變形監(jiān)測(cè)分析預(yù)報(bào)測(cè)繪地理信息行業(yè)職業(yè)培訓(xùn)包§6-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)6.1.1變形物體的形狀、大小和位置變化統(tǒng)稱(chēng)為變形。變形通常分為兩類(lèi)：自身的變形和相對(duì)于參照物的運(yùn)動(dòng)。自身的變形主要包括伸縮、錯(cuò)動(dòng)（或者叫剪切）、彎曲和扭轉(zhuǎn)四種變形。相對(duì)于參照物的運(yùn)動(dòng)又包含了物體整體的平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、升降、和傾斜。其中，把物體的平移稱(chēng)為物體的絕對(duì)變形，把物體的自身的變形和旋轉(zhuǎn)等稱(chēng)為物體的相對(duì)變形。理論上，物體的變形是絕對(duì)的。實(shí)際中，需要一個(gè)參照物作參考；同時(shí)也需要一個(gè)具體的數(shù)值作標(biāo)準(zhǔn)?！?-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)

物體的變形按類(lèi)型來(lái)分，可分為靜態(tài)變形和動(dòng)態(tài)變形。靜態(tài)變形通常是指變形只表示某一段時(shí)間內(nèi)的變形，它是時(shí)間的函數(shù)，一般通過(guò)周期觀測(cè)得到；動(dòng)態(tài)變形是指在外力作用下產(chǎn)生的變形，其變形值只表示物體在某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)變形，它是外力的函數(shù)，動(dòng)態(tài)變形須通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)得到。6.1.2引起工程變形的原因

主要有客觀原因和主觀原因?！?-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)一、客觀原因㈠建筑物的自重、使用中的動(dòng)荷載；㈡振動(dòng)或風(fēng)力等因素引起的附加荷載；㈢建筑物結(jié)構(gòu)的型式；㈣地下水位的升降及其對(duì)基礎(chǔ)的侵蝕作用；㈤地基土在荷載與地下水位變化影響下產(chǎn)生的各種工程地質(zhì)現(xiàn)象；㈥溫度的變化；㈦建筑物附近新工程施工對(duì)地基的擾動(dòng)等。§6-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)二、主觀原因㈠地質(zhì)勘探不充分，例如：沒(méi)發(fā)現(xiàn)地基下的舊河道；㈡設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，例如對(duì)土的承載力，各種荷載估計(jì)錯(cuò)誤，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡鼗撂匦粤私獠粔?，套用其它地方的做法造成的錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)計(jì)算中的失誤等；㈢施工質(zhì)量差，例如地基基礎(chǔ)處理不當(dāng)，使用了較差的材料，由于砂石沒(méi)有洗凈或者水分過(guò)多或者保養(yǎng)不當(dāng)致使混凝土強(qiáng)度減弱等；㈣施工方法不當(dāng)，例如軟土上施工時(shí)由于沒(méi)有處理好地下水或基坑壁的保護(hù)引起顯著的地面沉降和位移，打樁使附近地面隆起引起上面的建筑物變形，高聳建筑物施工時(shí)沒(méi)顧及大風(fēng)的影響，鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)沒(méi)顧及日照及氣溫變化的影響，巨大鋼構(gòu)件焊接時(shí)沒(méi)注意保溫，讓灼熱的焊縫過(guò)快冷卻產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力等不良后果等等?！?-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)6.1.3變形監(jiān)測(cè)的定義

變形監(jiān)測(cè)，又稱(chēng)變形測(cè)量或變形觀測(cè)，是對(duì)變形體(也即被監(jiān)測(cè)的對(duì)象或物體)進(jìn)行測(cè)量以確定其空間位置隨時(shí)間的變化特征。變形監(jiān)測(cè)，它包括全球性的變形監(jiān)測(cè)、區(qū)域性的變形監(jiān)測(cè)和工程變形監(jiān)測(cè)。全球性的變形監(jiān)測(cè)是對(duì)地球自身動(dòng)態(tài)變化（如自轉(zhuǎn)速率變化、極移、潮汐、全球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變）的監(jiān)測(cè)。區(qū)域性的變形監(jiān)測(cè)是對(duì)區(qū)域性地殼形變和地面沉降的監(jiān)測(cè)。

§6-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)

