zhì)量？建筑工程質(zhì)量安全終生負(fù)責(zé)制建筑終生負(fù)責(zé)制美國老人就輪椅質(zhì)量問題獲廠家賠償數(shù)萬美元。建筑終生負(fù)責(zé)制在國外已成為行業(yè)慣例，中國上世紀(jì)60、70年代引入。建筑質(zhì)量安全問題及事故不勝枚舉----事關(guān)人民群眾的切身利益和生命財產(chǎn)安全。建筑終生負(fù)責(zé)制不是字面上的對建筑終生負(fù)責(zé)，而是如同商品有一定的保修期限。建筑工程五方責(zé)任主體包括：建設(shè)方、勘察方、規(guī)劃設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方等，在該建筑的設(shè)計年限內(nèi)對建筑的使用安全負(fù)責(zé)。旨在提高建筑人員對質(zhì)量的責(zé)任心，以此保證建筑質(zhì)量。2010年6月住建部《關(guān)于進(jìn)一步強化住宅工程質(zhì)量管理和責(zé)任的通知》，明確要求住宅工程實行質(zhì)量終生負(fù)責(zé)制。相關(guān)單位的法定代表人、工程項目負(fù)責(zé)人、工程技術(shù)負(fù)責(zé)人、注冊執(zhí)業(yè)人員，在工程設(shè)計使用年限內(nèi)，要按各自職責(zé)對工程質(zhì)量承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，對所承擔(dān)的住宅質(zhì)量工程負(fù)終生責(zé)任。建筑工程項目負(fù)責(zé)人質(zhì)量終身責(zé)任追究。

住宅建成后建設(shè)單位須在每棟建筑物明顯部位永久標(biāo)注建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理單位的名稱及主要負(fù)責(zé)人的姓名，接受社會監(jiān)督。建筑終生負(fù)責(zé)制建筑終生負(fù)責(zé)制工程檢測機構(gòu)依法對其檢測的數(shù)據(jù)、檢測報告的真實性和準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)，造成損失的要依法承擔(dān)相應(yīng)賠償及其他法律責(zé)任。不得轉(zhuǎn)包，不能與承接工程建設(shè)的各方有隸屬關(guān)系或其他利害關(guān)系。建筑工程竣工驗收合格后，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)在建筑物明顯部位設(shè)置永久性標(biāo)牌，載明建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理單位名稱和項目負(fù)責(zé)人姓名內(nèi)容提要第一講、建筑沉降原理、基本概念

第二講、水準(zhǔn)測量基本理論和方法第三講、測量誤差理論基礎(chǔ)

第四講、建筑物沉降觀測方法及實例

第一講建筑沉降原理、基本概念

學(xué)習(xí)要求內(nèi)容：理解建筑沉降、沉降差、撓度、相鄰地基沉降和場地地面沉降的基本概念；熟悉建筑沉降觀測意義；熟悉建筑沉降的常用觀測方法；熟悉國家關(guān)于建筑沉降觀測的相關(guān)規(guī)范；了解我省當(dāng)前建筑沉降觀測的狀況。重點：建筑沉降的基本概念以及沉降觀測在城市和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要意義；常用的沉降觀測方法。難點：建筑沉降差、不均勻沉降的概念及其對建筑安全的重要意義。

1.1建筑沉降觀測概述變形---是一種普遍存在的現(xiàn)象，大致地球板塊運動、地殼變形，小至工程實踐中常見的混凝土收縮或沉降變形。變形測量---是利用相關(guān)專業(yè)儀器和方法對建（構(gòu)）筑物及其地基一定范圍內(nèi)的巖土體的變形現(xiàn)象（如沉降、位移等）所進(jìn)行監(jiān)視觀測的工作。變形測量分類分為自身形體的變化（伸縮、錯動、彎曲和扭轉(zhuǎn)）變形體的剛體變化（包括變形體的整體平移、轉(zhuǎn)動、升降和傾斜）；按時間連續(xù)性分動態(tài)變形測量（持續(xù)性測量得某一時刻的瞬時變形值，用自動化程度高的設(shè)備如全站儀、GNSS、近景攝影測量、自動記錄儀等）和靜態(tài)變形測量（進(jìn)行周期性的測量，從而得某一時間段內(nèi)的變形值---量值、速率等）。一、建筑沉降觀測建筑變形形測量---對建筑的的地基、、基礎(chǔ)和和上部結(jié)構(gòu)及其其場地受受各種作作用力而而產(chǎn)生的的形狀及位置變變化進(jìn)行觀測測，并對對觀測結(jié)果進(jìn)行行處理和和分析的工作。。（變形與與形變））建筑變形形觀測包包括：沉降觀測測、位移觀觀測（水水平位移移、傾斜斜、撓度度）、特特殊變形形觀測（（風(fēng)振、、日照、等等動態(tài)））建筑變形形的原因因主要有有：工程在建設(shè)與運運行期間間，受各種種因數(shù)的的影響，，其形狀及位位置會隨時間的的變化而變化。。地質(zhì)勘察察不準(zhǔn)確確、設(shè)設(shè)計失誤誤、施施工質(zhì)量量差和施施工方法法、施工程序序錯誤；；建筑物自自重、使用用荷載、、動荷載載（風(fēng)力、、震動））、地下下水位變變化等。（宏觀方面面）建筑沉降降觀測概概述對于大型工廠廠柱基、重型設(shè)備備基礎(chǔ)、振動較大的的連續(xù)性性生產(chǎn)車車間、高層建筑筑物以及不良地基基上的建建筑物等，在建造和使使用期間間（營運），由于荷載的增增加和連續(xù)性的的生產(chǎn)，會引起起建筑物物的沉降降。如果不均勻沉沉降，建筑物物還會發(fā)發(fā)生傾斜、產(chǎn)生裂縫甚至倒塌。建筑物的的變形在一一定范圍圍內(nèi)時是是安全的的，可視為正正?，F(xiàn)象象；但如果超過某一一限度就會影響建筑物的的正常使用用，嚴(yán)重的會會危及建建筑物的的安全，造成巨巨大損失失。（如駕車的的時速與與安全距距離限制制）建筑沉降降觀測概概述嚴(yán)格地說說，建筑筑物的變變形是垂直方向向和水平平方向同同時并存存的，尤其其是，不均勻的的垂直位位移往往伴隨隨著主體的傾傾斜、水平位移移等。為了便于于歸納，，《建筑變形形測量規(guī)規(guī)范》中對“垂垂直位移移”和““水平位位移”分分別以““沉降””和“位位移”(非豎向變變形）進(jìn)行歸類類。建筑沉降降觀測概概述1.2建筑沉降觀測意義/目的1、實用層面上：及時了了解在施工和營運期間間各種建筑筑物和地地質(zhì)構(gòu)造造的穩(wěn)定定性（安全），為安安全診斷斷提供必必要的信信息；通過對變變形觀測測數(shù)據(jù)的的分析處理，掌握建筑筑物的變變形情況況，以便及及時發(fā)現(xiàn)問題題并采取取有效措措施，保保證工程程質(zhì)量和生產(chǎn)安全全;2、科學(xué)層面面上：更好地地理解變變形的機機理，反反饋為建建筑的設(shè)設(shè)計、施施工、管管理及科科學(xué)研究究提供可可靠資料料。（驗證設(shè)計計、施工工是否科科學(xué)合理理，為今今后建筑筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)和地基基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)計計積累資資料）。1.3沉降觀測的的原理定期地測量觀測點相對于穩(wěn)定的水水準(zhǔn)點間間的高差h，并計算觀測測點的高高程H；將不同時間間所得同一觀測測點的高高程加以以比較，從而求得得觀測點在在該時間間段內(nèi)的的高程變化化---沉降量。時間-累計沉降降曲線圖1.4建筑沉降降的基本本概念兩建筑物沉降降案例意大利比薩斜塔地面沉降造成的昆明妙湛寺金剛塔整體下沉身邊的建建筑整體沉降---案例一昆明妙湛湛寺位于于官渡古古鎮(zhèn)，金金剛塔由由墩臺、、主塔和和四小塔塔組成，，整體用用規(guī)則砂砂石砌筑筑。墩墩臺呈正正方形，，每邊寬寬9.8m，高4.7m，中央建建喇嘛式式主塔一一座，總總高17.13m。墩臺現(xiàn)現(xiàn)地面低低于周圍圍地面1.6米，在地地下水位位線260mm以下，造造成塔基基長期浸浸泡在水水中。。（《昆明市地地面沉降降》一書采用用的素材材）昆明妙湛寺金剛塔經(jīng)典的基基礎(chǔ)差異沉沉降---案例二意大利比比薩斜塔塔修建于于1173年，1350年完工,為八層圓柱形形建筑。。開始時時，塔高設(shè)計計為100米左右，但動工工五六年年后，塔塔身從三層開始始傾斜，因此，，實際建成成塔高54.5米。1990年，意大大利政府府將其關(guān)關(guān)閉，開開始進(jìn)行行整修。。在其關(guān)關(guān)閉之前前，塔頂已南南傾3.5米。意大利的的天文學(xué)學(xué)家、物物理學(xué)家家、數(shù)學(xué)學(xué)家伽俐俐略，曾曾在斜塔塔的頂層層做過著著名的自由落體體運動的實驗（（提出自有落落體定律律），讓讓兩個重重量相差差10倍的鐵球球，同時時從塔頂頂落下，，結(jié)果，，兩球同同時著地地。3.5m該方向傾斜度：《工程測量規(guī)范范》GB50026-2007P259△≤0.003H建筑沉降基本本概念---垂直位移測量量、建筑沉降降建筑物沉降是是地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)結(jié)構(gòu)共同作用用的結(jié)果，屬于建筑物變變形范疇。垂直位移測量量---測定變形體的的高程隨時間而而產(chǎn)生的位移移大小、位移移方向，并提供變形趨勢及其穩(wěn)定預(yù)報而進(jìn)行的測量量工作。建筑沉降---建筑地基、基基礎(chǔ)及地面在在荷載作用下下產(chǎn)生的豎向向移動。根據(jù)其方向，，可以分為上升和下沉。下沉或上升值稱為-----沉降量。當(dāng)數(shù)值△h>0為下沉，反之之△h<0為上升。建筑沉降但是這與人們的的思維習(xí)慣和和常見的數(shù)學(xué)學(xué)坐標(biāo)軸方向向相反，因此此，在日常作業(yè)中中，我們一般般采取“正升負(fù)降””的表示習(xí)慣慣。實際工作中，，對資料的處理方方面要與施工方、監(jiān)理理方等相關(guān)單單位方充分溝溝通，便于資料的的分析使用，，避免造成對建筑物的變形狀況的錯錯誤判斷。（如水科院院沉降、基坑坑壁水平位移移）建筑沉降觀測：應(yīng)測定建筑及地基的沉降量、沉降差及沉降速度，并根據(jù)需要要計算基礎(chǔ)傾斜、局部傾斜、相對彎曲及構(gòu)件傾傾斜等。建筑沉降基本本概念---均勻沉降、差異異沉降均勻沉降---當(dāng)同一建筑物的不同部位在同一時間段內(nèi)內(nèi)的沉降量相同同時，表現(xiàn)為建筑筑物的均勻豎豎向下沉或上上升，稱為均均勻沉降。差異沉降---相反，由于建建筑物的地基條件差異異、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計和施工瑕瑕疵（失誤））、各部位荷載差異或者外力/外荷載(汽車、堆載、、地震）干擾擾等，而造成的的同一建筑物物、構(gòu)筑物上的不同部位（各點）在同一時間段內(nèi)內(nèi)有明顯不同的沉沉降（存在的沉降降量差值---沉降差）。參《地基基礎(chǔ)設(shè)計計規(guī)范》由于地基土中中新增加的附加加應(yīng)力，將引起地基土土的變形，導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降降、傾斜、相相鄰基礎(chǔ)出現(xiàn)現(xiàn)沉降差，附加應(yīng)力是是引起地基土土變形的主要要原因。差異沉降推算主體傾斜值（剛性建筑））《工程測量規(guī)范》GB50026-2007p146例《土木工程測量量施工手冊》p452當(dāng)建筑存在沉沉降差異時，，往往表現(xiàn)為為建筑物出現(xiàn)現(xiàn)傾斜，甚至由于結(jié)構(gòu)體縱向受受剪切而出現(xiàn)裂縫，將嚴(yán)重威脅脅建筑物的安安全。建筑物基礎(chǔ)撓度觀測測，可與建筑筑物沉降觀測測同時進(jìn)行，，引入撓度的概念。撓度---建筑的基礎(chǔ)、、上部結(jié)構(gòu)（（主體）或構(gòu)件（獨立墻墻、柱）等在彎矩作用用下，因撓曲曲引起的在水平方向或豎直方向上垂直于軸線的線位移（彎曲曲值）。建筑沉降基本本概念---建筑基礎(chǔ)撓度度《建筑變形測量規(guī)范》p51圖片撓度建筑基礎(chǔ)礎(chǔ)撓度度1.5建筑沉降產(chǎn)生的主要要原因自然條件及其其變化-----即建筑物地基的工程地質(zhì)、、水文地質(zhì)、、大氣溫度、、土壤的物理理性質(zhì)等；與建筑物本身相聯(lián)系的原因-----即建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)形式及動荷載（如風(fēng)力、震震動等）的作用；本質(zhì)原因是建（構(gòu)）筑物物的建造時，荷荷載的增加，，基礎(chǔ)將荷載傳傳遞給地基土土，地基土逐漸漸被壓縮，使地基土中原有的應(yīng)力力狀態(tài)發(fā)生改變。地基土受力后產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變（變形），從而引起地基變變形，其垂向向變形即為沉降。如果變形量在建構(gòu)筑物容許范圍內(nèi)，則不致對其其使用和安全全造成危害；；當(dāng)外荷載引起過過大的變形及及過量的沉降、不均勻沉降，將影響建（構(gòu)））筑物的使用用，甚至使土體發(fā)生整體體破壞而失去去穩(wěn)定。1.6常用的沉降觀觀測方法水準(zhǔn)測量方法法（即幾何何水準(zhǔn)測量））---常用；液體靜力水準(zhǔn)準(zhǔn)測量；電磁波測距三三角高程測量量方法；（適宜高差較大大，精度低，，固定測站點點測量）液體靜力水準(zhǔn)準(zhǔn)測量液體靜力水準(zhǔn)準(zhǔn)儀是一種高高精密液位測測量系統(tǒng)，該該系統(tǒng)適用于測量多多點的相對沉沉降。在使用中，，多個靜力水準(zhǔn)的容器用通液管聯(lián)接接（連通器），每一容器的液液位由磁致伸伸縮式傳感器器測出，傳感器的浮浮子位置隨液液位的變化而而同步變化，，由此可測出出各測點的液液位變化量。。在靜力水準(zhǔn)儀儀的系統(tǒng)中，，所有各測點的的垂直位移均均是相對于其其中的一點(又叫基準(zhǔn)點)變化，該點的垂直位位移是相對恒恒定的或者是是可用其它方方式準(zhǔn)確確定定，以便能精確計算出靜力水水準(zhǔn)儀系統(tǒng)各各測點的沉降降變化量。靜力水準(zhǔn)儀儀有多種類型型，包括：振振弦式，電阻阻式，液位式式等等。用裝有聯(lián)通管的貯液容器，，根據(jù)其液面等等高原理制成的裝置，，進(jìn)行高差測測量的方法。。液體靜力水準(zhǔn)準(zhǔn)測量在液體靜力水水準(zhǔn)測量中，，首要問題是液液面位置的獲獲取，目前主要有有四類方法：：目視法、目目視接觸法、、電接觸法和和傳感器法（利用液面上上的浮體于位位移傳感器相相連，當(dāng)液面面高度發(fā)生變變化時，使得得浮體升降，，引起傳感器器的電量發(fā)生生變化，從而而完成非電量量（升降值））向電量轉(zhuǎn)換換的過程）。?？梢詼y出多個個平面的高差差，適用于混泥土土壩基礎(chǔ)廊道道、土石壩表表面垂直位移移觀測和隧道道。