對(duì)于工程變形監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，變形體一般包括工程建(構(gòu))筑物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工程建筑物)、機(jī)器設(shè)備以及其他與工程建設(shè)有關(guān)的自然或人工對(duì)象。例如大壩、船閘、橋梁、隧道、高層建筑物、地下建筑物、大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、車(chē)船、飛機(jī)、天線(xiàn)、古建筑、油罐、貯礦倉(cāng)、崩滑體、泥石流、采空區(qū)、高邊坡、開(kāi)采沉降區(qū)域等。變形體用一定數(shù)量的有代表性的位于變形體上的離散點(diǎn)(稱(chēng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)或目標(biāo)點(diǎn))來(lái)代表。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化可以描述變形體的變形?！?-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)6.1.4變形監(jiān)測(cè)的作用變形監(jiān)測(cè)的作用(或目的意義)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一、實(shí)用上的作用保障工程安全，監(jiān)測(cè)各種工程建筑物、機(jī)器設(shè)備以及與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造的變形，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常變化，對(duì)其穩(wěn)定性、安全性做出判斷，以便采取措施處理，防止事故發(fā)生。二、科學(xué)上的作用積累監(jiān)測(cè)分析資料，能更好地解釋變形的機(jī)理，驗(yàn)證變形的假說(shuō)，為研究災(zāi)害預(yù)報(bào)的理論和方法服務(wù)檢驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的理論是否正確，設(shè)計(jì)是否合理，為以后修改設(shè)計(jì)、制定設(shè)計(jì)規(guī)范提供依據(jù)，如改善建筑的物理參數(shù)、地基強(qiáng)度參數(shù)，以防止工程破壞事故，提高抗災(zāi)能力等?！?-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)6.1.5變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容變形監(jiān)測(cè)主要包括水平位移監(jiān)測(cè)、垂直位移監(jiān)測(cè)、偏距、傾斜、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動(dòng)、裂縫等的測(cè)量。水平位移是監(jiān)測(cè)點(diǎn)在平面上的變動(dòng)，它可分解到某一特定方向；垂直位移是監(jiān)測(cè)點(diǎn)在鉛直面或大地水準(zhǔn)面法線(xiàn)方向上的變動(dòng)；偏距、傾斜、撓度等也可歸結(jié)為水平和垂直位移監(jiān)測(cè)，其中偏距和撓度可以視為某一特定方向的水平位移，而傾斜可以換算成水平或垂直位移，也可以通過(guò)水平或垂直位移測(cè)量和距離測(cè)量得到。除上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容外，還包括與變形有關(guān)的物理量的監(jiān)測(cè)，如應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、氣壓、水位(庫(kù)水位、地下水位)、滲流、滲壓、揚(yáng)壓力等的監(jiān)測(cè)?！?-1工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)6.1.6變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)變形監(jiān)測(cè)的最大特點(diǎn)就是對(duì)變形體監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行周期觀測(cè)，以求得變形體在兩個(gè)周期間的變形值和瞬時(shí)變形值。所謂周期觀測(cè)就是多次的重復(fù)觀測(cè)，第一次稱(chēng)初始周期或零周期。每一周期的觀測(cè)方案（如監(jiān)測(cè)網(wǎng)的圖形、使用儀器、作業(yè)方法乃至觀測(cè)人員）都要一致?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期

變形監(jiān)測(cè)應(yīng)能確切反映工程的實(shí)際變形程度或變形趨勢(shì)，并以此作為確定變形監(jiān)測(cè)精度和觀測(cè)周期的基本要求?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期6.2.1變形監(jiān)測(cè)精度的確定

變形監(jiān)測(cè)的精度要求，主要取決于該項(xiàng)工程預(yù)計(jì)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的目的和允許變形值的大小。一、根據(jù)變形監(jiān)測(cè)目的來(lái)確定監(jiān)測(cè)精度

變形監(jiān)測(cè)的目的大致可分三類(lèi)。第一類(lèi)是安全監(jiān)測(cè)。希望通過(guò)重復(fù)觀測(cè)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑物的不正常變形，以便及時(shí)分析并采取措施，防止發(fā)生事故。例如露天礦的邊坡監(jiān)測(cè)，高水位時(shí)大壩的位移監(jiān)測(cè)，建筑物在作某種大修時(shí)的安全監(jiān)測(cè)等。第二類(lèi)是積累資料。由于土的組成成分復(fù)雜，土力學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的依賴(lài)性很大。例如在不同土質(zhì)中不同基礎(chǔ)的承載能力與預(yù)期沉降量等重要設(shè)計(jì)參數(shù)大多是用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的。而經(jīng)驗(yàn)公式中的一些參數(shù)則是在大量實(shí)踐基礎(chǔ)上用統(tǒng)計(jì)方法求得的。各地對(duì)大量不同基礎(chǔ)形式的建筑物所作沉降觀測(cè)資料的積累，是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的有效措施，也是以后修改設(shè)計(jì)方法制定設(shè)計(jì)規(guī)范的依據(jù)。第三類(lèi)是為科學(xué)試驗(yàn)服務(wù)。它實(shí)質(zhì)上也可能是為了收集資料，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，也可能是為了安全監(jiān)測(cè)。只是它是在一個(gè)較短時(shí)期內(nèi)，在人工條件下讓建筑物產(chǎn)生變形。測(cè)量工作者要在短時(shí)期內(nèi)，以較高的精度測(cè)取一系列變形值。例如對(duì)于某種新結(jié)構(gòu)、新材料作加載試驗(yàn)?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期顯然不同的目的所要求的精度不同。為積累資料而進(jìn)行的變形監(jiān)測(cè)精度可以低一些。另兩種目的要求精度高一些。但是究竟要具有什么樣的精度，仍沒(méi)有解決。因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員無(wú)法回答結(jié)構(gòu)物究竟能承受多大的允許變形。在多數(shù)情況下設(shè)計(jì)人員總希望把精度要求提得高一些。而測(cè)量人員希望他們定得低一些。因此變形監(jiān)測(cè)的精度要求常常是由設(shè)計(jì)、施工、測(cè)量幾方面人員針對(duì)具體工程具體商量的結(jié)果，是需要與可能之間妥協(xié)的結(jié)果。對(duì)于重要的工程，例如攔在長(zhǎng)江，黃河上的大壩，粒子加速器等等，則要求“以當(dāng)時(shí)能達(dá)到的最高精度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。”考慮到測(cè)量工作的成本與整個(gè)工程的造價(jià)相比是非常微小的,因此對(duì)于重要工程按上述原則確定精度要求是恰當(dāng)?shù)??！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期二、根據(jù)工程允許變形值的大小來(lái)確定監(jiān)測(cè)精度