使用方便、勞勞動強度低、、效率高、精精度也高，容容易克服障礙礙物之間的阻阻擋等特點。。液面的高差變變化可以轉(zhuǎn)換換成傳感器輸輸出，實現(xiàn)檢測自動動化。1.6.1沉降觀測方法的的選取具體工作中采采用什么方法法進(jìn)行沉降觀觀測，應(yīng)以該該方法能夠反反映預(yù)估的建建筑物的沉降降量為基本要要求。一般，我們要要求觀測方法法的分辨率能能夠達(dá)到沉降降量的1/10為指標(biāo)進(jìn)行選選擇，并且考慮實實際工作的方方便性和適宜宜性因素。參照《建筑變形測量規(guī)范》通常，建筑物物沉降觀測是是用水準(zhǔn)測量量方法，根據(jù)據(jù)水準(zhǔn)點定期期測定建筑物物上所埋設(shè)的的沉降觀測點點高程的工作作。它比較全面地地反映了建筑筑物隨著工程程進(jìn)展、荷載載增加，觀測測點高程變化化的實際情況況，及時獲取取威脅建筑物物安全的下沉沉（或上升））數(shù)據(jù)，并為為以后合理設(shè)設(shè)計提供資料料。1.7沉降觀測的相相關(guān)規(guī)范現(xiàn)行的國家建建筑物變形測測量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為國家建設(shè)設(shè)部2007年9月4日發(fā)布，2008年3月1日開始實施的的《建筑變形測量量規(guī)范》JGJ8-2007。該規(guī)范適用于于工業(yè)與民用用建筑的地基基、基礎(chǔ)、上上部結(jié)構(gòu)及場場地的沉降觀觀測、位移測測量和特殊變變形測量。對建筑物變變形觀測所應(yīng)應(yīng)采用的觀測測方法、儀器器設(shè)備、測量量精度以及各各種應(yīng)提交的的觀測數(shù)據(jù)、、成果、圖件件和分析方法法進(jìn)行了規(guī)定定，是建筑物變形形測量工作必必須嚴(yán)格執(zhí)行行的行業(yè)技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。此外，對于該該《建筑變形測量量規(guī)范》不能覆蓋的沉沉降觀測過程程中遇到的一一些技術(shù)要求求，應(yīng)符合《工程測量規(guī)范》GB50026—2007、《國家一、二等等水準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范》GB12897和《國家三、四等等水準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范》GB12898的相應(yīng)規(guī)定。。1.4我省建筑物沉沉降觀測現(xiàn)狀狀云南省的建筑筑物沉降觀測測開始于上世紀(jì)紀(jì)80年代。在我省經(jīng)濟(jì)濟(jì)快速發(fā)展的的近二十多年年里，大量的的工業(yè)建筑、、高層和超高高層民用建筑筑的建設(shè)，推推動了建筑物物變形，特別別是沉降觀測測和研究的發(fā)發(fā)展，如昆明新機場場等大型建設(shè)項目目，對建筑物的沉沉降觀測要求求極高，將極極大地推動我我省的建筑物物變形測量技技術(shù)的進(jìn)步。云南地處多地地震地區(qū)，小震不斷，，破壞性地震震時有發(fā)生，，為保證建筑筑物的安全，，對建設(shè)和使使用過程中的的建筑物變形形，特別是建建筑沉降的觀觀測尤為重要要。特別是近幾年年在城市建成成區(qū)進(jìn)行的如高層超高層建筑物的建設(shè)設(shè)中（如世紀(jì)廣場、、佳華廣場等等昆鋼科技大樓樓、萬達(dá)雙塔塔等），除進(jìn)行新新建大廈的沉沉降觀測以外外，增加了相鄰地地基沉降的觀觀測，沉降觀測的的內(nèi)容得到了了大幅度的充充實，基本覆覆蓋了《建筑變形測量量規(guī)范》的內(nèi)容。我省建筑物沉沉降觀測現(xiàn)狀狀另外，作為省省會城市的昆昆明，隨著城城市的不斷增增容，城市面面積不斷擴大大，圍海造田形成成的滇池湖濱地區(qū)區(qū)也逐步成為當(dāng)前前城市建設(shè)的的重要組成部部分。該區(qū)域地質(zhì)條條件較差，目目前不具備建建造高樓大廈廈的地質(zhì)條件件，即便建造造較低層建筑筑，軟弱的回填地地基存在承載載力弱且承載載力分布不均均衡的特點，因此，類似區(qū)域的建建筑物迫切需需要進(jìn)行包括括建筑物主體體、相鄰地基基和場地地面面沉降的觀測。（如滇池博欣別別墅）回顧云南省二二十多年的建建筑物沉降觀觀測歷程，開開展的大量民民用建筑、部部分工業(yè)建筑筑物和超高層層標(biāo)志性建筑筑的沉降觀測測，取得了海量的的建筑物變形第一手觀觀測資料，通過對這些些數(shù)據(jù)的分析析，得到了建建筑物的設(shè)計、、施工工、地地基地地質(zhì)條條件等等各方方面的的寶貴貴參數(shù)數(shù)信息息，為為今后后的設(shè)設(shè)計和和施工工積累累了大大量的的資料料。同時，，參與與沉降降觀測測的監(jiān)監(jiān)測和和檢測測單位位，嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)執(zhí)行國國家規(guī)規(guī)范，，取得得的可靠的的觀測測資料料真實實地反反映了了建筑筑物施施工過過程中中出現(xiàn)現(xiàn)的各各種變變形異異常，，取得的的建筑筑物變變形趨趨勢預(yù)預(yù)測結(jié)果（（如土土測黃黃河p339)，為建筑筑物的的后續(xù)續(xù)施工工方案案的修修改（（甚至至是設(shè)設(shè)計方方案的的更改改），，保證證建筑筑物安安全起起到了了重要要作用用，為為我省省的城城市和和經(jīng)濟(jì)濟(jì)建設(shè)設(shè)做出出了巨巨大貢貢獻(xiàn)。。二、相鄰地地基沉沉降相鄰地地基沉沉降----是由于于毗鄰的的建筑筑間的的荷載差差異引起的的相鄰地地基土土應(yīng)力力（地基土土自重重應(yīng)力力、附加應(yīng)應(yīng)力，如建建筑物物荷載載或其其它外外荷載載如車車輛堆堆在貨貨物材材料））以及及地基基土中中水的滲滲流引引起的滲透力力重新分分布而而產(chǎn)生生（應(yīng)應(yīng)變））的附附加沉沉降。隨著經(jīng)經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展展，城城市土土地的的稀缺缺高度度集約約化，城市單單位土土地面面積上上的建建筑荷荷載力力在不不斷增增加，，建筑筑物的的密集集日益益加劇劇。新建建建筑筑物的的荷載差差異造成的的對周周圍環(huán)環(huán)境，，尤其其是對對相鄰鄰建筑筑物的的影響響也日日益突突出。。為了了檢測測和評評估新建建建筑物物對相相鄰建建筑物物的影影響程程度，以保保證這這些建建筑和和用戶戶的安安全，，相鄰鄰地基基沉降降的觀觀測也也越來來越重重要。目前，，從開開展的的建筑筑物沉沉降工工作量量來看看，施工場場地周周圍建建筑物物的沉沉降觀觀測占占著很很大比比重（（主要是施工基基坑的的周圍圍），，且往往往與周周邊居居民的的利益益息息息相關(guān)關(guān)，受受到高高度重重視。。這類類沉降降觀測測除了了經(jīng)濟(jì)效效益外外，同時時具有有很高高的社會效效益，從業(yè)業(yè)者除除應(yīng)具具備很很強的的業(yè)務(wù)務(wù)能力力之外外，也也要有有很強強的社會責(zé)責(zé)任感感。三、場地地地面沉沉降場地地地面沉沉降----由于長長期降降雨、、管道道漏水水、地地下水水位大大幅度度變化化、大大面積積堆載載、地地裂縫縫、大大面積積侵蝕蝕、砂砂土液液化以以及地地下采采空（（石油油、天天然氣氣、地地下水水、采采礦））等原因因引起起的一定范范圍內(nèi)內(nèi)的地地面沉沉降（（如天天坑））稱為場場地地地面沉沉降。90年代開開展的的“昆昆明市市地面面沉降降研究究”是是我省省到目目前為為止開開展的的最大大規(guī)模模的城城市地地面沉沉降觀觀測研研究項項目。。研究究區(qū)包包括昆昆明4個城區(qū)區(qū)及呈呈貢縣縣城在在內(nèi)的的面積積約2500KM2的范圍圍。本項目目承擔(dān)擔(dān)單位位是云云南省省地震震局，，采用用傳統(tǒng)統(tǒng)的大大地測測量方方法進(jìn)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測，，以期期查明明昆明明市地地面沉沉降的的分布布范圍圍、總總體狀狀況及及沉降降的量量級和和速率率。水平形形變監(jiān)監(jiān)測是為了了探討討監(jiān)測測區(qū)內(nèi)內(nèi)活動動斷裂裂是否否對昆昆明地地面沉沉降有有直接接或間間接的的制約約作用用，測測量作作業(yè)采采用美美國K+E公司生生產(chǎn)的的RM－Ⅲ型精密密激光光測距距儀。。通過Ⅰ等精密水水準(zhǔn)測量量重復(fù)觀測測各水準(zhǔn)準(zhǔn)點的高高程變化化，精確確地了解解地面的的垂直運動動昆明市地地面沉降降研究結(jié)結(jié)果—沉降分布布示意圖圖第二講、、水準(zhǔn)測測量基本本理論和和方法學(xué)習(xí)要求求內(nèi)容：理解水準(zhǔn)測量量的基本本原理；；掌握微傾式水水準(zhǔn)儀、、自動安安平水準(zhǔn)準(zhǔn)儀的構(gòu)構(gòu)造特點點、水準(zhǔn)準(zhǔn)尺和尺尺墊；掌握水準(zhǔn)儀的的使用及及檢校方方法；掌握水準(zhǔn)測量量的外業(yè)業(yè)實施（（觀測、、記錄和和檢核））及內(nèi)業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)處處理（高高差閉合合差的調(diào)調(diào)整等））方法；；熟悉水準(zhǔn)測量量的注意意事項、、精密水水準(zhǔn)儀操操作方法法。重點：水準(zhǔn)測量量原理；；水準(zhǔn)測測量的外外業(yè)實施施及內(nèi)業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)處處理。難點：水準(zhǔn)儀的的檢驗與與校正和和內(nèi)業(yè)數(shù)數(shù)據(jù)處理理。2.1高程測量量概述測量地面面上各點點高程的的測量工工作,稱為------高程測量量。高程測量量根據(jù)所所使用的的儀器和和施測方方法的不不同，分分為：水準(zhǔn)測量量、三角高程程測量、、氣壓高高程測量量、液體靜力水水準(zhǔn)測量量和GNSS高程測量量（固定連續(xù)續(xù)動態(tài)，，基站+移動站）。水準(zhǔn)測量量具有觀觀測精度度高、觀觀測和計計算處理理方法簡簡單的優(yōu)優(yōu)點而得得到廣泛泛應(yīng)用。。水準(zhǔn)測量量是高程測量量中精度最高高和最常用的方法之之一，被廣泛泛應(yīng)用于于高程控制制測量和土木工程程施工測測量中。。氣壓高程程測量根據(jù)大氣氣壓力隨隨高程變變化的規(guī)規(guī)律，用用氣壓計計測定兩兩點的氣氣壓差推推算高差差的方法法。大氣氣壓力常常以水銀銀柱高度度表示，，溫度為為0℃時，在在緯度45°處的平均均海面上上大氣平平均壓力力約為760毫米水銀銀柱。每每升高高約11米，大氣氣壓力減減少1毫米水銀銀柱。一般氣壓壓計讀數(shù)數(shù)精度可可達(dá)0.1毫米水銀銀柱，約約相當(dāng)于于1米的高差差。由于大氣氣壓力受受氣象變變化的影影響較大大，氣壓壓高程測測量精度度低于水水準(zhǔn)測量量和三角角高程測測量，主主要用于于高差較較大的丘丘陵地和和山區(qū)的的勘測工工作。通通常用空空盒氣壓壓計和水水銀氣壓壓計，前前者便于于攜帶，，多用于于野外作作業(yè)，后后者常用用于固定定測站或或檢驗前前者。氣壓高程計2.2水準(zhǔn)測量量原理水準(zhǔn)測量量有高差法和和儀高法法兩種各種種測量方方法，其其中，儀儀高法的的觀測精精度較低低，不適適于做高高精度的的沉降觀觀測，因因此，下下面主要要介紹高高差觀測測法。水準(zhǔn)測量量：是利用水水準(zhǔn)儀建建立一條水平平視線，借助水準(zhǔn)尺來測定地地面兩點間的的高差，從而由已知點點高程及測得的的高差求出待測測點(未知點））高程。水準(zhǔn)測量量原理利用水準(zhǔn)準(zhǔn)儀的水平視線線，分別讀讀取A點水準(zhǔn)尺上上的讀數(shù)a和B點水準(zhǔn)尺上上的讀數(shù)b，則A、、B兩點點高差為為：=a－b(高差=后視讀數(shù)數(shù)—前視視讀數(shù))水準(zhǔn)測量量方向是是由已知高程點點開始向向待測點方向行行進(jìn)。在在圖中，，A為已知知高程點點，B為待測點。。若A點高高于B點點，則a<b，，hAB<0，即即下坡若A點低低于B點點，則a>b，，hAB>0，即即上坡地面水準(zhǔn)點式中各符符號的含含義：后視點點----已知點稱為后視視點，如如圖2-1中的A點后視讀數(shù)數(shù)----在已知點上的尺讀數(shù)稱為后視視讀數(shù)，，一律用字母a表示。前視點點----未知點（或待定點）稱為前前視點，，如圖2-1中的B點前視讀數(shù)數(shù)----在未知點上的尺讀數(shù)稱為前視視讀數(shù)，，一律用字母b表示。水準(zhǔn)測量量原理轉(zhuǎn)點TPn---當(dāng)?shù)孛嫔仙蟽牲c的的距離較較遠(yuǎn)，或或兩點的的高差太太大，安安置一次次儀器不不能測定定其高差差時，就就需增設(shè)設(shè)若干個個臨時傳傳遞高程程的立尺尺點，稱稱為轉(zhuǎn)點點。選在在堅固穩(wěn)穩(wěn)定地方方并放置置尺墊，，使其穩(wěn)穩(wěn)定。測站---安置一次次儀器，，稱為一一個測站站。測段---兩水準(zhǔn)點點間由多個測測站和多多個轉(zhuǎn)點點的成組組連接，，形成一一個測段段，就是是連續(xù)水水準(zhǔn)測量量方法。。連續(xù)水準(zhǔn)準(zhǔn)測量在實際水水準(zhǔn)測量量中，A、B兩點間高差較大或或相距較遠(yuǎn)遠(yuǎn)，安置一次次水準(zhǔn)儀不不能測定兩兩點之間的的高差。此此時有必要要沿A、B的水準(zhǔn)路線線增設(shè)若干干個必要的的臨時立尺尺點，即轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)點（用作作傳遞高程程）。根據(jù)水準(zhǔn)測測量的原理理依次連續(xù)續(xù)地在兩個個立尺中間間安置水準(zhǔn)準(zhǔn)儀來測定定相鄰各點點間高差，，求和得到到A、B兩點間的高高差值。連續(xù)水準(zhǔn)測測量前進(jìn)方向h1=a1－b1h2=a2－b2……則：hAB=h1+h2+……+hn=ΣΣh=Σa－Σb結(jié)論：A、B兩點間的高高差等于各各測站高差差代數(shù)和，，也等于后后視讀數(shù)之之和減去前前視讀數(shù)之之和。2.3水準(zhǔn)儀和水水準(zhǔn)尺為水準(zhǔn)測量量提供水平平視線并在在水準(zhǔn)尺上上讀數(shù)的儀儀器稱為水水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀的種種類、型號號很多，國產(chǎn)DSn表示，其中“D””和“S”分別表示““大地測量量”和“水水準(zhǔn)儀”，，其下標(biāo)是該該類儀器每每公里水準(zhǔn)準(zhǔn)測量高差差中數(shù)偶然然中誤差，，以毫米計計。