如何根據(jù)允許變形值來(lái)確定變形監(jiān)測(cè)精度，學(xué)術(shù)界還存在著各種不同的看法，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此也作過(guò)多次討論。在國(guó)際測(cè)量師聯(lián)合會(huì)（FIG）1971年第13次大會(huì)上，變形測(cè)量小組提出：“如果變形測(cè)量是為了確保建筑物的安全、使變形值不超過(guò)某一允許的數(shù)值，則其觀測(cè)值的誤差應(yīng)小于變形允許值的1/10～1/20；如果是為了研究變形的過(guò)程，則其誤差應(yīng)比上面這個(gè)數(shù)值小得多（小于變形允許值的1/20～1/100），甚至應(yīng)采用目前測(cè)量手段和儀器所能達(dá)到的最高精度。”這成為世界各國(guó)在制定變形測(cè)量精度時(shí)廣泛采用的觀點(diǎn)。

§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期《建筑物變形測(cè)量規(guī)程》規(guī)定：㈠最終沉降量的觀測(cè)中誤差應(yīng)按下列規(guī)定確定：1.絕對(duì)沉降(如沉降量、平均沉降量等)的觀測(cè)中誤差，對(duì)于特高精度要求的工程可按地基條件，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)與分析具體確定；對(duì)于其他精度要求的工程，可按低、中、高壓縮性地基土的類(lèi)別，分別選士O．5mm、士1.Omm、±2．5mm。2.相對(duì)沉降(如沉降差、基礎(chǔ)傾斜、局部?jī)A斜等)、局部地基沉降(如基坑回彈、地基土分層沉降等)以及膨脹土地基變形等的觀測(cè)中誤差，均不應(yīng)超過(guò)其變形允許值的1/20。3.建筑物整體性變形(如工程設(shè)施的整體垂直撓曲等)的觀測(cè)中誤差，不應(yīng)超過(guò)允許垂直偏差的1/10。4.結(jié)構(gòu)段變形(如平置構(gòu)件撓度等)的觀測(cè)中誤差，不應(yīng)超過(guò)變形允許值的1/6。5.對(duì)于科研項(xiàng)目變形量的觀測(cè)中誤差，可視所需提高觀測(cè)精度的程度，將上列各項(xiàng)觀測(cè)中誤差乘以1/5～1/2系數(shù)后采用?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期㈡最終位移量的觀測(cè)中誤差應(yīng)按下列規(guī)定確定：1.位移量分絕對(duì)位移量和相對(duì)位移量。絕對(duì)位移（如建筑物基礎(chǔ)水平位移、滑坡位移等）通常難以給定位移的允許值，一般是根據(jù)設(shè)計(jì)、施工要求，并參照同類(lèi)或類(lèi)似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)確定觀測(cè)精度。2.相對(duì)位移(如基礎(chǔ)的位移差、轉(zhuǎn)動(dòng)撓曲等)、局部地基位移(如受基礎(chǔ)施工影響的位移、擋土設(shè)施位移等)的觀測(cè)中誤差，均不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/20(分量值按變形允許值的采用，下同)。3.建筑物整體性變形(如建筑物的頂部水平位移、全高垂直度偏差、工程設(shè)施水平軸線(xiàn)偏差等)的觀測(cè)中誤差，不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/10。4.結(jié)構(gòu)段變形(如高層建筑層間相對(duì)位移、豎直構(gòu)件的撓度、垂直偏差等)的觀測(cè)中誤差，不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/6。5.對(duì)于科研項(xiàng)目的變形量觀測(cè)中誤差，可視所需提高觀測(cè)精度的程度，將上列各項(xiàng)觀測(cè)中誤差乘以1/5～1/2系數(shù)后采用。需要注意的是，當(dāng)給定多個(gè)同類(lèi)型變形允許值時(shí)，應(yīng)分別估算觀測(cè)中誤差，并取其中的最小值作為最終的觀測(cè)中誤差。

§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期三、變形監(jiān)測(cè)的測(cè)量等級(jí)及精度變形測(cè)量等級(jí)沉降觀測(cè)位移觀測(cè)適用范圍觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差／mm觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差／mm特級(jí)≤0.05≤0.3特高精度要求的特種精密工程各重要科研項(xiàng)目變形觀測(cè)一級(jí)≤0.15≤1.0高精度要求的大型建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)二級(jí)≤0.50≤3.0中等精度要求的建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)；重要建筑物主體傾斜觀測(cè)、場(chǎng)地滑坡觀測(cè)三級(jí)≤1.50≤10.0低精度要求的建筑物變形觀測(cè)；一般建筑物主體傾斜觀測(cè)、場(chǎng)地滑坡觀測(cè)表6.1變形監(jiān)測(cè)的測(cè)量等級(jí)及精度注：(1)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差，系指幾何水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站高差中誤差或靜力水準(zhǔn)測(cè)量相鄰觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)高差中誤差。(2)觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差，系指觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于測(cè)站點(diǎn)(如工作基點(diǎn)等)的坐標(biāo)中誤差、坐標(biāo)差中誤差以及等價(jià)的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差值中誤差、建筑物(或構(gòu)件)相對(duì)于底部定點(diǎn)的水平位移分量中誤差?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)網(wǎng)型設(shè)計(jì)好以后，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)網(wǎng)的觀測(cè)方案設(shè)計(jì)。根據(jù)模擬監(jiān)測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)型、觀測(cè)方案、模擬觀測(cè)值及觀測(cè)設(shè)計(jì)精度等信息，用控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，即可求得網(wǎng)中最弱點(diǎn)相應(yīng)觀測(cè)值（如網(wǎng)中最弱點(diǎn)高程，網(wǎng)中待求觀測(cè)點(diǎn)間高差，網(wǎng)中最弱點(diǎn)坐標(biāo)分量，網(wǎng)中待求觀測(cè)點(diǎn)間坐標(biāo)分量差等）的中誤差（如工程絕對(duì)沉降的觀測(cè)中誤差、工程相對(duì)沉降的觀測(cè)中誤差、位移分量的觀測(cè)中誤差或位移分量差的觀測(cè)中誤差等）。對(duì)于位移測(cè)量，可直接利用觀測(cè)中誤差，根據(jù)表6.1中內(nèi)容來(lái)確定監(jiān)測(cè)網(wǎng)的等級(jí)和觀測(cè)元素的測(cè)量精度。對(duì)于沉降測(cè)量，則還需要利用上面確定的工程絕對(duì)沉降的觀測(cè)中誤差或工程相對(duì)沉降的觀測(cè)中誤差，網(wǎng)中最弱點(diǎn)高程或網(wǎng)中待求觀測(cè)點(diǎn)間高差的權(quán)倒數(shù)，求得單位權(quán)中誤差（也即觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差）