根據(jù)光學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)特點，，水準(zhǔn)儀又又可以分為為“微傾式”和“自動安平式式”水準(zhǔn)儀、、電子水準(zhǔn)儀儀（數(shù)字水準(zhǔn)準(zhǔn)儀）等，，電子式是是發(fā)展方向向并廣泛使使用。對于于“自動安安平式”水水準(zhǔn)儀，其其精度等級級依次為DSZ05、DSZ1、DSZ3等，其中的的字母Z表示自動安安平，其中中自動取代代微傾。按精度分：：普通水準(zhǔn)儀儀：DS3及以下精度度；精密水準(zhǔn)儀儀：國產(chǎn)DS05、DS1等。如天天寶DINI03、徠卡DNA03精密水準(zhǔn)儀儀主要用于于國家一、、二等水準(zhǔn)準(zhǔn)測量，及及建筑物沉沉降觀測、、大型橋梁梁施工的高高程控制、、精密機械械設(shè)備安裝裝等精密工工程測量。常見水準(zhǔn)儀儀類型微傾式水準(zhǔn)準(zhǔn)儀自動安平水水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀儀（數(shù)字水水準(zhǔn)儀）電子水準(zhǔn)儀儀能夠自動動進(jìn)行讀數(shù)數(shù)，取代人人工讀數(shù)，，可以極大大地提高觀觀測效率、、減少出錯錯概率。水準(zhǔn)儀的結(jié)結(jié)構(gòu)水準(zhǔn)儀由望望遠(yuǎn)鏡、水水準(zhǔn)器和基基座三部分分組成。望遠(yuǎn)鏡的作用是準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)并在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行讀數(shù)。水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)器有圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器兩種，其作用是標(biāo)示儀器豎軸是否豎直，視準(zhǔn)軸是否水平的部件?；饕奢S座、腳螺旋、底板和三角壓板組成，其作用是支撐儀器上部并用連接螺旋與三腳架連接。水準(zhǔn)尺及種種類水準(zhǔn)測量使使用的標(biāo)尺尺稱為水準(zhǔn)準(zhǔn)尺，是水水準(zhǔn)測量的的高差度量量工具，主主要有：單單面尺、雙雙面尺和塔塔尺等幾種種類型，以以及配合電電子水準(zhǔn)儀儀使用的條條碼標(biāo)尺。。通常用干燥燥、優(yōu)質(zhì)的的木材制成成，也有用玻璃璃鋼、鋁合合金等材料料制成。用于建筑物物沉降等高高精度的水水準(zhǔn)測量時時，應(yīng)該采采用溫度膨膨脹系數(shù)很很小的因鋼標(biāo)尺，除條碼尺尺外，一般般最小刻劃劃為0.5厘米。雙面標(biāo)尺和和塔尺單面雙刻劃劃標(biāo)尺條碼式電子子水準(zhǔn)儀標(biāo)標(biāo)尺尺墊尺墊是在連連續(xù)水準(zhǔn)測測量過程中中，放置在在高程傳遞遞的轉(zhuǎn)點上上，以防止止觀測過程程中水準(zhǔn)尺尺下沉的裝裝置。選擇重3kg、5kg，并踏實。尺墊水準(zhǔn)儀的使使用在一個測站站上，水準(zhǔn)準(zhǔn)儀的基本本操作程序序包括以下下步驟：安置儀器粗略整平對光和照準(zhǔn)準(zhǔn)精確整平（（僅微傾式式水準(zhǔn)儀需需要）讀數(shù)1安置儀器安置儀器的的過程是將將水準(zhǔn)儀器器安置到腳腳架上的過過程。儀器器安置高度度應(yīng)適中（（與觀測員員身高相適適應(yīng)），目目估架頭大大致水平，，并牢固地地架設(shè)在地地面上。2粗略整平粗略整平簡簡稱粗平，是轉(zhuǎn)動三三個腳螺旋旋使圓水準(zhǔn)準(zhǔn)器氣泡居居中，達(dá)到到儀器豎軸豎豎直，儀器旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時，為視視線在各方方向精確水平創(chuàng)創(chuàng)造條件。1、方法：對對向轉(zhuǎn)動腳腳螺旋1、2——使氣泡移至至1、2方向的中間間——轉(zhuǎn)動腳螺旋旋3，使氣泡居居中。2、規(guī)律：氣氣泡移動方方向與左手手大拇指運運動的方向向一致。（順升逆降，，氣泡在最最高點）圓水準(zhǔn)器調(diào)調(diào)節(jié)方法3對光和照準(zhǔn)準(zhǔn)對光和照準(zhǔn)準(zhǔn)是為了精精確讀取水水準(zhǔn)標(biāo)尺的的刻劃和注注記而調(diào)整整望遠(yuǎn)鏡的的目鏡、物物鏡的焦距距和視線方方向的過程程。一般按按以下五個個過程：（1）、目鏡對光（2）、概略照準(zhǔn)（3）、物鏡對光（4）、精確照準(zhǔn)（5）、消除視差（1）目鏡對光調(diào)節(jié)目鏡對對光螺旋，，使十字絲絲清晰。目鏡對光螺螺旋望遠(yuǎn)鏡十字字絲（2）概略照準(zhǔn)準(zhǔn)松開制動螺螺旋，轉(zhuǎn)動動望遠(yuǎn)鏡，，用望遠(yuǎn)鏡鏡上的準(zhǔn)星星和照門（（缺口）瞄瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺尺，然后旋旋緊制動螺螺旋。照門準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)器制動旋鈕（3）物鏡對光轉(zhuǎn)動物鏡對光光螺旋，使水水準(zhǔn)尺成像清清晰。物鏡對光螺旋旋（4）精確照準(zhǔn)轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡的的微動螺旋，，使十字絲縱縱絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)準(zhǔn)尺邊緣或縱縱絲平分水準(zhǔn)準(zhǔn)尺，以利于于用中橫絲的的中央部分截截取水準(zhǔn)尺讀讀數(shù)。（5）消除視差視差是指眼睛在目目鏡端上下移移動時，十字字絲與目標(biāo)像像（水準(zhǔn)尺像像）有相對運運動。視差對對照準(zhǔn)和讀數(shù)數(shù)影響很大，，故在讀數(shù)前前必須予以消消除。視差產(chǎn)生的原原因是目標(biāo)像平面面與十字絲平平面不重合。。消除方法是仔細(xì)重新進(jìn)進(jìn)行物鏡對光光，如果仍然然不能消除，，須再重新進(jìn)進(jìn)行目鏡對光光，直至成像像清晰、讀數(shù)數(shù)不變?yōu)橹?。。視差的存在將將影響觀測結(jié)結(jié)果的準(zhǔn)確性性，應(yīng)予消除。消除視差的方法法是仔細(xì)地反復(fù)進(jìn)進(jìn)行目鏡和物鏡調(diào)焦。視差及其消除除有視差無視差5精平與讀數(shù)轉(zhuǎn)動微傾螺旋旋使符合水準(zhǔn)準(zhǔn)器的氣泡吻吻合，表示視線精確確水平，隨即可以讀讀數(shù)。對于自自動安平水準(zhǔn)準(zhǔn)儀，儀器內(nèi)內(nèi)部有一個補補償透鏡，能能夠?qū)σ欢ǚ斗秶鷥?nèi)的視準(zhǔn)準(zhǔn)軸不平行進(jìn)進(jìn)行補償，因因此，該類水水準(zhǔn)儀沒有管管水準(zhǔn)器，不不需要進(jìn)行精精平操作，調(diào)調(diào)節(jié)腳螺旋使使圓水準(zhǔn)器居居中，即可照照準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行行對光、讀數(shù)數(shù)。電子水準(zhǔn)儀也也不需要精平平操作，圓水水準(zhǔn)器居中，，即可照準(zhǔn)標(biāo)標(biāo)尺進(jìn)行對光光、讀數(shù)。讀數(shù)方法示意意精密水準(zhǔn)儀配配套使用的水水準(zhǔn)尺，尺面面注記的特點點是：尺面注注記的各分劃劃數(shù)值均為實實際長度的2倍，即5cm的格值注記為為1分米。因此，在尺面面上讀數(shù)的1/2才是實際讀數(shù)數(shù)。所以用這這種尺測量高高差時，須將將觀測高差值值除以2，才是實際高高差。2.4水準(zhǔn)測量的實實施與成果整整理水準(zhǔn)點---通過水準(zhǔn)測量量方法獲得其其高程的高程程控制點，稱稱為，水準(zhǔn)點點可作為引測測高程的依據(jù)據(jù)。水準(zhǔn)點有永久久性和臨時性性兩種。永久水準(zhǔn)點點是國家有關(guān)關(guān)專業(yè)測量單單位，按統(tǒng)一一的精度要求求在全國各地地建立的國家家級的水準(zhǔn)點點。沉降觀測中埋埋設(shè)的沉降觀觀測點屬于臨臨時水準(zhǔn)點，，一般在項目目完成之后就就不再使用。。水準(zhǔn)路線由一系列水準(zhǔn)準(zhǔn)點間進(jìn)行水水準(zhǔn)測量所經(jīng)經(jīng)過的路線，，稱為水準(zhǔn)路路線。水準(zhǔn)路線依據(jù)據(jù)工程的性質(zhì)質(zhì)和測區(qū)情況況，可布設(shè)成成以下三種形形式：閉合水準(zhǔn)路線線附合水準(zhǔn)路線線支水準(zhǔn)路線以上三種水準(zhǔn)準(zhǔn)路線，我們們叫做單一水準(zhǔn)路線線。閉合水準(zhǔn)路線線由已知點水準(zhǔn)準(zhǔn)點BM1經(jīng)過一系列的的未知高程點點的水準(zhǔn)測量量之后，又回回到原已知點點BM1的水準(zhǔn)路線稱稱為閉合水準(zhǔn)準(zhǔn)路線（或簡簡稱水準(zhǔn)環(huán)線線）。建筑物變形測測量規(guī)范規(guī)定定，建筑物的的沉降觀測應(yīng)應(yīng)盡量采用閉閉合水準(zhǔn)路線線進(jìn)行沉降點點的高程聯(lián)測測。附合水準(zhǔn)路線線兩個不同的已已知水準(zhǔn)點之之間的水準(zhǔn)測測量路線，稱稱為附合水準(zhǔn)準(zhǔn)路線。如從從已知點BM1到已知點BM2的水準(zhǔn)測量方方法。支水準(zhǔn)路線由一個已知點點BM1到某一待定水水準(zhǔn)點A的水準(zhǔn)測量路路線，稱為水水準(zhǔn)支線。由由于水準(zhǔn)支線線沒有路線閉閉合（或附合合差）校核，，路線高差沒沒有多余觀測測而無法進(jìn)行行路線高差的的平差計算，，因此，除非非不具備閉合合和附合路線線條件，不宜宜在高精度的的水準(zhǔn)測量中中采用。水準(zhǔn)網(wǎng)若干條單一水水準(zhǔn)路線相互互連接構(gòu)成的的較復(fù)雜的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖形，稱稱為水準(zhǔn)網(wǎng)。。因此，單一水水準(zhǔn)路線不包包括水準(zhǔn)網(wǎng)。。水準(zhǔn)測量的實實施（外業(yè)）1、單測站水準(zhǔn)測測量的施測方方法：（水準(zhǔn)測量原原理）（1）一個水準(zhǔn)測站站的安置，應(yīng)在兩兩點之之間前前、后后視距距大致致相等等處安安置儀儀器，進(jìn)行行粗平平，前后視視距差差應(yīng)符符合規(guī)規(guī)范要要求；為及時時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)觀測測中的的錯誤誤，通通常采采用““兩次儀儀器高高法””或““雙雙面尺尺法”。關(guān)關(guān)于這這兩種種觀測測方法法的限限差應(yīng)應(yīng)符合合國家家相關(guān)關(guān)規(guī)范范中規(guī)規(guī)定；；（2）瞄準(zhǔn)水水準(zhǔn)點點（后后視點點）上上的水水準(zhǔn)尺尺，精精平后后用中中橫絲絲讀數(shù)數(shù)（后后視讀讀數(shù)）；（3）松開制制動螺螺旋，，瞄準(zhǔn)準(zhǔn)待定定點（（前視視點））上所所立的的水準(zhǔn)準(zhǔn)尺，，精平平以后后用中中橫絲絲讀數(shù)數(shù)（前前視讀讀數(shù)）；（4）計算本本站高高差（（或按按此高高差再再推算算待定定點高高程）），即即完成成一個個測站站的施施測工工作；根據(jù)規(guī)規(guī)范規(guī)規(guī)定，，對于于各種種不同同等級級的水水準(zhǔn)測測量，，不同觀觀測方方法（如往測測或返返測過過程））的不不同測測站序序號的的讀數(shù)數(shù)順序序有具具體規(guī)規(guī)定，，以消消除尺尺墊下下沉誤誤差。如：后后前前前后、、前后后后前前、后后后前前前等等。水準(zhǔn)測測量的的實施施（外外業(yè)））2、連續(xù)續(xù)水準(zhǔn)準(zhǔn)測量量施測測方法法（多測測站路路線測測量））在實際測測量工作作中，由由于起點點和終點點間距離離較遠(yuǎn)或或高差較較大，安安置一個個測站不不能全部部通視，，需要把把兩點間間距分成成若干段段，然后后連續(xù)多多次安置置儀器，，重復(fù)一一個測站站的簡單單水準(zhǔn)測測量過程程，這樣樣的水準(zhǔn)準(zhǔn)測量稱稱為連續(xù)續(xù)水準(zhǔn)測測量，其其特點就就是工作作的連續(xù)續(xù)性。如圖所示示，由已已知水準(zhǔn)準(zhǔn)點BMA起始，向向待定高高程的BMB點進(jìn)行水水準(zhǔn)測量量（若為為閉合水水準(zhǔn)路線線，則最最后回到到起始點點，施測測過程相相似）。。水準(zhǔn)測量量的實施施（外業(yè)業(yè)）3、水準(zhǔn)測測量記錄錄表水準(zhǔn)測量量中，把把安置儀儀器的位位置稱為為測站，，立尺的的位置稱稱為測點點。各測站觀觀測的后后視讀數(shù)數(shù)、前視視讀數(shù)、、高差的的計算，，高程的的推算均均應(yīng)隨測測隨記，，并保證證記錄的的原始性性和真實實性。（1）起始點點只有后后視讀數(shù)數(shù)，結(jié)束束點只有有前視讀讀數(shù)，中中間點既既有后視視讀數(shù)又又有前視視讀數(shù)。。（2），，只只表明計計算無誤誤，不表表明觀測測和記錄錄無誤。。水準(zhǔn)測量量的檢核核和成果果處理一般情況況下，水水準(zhǔn)測量量都形成成一定規(guī)規(guī)模的水水準(zhǔn)路線線。而水水準(zhǔn)路線線由一系系列的水水準(zhǔn)測站站組成，，因此，，水準(zhǔn)測測量的檢檢核和成成果處理理包括對測站數(shù)據(jù)據(jù)和路線數(shù)據(jù)據(jù)的檢核與與處理。測站檢核核，只能檢檢核單個個測站的的觀測精精度，一一般在野野外測量量過程中中根據(jù)規(guī)規(guī)范要求求即時進(jìn)進(jìn)行檢核核，超限限時將即即時進(jìn)行行重測。。至于轉(zhuǎn)點點位置變變動，外外界環(huán)境境的影響響等，雖雖然在一一個測站站上反映映不明顯顯，但是是這些誤誤差積累累的結(jié)果果會影響響整個路路線成果果的精度度，因此此必須進(jìn)進(jìn)行路線成果果的檢核核。檢核的方方法是將將路線觀觀測高差差與理論論高差值值相比較較，其差差值稱為為高差閉合合差，用來檢檢查錯誤誤和評定定水準(zhǔn)路路線成果果的測量量精度。。1計算實測測閉合差差衡量水準(zhǔn)準(zhǔn)路線測測量精度度的重要要指標(biāo)（1）、閉合水準(zhǔn)路線線：根據(jù)網(wǎng)型，閉閉合水準(zhǔn)路線線各段高差代代數(shù)和的理論論值應(yīng)等于零零，但實際上上，由于各站站觀測高差存存在誤差，致致使各段觀測測高差的代數(shù)數(shù)和不等于零零，稱之為閉閉合差。