（6.2.1）（6.2.2）確定了單位權(quán)中誤差后，也可根據(jù)表6.1中內(nèi)容來(lái)確定控制網(wǎng)的等級(jí)和觀測(cè)元素的測(cè)量精度。估算出的測(cè)量精度應(yīng)有一定富余，確保測(cè)量結(jié)果能準(zhǔn)確反映出工程的最小可發(fā)現(xiàn)變形值。§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期四、沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)精度估算示例

例：某高樓有24層，高，相鄰柱基間的中心距離為。該建筑物的允許傾斜度為‰。若已知沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)網(wǎng)型如圖6.1所示?，F(xiàn)在準(zhǔn)備對(duì)該建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)，試確定沉降觀測(cè)的等級(jí)與精度。圖6.1大樓沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)示例§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期解：㈠根據(jù)允許傾斜值來(lái)確定觀測(cè)精度因?yàn)樵摻ㄖ锏脑试S傾斜度為‰，且高，則建筑物頂部相對(duì)于底部的水平位移允許值為因?yàn)樵撍轿灰圃试S值可視為南北、東西方向水平位移允許值的綜合（如圖6.2所示），故一側(cè)（南北或東西方向）水平位移允許值根據(jù)“建筑物整體性變形(如建筑物的頂部水平位移、全高垂直度偏差、工程設(shè)施水平軸線(xiàn)偏差等)的觀測(cè)中誤差，不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/10”的原則，則一側(cè)（南北或東西方向）的水平位移觀測(cè)中誤差為§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期對(duì)于剛性建筑物，建筑物基礎(chǔ)相對(duì)沉降差、基礎(chǔ)寬度、建筑物高度、一側(cè)的頂部水平位移之間存關(guān)系式

(6.2.3)根據(jù)誤差傳播定律，則由于建筑物基礎(chǔ)相對(duì)沉降差是基礎(chǔ)兩端沉降量的差值，故根據(jù)圖6.1所示水準(zhǔn)路線(xiàn)，以一測(cè)站觀測(cè)高差中誤差作為單位權(quán)中誤差，利用平差知識(shí)，可求得D、E、F、G、C、H六個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)G的權(quán)倒數(shù)，其中最弱點(diǎn)的權(quán)倒數(shù)。利用式（6.2.1）可以求得根據(jù)，結(jié)合表6.1中規(guī)定，可知應(yīng)采用的沉降監(jiān)測(cè)等級(jí)為二級(jí)。查規(guī)范即可確定觀測(cè)方案?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期6.2.2變形監(jiān)測(cè)的觀測(cè)周期變形監(jiān)測(cè)重復(fù)觀測(cè)的時(shí)間間隔稱(chēng)為觀測(cè)周期。變形監(jiān)測(cè)周期應(yīng)以能系統(tǒng)反映所測(cè)變形的變化過(guò)程且不遺漏其變化時(shí)刻為原則。觀測(cè)周期取決于變形的大小、速率及觀測(cè)的目的。變形監(jiān)測(cè)的初始周期一般應(yīng)在埋設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定后及時(shí)進(jìn)行。及時(shí)進(jìn)行初始周期的觀測(cè)有重要意義。因?yàn)檠诱`初始測(cè)量就可能失去已經(jīng)發(fā)生的變形。由于以后各周期的測(cè)量成果都是與初始周期的成果相比較的，故應(yīng)特別重視初始周期的觀測(cè)質(zhì)量，一般應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)量，以提高初始周期觀測(cè)值的可靠性。

§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期工程施工開(kāi)始后，由于荷載的不斷增加，基礎(chǔ)下的土層逐漸壓縮沉降，故工程建筑物的變形會(huì)較快、較大，故施工過(guò)程中觀測(cè)周期應(yīng)短一些，頻率應(yīng)大一些。如以三天、七天、半月為周期進(jìn)行觀測(cè)；或者按荷載增加的時(shí)間間隔為周期進(jìn)行觀測(cè)，每增加一定的荷載即可觀測(cè)一次。在工程建筑物建成初期，變形速度較快，觀測(cè)周期應(yīng)短一些，隨著建筑物趨向穩(wěn)定，可以減少觀測(cè)次數(shù)，但仍應(yīng)堅(jiān)持長(zhǎng)期觀測(cè)，以便能發(fā)現(xiàn)異常變化。掌握了一定的規(guī)律或變形穩(wěn)定后可固定其觀測(cè)周期。在工程建筑物在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)變形異?；驕y(cè)區(qū)受到地震、洪水、爆破、或周?chē)ㄖ锸┕び绊憰r(shí)，應(yīng)及時(shí)縮短觀測(cè)周期，增加觀測(cè)次數(shù)?！?-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期6.2.3變形監(jiān)測(cè)精度、觀測(cè)周期與變形速度間的關(guān)系設(shè)于、時(shí)刻測(cè)得的監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)值分別為（它可以是、、中的某一個(gè)量或幾個(gè)量）和，觀測(cè)精度為，則期間的變形量為，相應(yīng)的觀測(cè)誤差。變形發(fā)展的速度為