即即（2）、附合水準(zhǔn)路線線：對于附合水準(zhǔn)準(zhǔn)路線，路線線上各段高差差代數(shù)和的理理論值應(yīng)等于于兩個水準(zhǔn)點點間的已知高高差，同樣由由于有測量誤誤差，致使各各段觀測高差差的代數(shù)和不不等于理論值值而產(chǎn)生高差差閉合差，即即2分配實測閉合合差（1）、高差閉合差限限差（容許誤誤差）水準(zhǔn)測量中產(chǎn)產(chǎn)生的路線閉閉合差，根據(jù)據(jù)水準(zhǔn)測量等等級的不同，，規(guī)范規(guī)定了了相應(yīng)的限差差（容許誤差差），該容許許誤差除與觀觀測等級有關(guān)關(guān)外，往往使使用路線長度度或者測站數(shù)數(shù)進(jìn)行規(guī)定，，如mm的規(guī)定中，N為路線的測站站數(shù)。關(guān)于該該限差的具體體數(shù)值，請參參照相關(guān)規(guī)范范的規(guī)定。（2）、精度評定精度合格高差閉合差的的分配又叫平平差計算（近似平差），是為了分配觀觀測誤差。要要強調(diào)的一點點是，平差計計算并不能提提高觀測精度度，也不能提提高成果質(zhì)量量，只能從數(shù)數(shù)學(xué)上比較合合理地分配野野外觀測中引引入的偶然誤誤差，并得到到一個精度評評定結(jié)果。分配閉合差（3）、分配原則：根據(jù)誤差傳播播律，水準(zhǔn)測量的精精度與路線長長度（或者測測站數(shù)）成反反比，即觀測的路路線越長，測測站數(shù)越多，，觀測的誤差差累積將越大大，精度越低低。因此，水準(zhǔn)路線的閉閉合差的改正正值與距離L或測站數(shù)n成正比，即使使用路線長度度或者測站數(shù)數(shù)作為權(quán)重，，將高差閉合合差反號分配配到各段高差差上。4計算待定點高高程待定點就是我們常常常說的未知高程值的的測點，可以是在進(jìn)行控制測測量中的水準(zhǔn)準(zhǔn)點，也可能能就是進(jìn)行建建筑物沉降觀觀測時安置在在建筑物上的的沉降點。用經(jīng)過閉合差差改正、正高高改正等各項項改正后的高高差和已知點點的高程，來來逐段推算各各待定點的高高程。已知點就是高程值為為已知的水準(zhǔn)準(zhǔn)點，一般是是更高等級的的水準(zhǔn)測量得得到的水準(zhǔn)點點?？赡苁菄业鹊燃壦疁?zhǔn)點，，也可能是進(jìn)進(jìn)行建筑物沉沉降觀測中的的控制點、工工作基點、檢檢測點等。水準(zhǔn)測量的成成果實例【例】如圖為按圖根根水準(zhǔn)測量要要求施測某附附合水準(zhǔn)路線線觀測成果略略圖。BM-A和BM-B為已知高程的的水準(zhǔn)點，圖圖中箭頭表示示水準(zhǔn)測量前前進(jìn)方向，路路線上方的數(shù)數(shù)字為測得的的兩點間的高高差(以m為單位)，路線下方數(shù)數(shù)字為該段路路線的長度(以km為單位)，試計算待定定點1、2、3點的高程。解算步驟第一步計算實實測高差閉合合差：第二步計算限限差：解算步驟第三步計算每每km改正數(shù)：第四步計算各各段高差改正正數(shù)：四舍五入后，，使故有：V1=-8mm，V2=-11mm,V3=-8mm，V4=-10mm解算步驟第五步計算各各段改正后高高差后，計算算1、2、3各點的高程。。改正后高差=改正前高差+改正數(shù)ViH1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.609+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.411-2.252=48.159(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=48.159+1.420=49.579(m)第三講、測量量誤差理論基基礎(chǔ)學(xué)習(xí)要求內(nèi)容：了解測量誤差來源源及產(chǎn)生的原原因；掌握系統(tǒng)誤差和偶偶然誤差的特特點及其處理理方法；理解精度評定的指指標(biāo)（中誤差差、相對誤差差、容許誤差差）的概念；；熟悉水準(zhǔn)測量各項項誤差及減少少誤差應(yīng)注意意的事項；熟悉誤差傳播定律律的應(yīng)用。重點：系統(tǒng)誤差和偶偶然誤差的特特點及其處理理方法；水準(zhǔn)準(zhǔn)測量各項誤誤差及減少誤誤差應(yīng)注意的的事項。難點：中誤差、相對對誤差、容許許誤差的概念念；誤差傳播播定律的應(yīng)用用。3.1測量誤差的概概念在同一量的各觀測值之間間，或在各觀測值與其理理論上的應(yīng)有有值（真值））之間存在差異異的現(xiàn)象，在在測量工作中中是普遍存在在的。這是由由于觀測值中中包含有觀測測誤差的緣故故。觀測誤差差的產(chǎn)生，原原因很多，概概括起來有以以下三個方面面（觀測條件件）：測量儀器觀測者外界條件觀測誤差來源源于三個方面面：1、觀測者視覺覺鑒別能力和技術(shù)水平；2、儀器、工具具的精密程度度；3、觀測時外界條件的好好壞。三個方面綜合合起來，稱為為觀測條件。。觀測條件將將影響觀測成成果的精度。。等精度觀測----觀測條件相同同的各次觀測測。非等精度觀測測----觀測條件不相相同的各次觀觀測。觀測條件容許誤差----在實際生產(chǎn)中中，據(jù)不同的的測量目的，，允許含有一一定程度的誤誤差。一、測量儀器器引起的誤差測量工作通常常是利用測量量儀器進(jìn)行的的。由于每一一種儀器只具具有一定限度度的精密度，，因而使觀測測值的精密度度受到了一定定的限制。同時，儀器本本身也有一定定的誤差，例例如水準(zhǔn)儀的的視準(zhǔn)軸不平平行于水準(zhǔn)軸軸，水準(zhǔn)尺的的分劃誤差等等等。因此，使用這這樣的水準(zhǔn)儀儀和水準(zhǔn)尺進(jìn)進(jìn)行觀測，就就會使水準(zhǔn)測測量結(jié)果產(chǎn)生生誤差。二、觀測者引引起的誤差由于觀測者的感覺覺器官的鑒別別能力有一定的局限限性，所以在在儀器的安置置、照準(zhǔn)、讀讀數(shù)等方面都都會產(chǎn)生誤差差。同時，觀測者的工作作態(tài)度和技術(shù)術(shù)水平，也是對觀測測成果質(zhì)量有有直接影響的的重要因素。。（三）、外界界條件引起的的誤差觀測時所處的的外界條件，，如溫度、濕濕度、風(fēng)力、、大氣折光等等因素都會對對觀測結(jié)果直直接產(chǎn)生影響響；同時，隨著溫溫度的高低，，濕度的大小小，風(fēng)力的強強弱以及大氣氣折光的不同同，它們對觀觀測結(jié)果的影影響也隨之不不同，因而在在這樣的客觀觀環(huán)境下進(jìn)行行觀測，就必必然使觀測的的結(jié)果產(chǎn)生誤誤差。測量誤差的分類誤差按其對測測量結(jié)果影響響的性質(zhì)，可可分為系統(tǒng)誤差和偶偶然誤差。系統(tǒng)誤差與偶偶然誤差在觀觀測過程中總總是同時產(chǎn)生生的。系統(tǒng)誤差1、定義：在相同觀測條條件下，對某某量進(jìn)行一系系列觀測，如如誤差出現(xiàn)符符號和大小均均相同或按一一定的規(guī)律變變化，這種誤誤差稱為系統(tǒng)統(tǒng)誤差。2、特點：具有積累性、、規(guī)律性，隨隨著單一觀測測值觀測次數(shù)數(shù)的增多而累累積。對測測量結(jié)果的影影響大，但可可通過檢校儀器、加入改改正數(shù)（鋼尺尺改正、指標(biāo)標(biāo)差改正）用用一定的觀測測方法或程序序（前后視距距相等、后前前前后）加以消除。3、舉例：如標(biāo)尺長度誤誤差、標(biāo)尺零零點差、水準(zhǔn)準(zhǔn)儀i角誤差等?？梢苑謩e采用用雙數(shù)站上點點和保持前后后尺視距相等等的方法進(jìn)行行消除。偶然誤差：1、定義：在相同觀測條條件下，對某某量進(jìn)行一系系列觀測，如如誤差出現(xiàn)符符號和大小均均不一定，這這種誤差稱為為偶然誤差。。但具有一定定的統(tǒng)計規(guī)律律。2、特點：（1）具有一定的的范圍。（2）絕對值小的的誤差出現(xiàn)概概率大。（3）絕對值相等等的正、負(fù)誤誤差出現(xiàn)的概概率相同。（4）數(shù)學(xué)期限望望等于零。即即：