(6.2.4)

設(shè)為由誤差分布類(lèi)型和置信水平所決定的系數(shù)，則只有當(dāng)

(6.2.5)時(shí)才可以認(rèn)為是建筑物的變形。反之，如果

(6.2.6)

§6-2變形監(jiān)測(cè)的精度與觀測(cè)周期這很可能僅僅是測(cè)量誤差的反映，不能確認(rèn)它就是建筑物的變形，此時(shí)一般應(yīng)稱(chēng)為“建筑物尚未發(fā)生明顯的變形”，而可稱(chēng)為最小可發(fā)現(xiàn)變形。如果已經(jīng)知道了變形發(fā)展的速度及觀測(cè)精度，則可按下式計(jì)算合理的觀測(cè)周期

(6.2.7)如果已經(jīng)知道了變形速度并已確定了觀測(cè)周期，則可按下式計(jì)算必要的測(cè)量精度

(6.2.8)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)測(cè)定工程建筑物的變形時(shí)，一般是在建筑物上選擇一些具有代表性的、能反映建筑物變形的特征點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，用點(diǎn)的變形來(lái)反映工程建筑物整體的變形，這些點(diǎn)稱(chēng)為變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)（又稱(chēng)目標(biāo)點(diǎn)）。為了測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形，則必須設(shè)置一些穩(wěn)定不變的參考點(diǎn)（叫做基準(zhǔn)點(diǎn)）作為整個(gè)變形監(jiān)測(cè)的起算點(diǎn)。為了達(dá)到基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定的要求，可有兩種方法：一是遠(yuǎn)離工程建筑物，一是深埋。但是我們應(yīng)該全面地研究這個(gè)問(wèn)題。如果基準(zhǔn)點(diǎn)距觀測(cè)點(diǎn)太遠(yuǎn)，測(cè)量不便，精度也要降低。因此通常要在靠近監(jiān)測(cè)點(diǎn)、便于觀測(cè)的地方設(shè)置一些相對(duì)穩(wěn)定的工作點(diǎn)，稱(chēng)為工作基點(diǎn)。但是工作基點(diǎn)仍然處于建筑物應(yīng)力擴(kuò)散范圍以?xún)?nèi)，難以保證絕對(duì)穩(wěn)定，此時(shí)還應(yīng)在工程建筑物所引起的變形影響范圍之外，設(shè)置一些堅(jiān)固、穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，用以測(cè)定工作基點(diǎn)的變形值?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)平時(shí)從工作基點(diǎn)出發(fā)測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于工作基點(diǎn)的變形值。過(guò)一段時(shí)間后，再測(cè)量工作基點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形值。經(jīng)內(nèi)插修正后可求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形值。如圖6.3所示。

§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)

由上可見(jiàn)變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)常由三種點(diǎn)、二種等級(jí)的網(wǎng)組成。基準(zhǔn)點(diǎn)----通常埋設(shè)在變形影響范圍之外，盡可能使它們長(zhǎng)期穩(wěn)定不動(dòng)；工作基點(diǎn)----是基準(zhǔn)點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的聯(lián)系點(diǎn)。它們與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)系構(gòu)成絕對(duì)網(wǎng)（或基準(zhǔn)網(wǎng)）。絕對(duì)網(wǎng)復(fù)測(cè)間隔時(shí)間較長(zhǎng)，用來(lái)測(cè)量工作基點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的變形量，這一變形量一般來(lái)說(shuō)較小。工作基點(diǎn)與變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間要有方便的聯(lián)測(cè)條件，它們組成次級(jí)網(wǎng)。次級(jí)網(wǎng)復(fù)測(cè)時(shí)間間隔短，用來(lái)測(cè)量建筑物上監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于工作基點(diǎn)的變形量。變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)直接埋在建筑物上和建筑物一起移動(dòng)，用它們的坐標(biāo)變化來(lái)反映建筑物空間位置的變化。下面將從垂直位移和水平位移觀測(cè)兩方面來(lái)討論基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置以及監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)等?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)6.3.1垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)

垂直位移包括地面垂直位移和建筑物垂直位移。地面垂直位移指地面沉降或上升，其原因除了地殼本身的運(yùn)動(dòng)外，主要是人為造成的。在地面上建造建筑物，人為地給地殼加上荷載，引起地面下沉。從地下大量抽取工業(yè)用水和飲用水后，土壤固結(jié)，造成地面沉降。開(kāi)采地下礦物也會(huì)造成地面沉降。進(jìn)行地面垂直位移觀測(cè)，掌握地面沉降規(guī)律，采取必要的措施，以保障安全生產(chǎn)和正常生活。建筑物垂直位移觀測(cè)是測(cè)定基礎(chǔ)和建筑物本身在垂直方向上的位移。在建筑物施工初期，基坑開(kāi)挖時(shí)表面荷重卸除，使基底產(chǎn)生回彈，隨著建筑物施工進(jìn)展，荷重不斷增加，又使基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉，由于外界溫度變化，建筑物本身在垂直方向上亦有伸縮?？梢?jiàn)，建筑物垂直位移觀測(cè)應(yīng)該在基坑開(kāi)挖之前開(kāi)始進(jìn)行，而貫穿于整個(gè)施工過(guò)程中，并繼續(xù)到建成后若干年，直至沉降現(xiàn)象基本停止?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)一、垂直位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的布置垂直位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)一般稱(chēng)為水準(zhǔn)基點(diǎn)，是測(cè)定各變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移(沉降)的起算點(diǎn)，水準(zhǔn)基點(diǎn)的穩(wěn)定程度直接影響著觀測(cè)成果的可靠性。水準(zhǔn)基點(diǎn)一般應(yīng)不少于3個(gè)。為了檢查水準(zhǔn)基點(diǎn)本身的高程是否發(fā)生了變動(dòng)，可將其成組埋設(shè)，通常每組三點(diǎn)，并形成一個(gè)邊長(zhǎng)約1OOm的等邊三角形，如圖6.4（a）所示。在三角形的中心，與三點(diǎn)等距的地方設(shè)置固定測(cè)站，由此測(cè)站上可以經(jīng)常觀測(cè)三點(diǎn)間的高差，這樣便可判斷出水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程有無(wú)變動(dòng)。§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)在城市建筑區(qū)因受到周?chē)h(huán)境的影響，不一定能組成圖6.4（a）所示的標(biāo)準(zhǔn)圖形，這時(shí)可根據(jù)具體情況做出選擇，但必須設(shè)置一個(gè)到三點(diǎn)距離相等的固定測(cè)站，而且與三點(diǎn)的距離應(yīng)在允許的視距范圍以?xún)?nèi)，如圖6.4(b)所示?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)二、垂直位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的構(gòu)造與埋設(shè)

水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在工程建筑物所引起的變形影響范圍之外，盡可能埋設(shè)在穩(wěn)定的基巖上。當(dāng)觀測(cè)場(chǎng)地覆蓋土層很淺時(shí)，水準(zhǔn)基點(diǎn)可采用如圖6.5所示的巖層水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石，或者用如圖6.6所示的混凝土基本水準(zhǔn)標(biāo)石。當(dāng)覆蓋土層較厚時(shí)，可采用如圖6.7所示的深埋鋼管標(biāo)石；為了避免溫度變化對(duì)觀測(cè)標(biāo)志高程的影響，還可采用深埋雙金屬標(biāo)石。如圖6.8所示?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)三、垂直位移觀測(cè)工作基點(diǎn)的構(gòu)造與埋設(shè)工作基點(diǎn)的標(biāo)石，可按點(diǎn)位的不同要求選埋淺埋鋼管水準(zhǔn)標(biāo)石（如圖6.9）、混凝土普通水準(zhǔn)標(biāo)石（如圖6.10）或墻腳水準(zhǔn)標(biāo)石（圖6.11）等。工作基點(diǎn)埋設(shè)時(shí)，與鄰近建筑物的距離不得小于建筑物基礎(chǔ)深度的1.5～2.0倍?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)四、垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志與埋設(shè)垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（常叫做沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)）的選擇是一個(gè)多學(xué)科的綜合課題。點(diǎn)位的分布既要均勻，又要保證重點(diǎn)部位（最可能發(fā)生最大變形及危險(xiǎn)性變形的部位）有監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)方案能比較完全地顯示出建筑物的變形特征。因此，在開(kāi)始施工前，就應(yīng)會(huì)同水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工等部門(mén)的技術(shù)人員共同研究，并由設(shè)計(jì)部門(mén)編制出一份“變形監(jiān)測(cè)標(biāo)志明細(xì)表”，確定埋設(shè)監(jiān)測(cè)標(biāo)志的數(shù)量、位置和標(biāo)型等。然后由測(cè)量人員根據(jù)該表和工程的總體布置、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)備的布局等條件，予以進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善，即從測(cè)量工作的需要出發(fā)，確定埋設(shè)適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)志，以便設(shè)計(jì)一個(gè)最優(yōu)的方案進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)㈠監(jiān)測(cè)標(biāo)志對(duì)于工業(yè)與民用建筑物，常采用圖6.12所示的各種監(jiān)測(cè)標(biāo)志。其中（a）為鉚釘式監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其直徑一般是20mm，長(zhǎng)60～80mm，常埋設(shè)在鋼筋混凝土基礎(chǔ)面上。（b）為角鋼式監(jiān)測(cè)點(diǎn)，是一根截面為30×30×5mm的角鋼，常以60°傾斜角埋入混凝土墻、柱中。（c)為銅頭式監(jiān)測(cè)點(diǎn)，是在角鋼上焊一個(gè)銅頭后再焊到鋼柱上用于監(jiān)測(cè)。（d）為隱蔽式監(jiān)測(cè)點(diǎn)，標(biāo)身為螺旋結(jié)構(gòu)，用時(shí)將螺旋旋出，再將帶有螺旋的監(jiān)測(cè)點(diǎn)旋進(jìn)，用完后再將標(biāo)志旋下，換上罩蓋。這種標(biāo)志用于高級(jí)裝修的建筑物室內(nèi)，螺旋部分要注意防銹?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)㈡監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)主要有以下原則：1.應(yīng)有足夠的數(shù)量，以便測(cè)出整個(gè)基礎(chǔ)的沉降、傾斜與彎曲，并且能夠繪出等沉降值曲線(xiàn)。2.應(yīng)考慮建筑物的規(guī)模、型式和結(jié)構(gòu)特征，埋設(shè)在能夠準(zhǔn)確反映建筑物沉降的特征點(diǎn)位置。3.監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)與建筑物緊密地結(jié)合在一起，確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降能準(zhǔn)確反映建筑物沉降。4.應(yīng)便于觀測(cè)、能長(zhǎng)久保存，應(yīng)盡量保證在整個(gè)變形監(jiān)測(cè)期間不受損壞?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)位應(yīng)選擇在下列位置：1.建筑物的四角點(diǎn)、中點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處及沿外墻每隔1O～20m處或每隔2～3根柱基上。2.高程建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)。3.建筑物裂縫或沉降縫兩側(cè)，基礎(chǔ)埋深相差懸殊處，人工地基與天然地基接壤處，不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處。4.寬度大于等于15m、寬度小于15m但地質(zhì)復(fù)雜或膨脹土地區(qū)的建筑物，在承重墻內(nèi)隔墻中部設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點(diǎn)。5.鄰近堆置重物處，受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗溝處。6.框架結(jié)構(gòu)建筑物的每個(gè)或部分柱基上或沿縱橫軸線(xiàn)設(shè)點(diǎn)。7.片筏基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分的四角處及其中部位置。8.重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)性石或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩側(cè)。9.電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳建筑物，沿周邊在與基礎(chǔ)軸線(xiàn)相交的對(duì)稱(chēng)位置上布點(diǎn)。