-24-21-18-15-12-9-6-30+3+6+9+12+15+18+21+24X=

y=f()=k/nd

正態(tài)分布曲線偶然誤差的統(tǒng)統(tǒng)計規(guī)律特點：偶然誤差是由由人力所不能能控制的因素素或無法估計計的因素，共共同引起，具具有偶然性、抵抵償性，找不到消除其其影響的方法法，但應(yīng)加以以限制。因此，任何觀觀測結(jié)果都不不可避免地存存在有偶然誤誤差

為了防防止錯誤的發(fā)發(fā)生和提高觀觀測成果的精精度，在測量量工作中，一一般需要進(jìn)行行多于必要的觀觀測，即多余觀測。（即觀測個數(shù)多多余確定未知知量所需要的的個數(shù)）如：一段距離的往往、返丈量，，若將往測作作為必要觀測測，則返測就就屬于多余觀觀測；一個三三角形的內(nèi)角角，兩個角度度屬于必要觀觀測，則第三三個角度的觀觀測就屬于多多余觀測；水水準(zhǔn)路線的最最后一段高差差的觀測也屬屬于多余觀測測。有了多余觀測測，就可以發(fā)發(fā)現(xiàn)觀測值中中的錯誤（粗粗差），以便便將其剔除和和重測。偶然誤差的特特性一般來說，在在測量中，粗差可以發(fā)現(xiàn)并剔剔除（重復(fù)觀觀測、多余觀觀測），系統(tǒng)誤差和偶然誤差是同時發(fā)生。系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的的危害性很大大，所以總是是設(shè)法消除或或減弱其影響響（或控制在在一定的范圍圍內(nèi)，一般認(rèn)認(rèn)為，當(dāng)嚴(yán)格格按規(guī)范要求求測量時，其其影響可以消消弱到很?。?，使其處于于次要地位；而偶然誤差找不到消除其其影響的方法法，只能按照照上述方法處處理。任何何觀觀測測結(jié)結(jié)果果都都不不可可避避免免地地存存在在有有偶偶然然誤誤差差，，這這樣樣在在觀測測成成果果中可可以以認(rèn)認(rèn)為為主要要是存在在偶偶然然誤誤差差。處理理方方法法：：多次次重重復(fù)復(fù)觀觀測測，，取取其其平平均均數(shù)數(shù)，，可可以以抵抵消消掉掉一一些些偶偶然然誤誤差差，，但但不不能能完完全全消消除除偶偶然然誤誤差差；；多多余余觀觀測測，，制制定定限限差差（（即即容容許許誤誤差差）），，并并評評定定精精度度。3.2衡量量精精度度的的指指標(biāo)標(biāo)在一一定定的的觀觀測測條條件件下下進(jìn)進(jìn)行行的的一一組組觀觀測測，，它它對對應(yīng)應(yīng)著著一一種種確確定定的的誤誤差差分分布布。。如如果果分分布布較較為為密密集集，，即即離離散散度度較較小小時時，，則則表表示示該該組組觀觀測測質(zhì)質(zhì)量量較較好好，，也也就就是是說說，，這這一一組組觀觀測測精精度度較較高高；；反反之之，，如如果果分分布布較較為為離離散散，，即即離離散散度度較較大大時時，，則則表表示示該該組組觀觀測測質(zhì)質(zhì)量量較較差差，，也也就就是是說說，，這這一一組組觀觀測測精精度度較較低低。。因此此，，所謂謂精精度度，，就就是是指指誤誤差差分分布布的的密密集集或或離離散散的的程程度度，，也也就就是是指指離離散散度度的的大大小小，，假如如兩兩組組觀觀測測成成果果的的誤誤差差分分布布相相同同，，便便是是兩兩組組觀觀測測成成果果的的精精度度相相同同；；反反之之，，若若誤誤差差分分布布不不同同，，則則精精度度也也就就不不同同。。評定定精精度度的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)1.觀測測精度度-----是指指觀觀測誤誤差差分分布布的的密密集集或離散散程程度度。2.精密密度度-----表示示測測量量結(jié)結(jié)果果中中的的偶然然誤誤差差大大小小的的程程度度。一一組組觀觀測測值值之之間間相相互互符符合合的的程程度度（（或或離離散散程程度度））。。一一觀觀測測列列的的偶偶然然誤誤差差大大小小反反映映出出觀觀測測值值的的精精密密度度。。3.正確確度度-----表示示測測量量結(jié)結(jié)果果中中的的系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差大大小小的的程程度度。4.準(zhǔn)確確度度-----是測測量量結(jié)結(jié)果果中中系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差與與偶偶然然誤誤差差的的綜綜合,表示示測測量量結(jié)結(jié)果果與與真真值值的的一一致致程程度度（（或或接接近近真真值值的的程程度度））。其中中系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差對對觀觀測測值值的的準(zhǔn)準(zhǔn)確確度度影影響響極極大大。。例：：射射擊擊，，靶心心相相當(dāng)當(dāng)于于真真值值，若若彈彈孔孔普普遍遍離離靶靶心心較較遠(yuǎn)遠(yuǎn)，，說說明明系系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差大大，，正正確確度度低低；；而而彈彈孔孔與與彈彈孔孔之之間間比比較較密密集集，，說說明明偶偶然然誤誤差差小小，，精精密密度度高高。。彈孔孔集集中中于于靶靶心心附附近近且且密密集集，，說說明明準(zhǔn)準(zhǔn)確確度度高高。5.多余余觀觀測測-----即觀觀測測值值的的個個數(shù)數(shù)多多于于確確定定未未知知量量所所必必需觀觀測測的的個個數(shù)數(shù)。3.2衡量量精精度度的的指指標(biāo)標(biāo)在實實際際工工作作中中，，人人們們需需要要對對精度度有有一一個個數(shù)數(shù)字字概概念念，這這個個具具體體的的數(shù)數(shù)字字應(yīng)應(yīng)該該能能夠夠反映映誤誤差差分分布布的的密密集集或或離離散散的的程程度度，，即即應(yīng)應(yīng)該該能能夠夠反反映映其其離離散散度度的的大大小小，因因此此稱稱它它為為衡量量精精度度的的指指標(biāo)標(biāo)。測量量上上常常見見的的精精度度指指標(biāo)標(biāo)有有：：方差差和和中中誤誤差差、、相相對對誤誤差差、、極極限限誤誤差差。。1、方方差差和和中中誤誤差差方差差：：Δ————某量量的的真真誤誤差差，，[]————求和和符符號號。。規(guī)律律：：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差差σ估值值（（中中誤誤差差m）絕絕對對值值愈愈小小，，觀觀測測精精度度愈愈高高。。在測測量量中中，，n為有有限限值值，，計計算算中中誤誤差差m的方方法法，，有有以以下下兩兩種種：：用真真誤誤差差來來確確定定中中誤誤差差———適用用于于觀觀測測量量真真值值已已知知時時。。真誤差差Δ———觀測值值與其其真值值之差差，有有：標(biāo)準(zhǔn)差差中誤差差（標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差差估值值），，n為觀測測值個個數(shù)。。應(yīng)用實實例：：測角角三角角網(wǎng)中中，單單個三三角形形的三三個內(nèi)內(nèi)角觀觀測值值之和和與理理論值值180°之差，，即真真誤差差。閉閉合水水準(zhǔn)路路線的的各測測段高高差之之和應(yīng)應(yīng)為0，如不不為0，該閉閉合差差為真真誤差差。用改正正數(shù)來來確定定中誤誤差