民用建筑垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)示例如圖6.13，工業(yè)建筑垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)示例如圖6.14?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)6.3.2水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要任務(wù)是測(cè)定工程建筑物的水平位移。對(duì)于大中型工程建筑物，可以分級(jí)布網(wǎng)，即由基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成控制網(wǎng)，由水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)及所聯(lián)測(cè)的工作基點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)；對(duì)于中小型建筑物水平位移監(jiān)測(cè)，可將基準(zhǔn)點(diǎn)連同監(jiān)測(cè)點(diǎn)按單一層次布設(shè)?？刂凭W(wǎng)可采用測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)或?qū)Ь€(xiàn)網(wǎng)或GPS網(wǎng)；擴(kuò)展網(wǎng)和單一層次布網(wǎng)可采用角交會(huì)、邊交會(huì)、邊角交會(huì)、基準(zhǔn)線(xiàn)或附合導(dǎo)線(xiàn)等形式。各種布網(wǎng)均應(yīng)考慮網(wǎng)形強(qiáng)度，長(zhǎng)短邊不宜懸殊過(guò)大。每一測(cè)區(qū)的基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)少于2個(gè)，每一測(cè)區(qū)的工作基點(diǎn)亦不應(yīng)少于2個(gè)?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)一、水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)志與埋設(shè)平面基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)志及埋設(shè)應(yīng)符合下列要求：對(duì)特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)及有需要的三級(jí)位移觀測(cè)的控制點(diǎn)，應(yīng)建造觀測(cè)墩或埋設(shè)專(zhuān)門(mén)觀測(cè)標(biāo)石，并應(yīng)根據(jù)使用儀器和照準(zhǔn)標(biāo)志的類(lèi)型，顧及觀測(cè)精度要求，配備強(qiáng)制對(duì)中裝置。強(qiáng)制對(duì)中裝置的對(duì)中誤差最大不應(yīng)超過(guò)士O．1mm。㈠混凝土觀測(cè)墩?qǐng)D6.15混凝土觀測(cè)墩§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)如圖6.15所示，觀測(cè)墩的底腳應(yīng)埋設(shè)在穩(wěn)定的基巖上，底腳與觀測(cè)墩體間要配置鋼筋。當(dāng)控制點(diǎn)位于土層較厚的地區(qū)時(shí)，為防止活動(dòng)凍土層對(duì)標(biāo)志的不良影響，觀測(cè)墩的底腳必須埋設(shè)在當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵拢ǔ^(guò)0.5m），并加大其底腳尺寸，以增加點(diǎn)位的穩(wěn)定性。亦可用直徑20cm左右的金屬管狀標(biāo)代替鋼筋混凝土觀測(cè)墩，此時(shí)用鉆探的方法將金屬管插入土中一定深度(視土質(zhì)而定)，最好直至巖層。為了使管狀標(biāo)穩(wěn)定，可在管內(nèi)灌滿(mǎn)混凝土，而在金屬管頂部裝置一個(gè)金屬圓盤(pán)，以置放儀器和照準(zhǔn)標(biāo)志。為了減少儀器與覘牌偏心誤差對(duì)測(cè)角精度的影響，在觀測(cè)墩頂面常埋設(shè)固定的強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備。強(qiáng)制對(duì)中裝置形式很多，常用的有下面幾種?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)1.對(duì)中螺旋裝置最簡(jiǎn)單的方法是在觀測(cè)墩(或金屬圓盤(pán))的中心插上一根鐵桿，露出墩面的一部分加工成公螺旋，其直徑應(yīng)根據(jù)觀測(cè)用的儀器腳架的中心螺旋來(lái)設(shè)計(jì)。在觀測(cè)時(shí)可直接把儀器旋上而無(wú)需對(duì)中。用對(duì)中螺旋辦法雖能達(dá)到一定的對(duì)中精度，但往往由于螺紋粗糙而對(duì)儀器基座有所損傷。使用期限較長(zhǎng)或使用次數(shù)頻繁時(shí)，螺紋磨損，儀器及標(biāo)志旋上后會(huì)發(fā)生晃動(dòng)。此外，在使用時(shí)將儀器旋上、旋下也不夠方便和安全?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)2.點(diǎn)，線(xiàn)、面式對(duì)中裝置如圖6.16所示，它是一只對(duì)中盤(pán)，盤(pán)上有三個(gè)小金屬塊，分別是點(diǎn)、線(xiàn)、面?！包c(diǎn)”是金屬塊上有個(gè)圓錐形凹穴，腳螺旋尖端放上去后不可移動(dòng)；“線(xiàn)”是金屬塊上有一線(xiàn)形凹槽，腳螺旋尖端在凹槽內(nèi)可以沿槽線(xiàn)移動(dòng)；第三塊是一個(gè)平面，腳螺旋尖端在上面有二維自由度。當(dāng)腳螺旋間距與這三個(gè)金屬塊間距大致相等時(shí)，儀器可以在對(duì)中盤(pán)上精確就位。§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)這種對(duì)中盤(pán)的缺點(diǎn)在于經(jīng)緯儀必須先除掉基座的底板才好安置上去。卸掉底板后三只腳螺旋沒(méi)有彈性板壓住，產(chǎn)生晃動(dòng)的可能性增加了?；八蕉缺P(pán)只能靠?jī)x器的自重來(lái)保持其穩(wěn)定性，因此觀測(cè)操作中的微小不慎、風(fēng)吹或其他外力都能影響觀測(cè)的質(zhì)量。此外，如果經(jīng)緯儀要放到三腳架上使用，又得重新把底板裝上。拆裝甚不方便，因此實(shí)際使用效果不好。此外，如果同類(lèi)型儀器和覘牌的腳螺旋的間距，由于加工誤差而不完全相同，就會(huì)帶來(lái)偏心差，因此網(wǎng)的質(zhì)量會(huì)受其影響。腳螺旋間距不同的儀器(幾乎不同廠(chǎng)生產(chǎn)的儀器，其腳螺旋間距都不一樣)，不能共用同一塊對(duì)中盤(pán)?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)3.三叉式對(duì)中裝置如圖6.17，它也是一個(gè)對(duì)中盤(pán)，盤(pán)上銑出三條輻射形凹槽，三條凹槽夾角為120°經(jīng)緯儀要在這種盤(pán)上對(duì)中前也必須先把基座的底板卸掉。三只腳螺旋尖端在三條凹槽中安放好后，經(jīng)緯儀就在對(duì)中盤(pán)上定位了。這種對(duì)中盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是適用于腳螺旋間距不同的儀器?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)考慮到腳螺旋尖聯(lián)線(xiàn)通常不會(huì)是嚴(yán)格的正三角形，儀器旋轉(zhuǎn)軸也不一定通過(guò)基座三只腳螺旋尖的重心。因此儀器旋轉(zhuǎn)軸可能不通過(guò)平面標(biāo)志中心，產(chǎn)生偏心差。所以實(shí)際工作中要在測(cè)好1/3測(cè)回?cái)?shù)后把基座旋轉(zhuǎn)120°。測(cè)好2/3測(cè)回后再把基座旋轉(zhuǎn)120°，這樣做后在各測(cè)回觀測(cè)值的平均數(shù)中將不會(huì)有偏心差。使用這種對(duì)中盤(pán)也要求卸掉經(jīng)緯儀基座的底板，因此觀測(cè)時(shí)儀器顯得不穩(wěn)，增加工作的難度，觀測(cè)時(shí)要采取防風(fēng)措施。操作時(shí)動(dòng)作要非常輕巧?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)4.球、孔式對(duì)中裝置如圖6.18，固定在觀測(cè)墩上的對(duì)中盤(pán)上有一個(gè)圓柱形的對(duì)中孔，另有一個(gè)對(duì)中球(或圓柱)通過(guò)螺紋可以旋在基座的底板下。對(duì)中球外徑與對(duì)中孔的內(nèi)徑相匹配。旋上對(duì)中球的測(cè)量?jī)x器通過(guò)球、孔接口，可以精確地就位于對(duì)中盤(pán)上。§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)考慮到經(jīng)緯儀旋轉(zhuǎn)中心不一定通過(guò)對(duì)中球的中心，即對(duì)中球可能偏離儀器旋轉(zhuǎn)軸一小段距離，所以球放入孔內(nèi)后儀器旋轉(zhuǎn)軸可能偏離對(duì)中孔中心---即平面標(biāo)志的中心。為了消除這一偏心誤差的影響，必須在測(cè)好一半測(cè)回以后把基座連同對(duì)中球拔出，旋轉(zhuǎn)180°后再放入，然后再觀測(cè)另一半測(cè)回。對(duì)中盤(pán)上有壓板及壓板螺絲，用它可以壓住基座下的彈性壓板，從而使儀器的穩(wěn)定性大大增加。這種對(duì)中裝置的特點(diǎn)是：①加工、安裝簡(jiǎn)便；②對(duì)中精度高；③只要準(zhǔn)備不同螺紋的對(duì)中球，就可使不同型號(hào)的測(cè)量?jī)x器在同一對(duì)中盤(pán)上對(duì)中。即通用性強(qiáng)；④測(cè)量?jī)x器不必作任何改裝或拆卸就可使用這種對(duì)中裝置⑤有壓板可增加儀器的穩(wěn)定性，這對(duì)保證測(cè)角精度是十分重要的。§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)㈡倒錘裝置倒錘裝置是一種埋設(shè)較深、穩(wěn)定性很好的平面標(biāo)志。此法是將一根不銹鋼絲的根部埋設(shè)在建筑物基礎(chǔ)深層基巖內(nèi)，頂端根據(jù)浮體原理，用液體支承特鋼的浮筒(或稱(chēng)浮子)，將錨固在基巖中的不銹鋼絲拉緊，成為一條頂端自由的垂線(xiàn)，當(dāng)浮筒穩(wěn)定時(shí)，不銹鋼絲便成為一條鉛垂線(xiàn)。當(dāng)?shù)瑰N線(xiàn)埋于深層可靠的基巖時(shí)，它可作為基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)測(cè)定工程建筑物的絕對(duì)位移。倒錘裝置觀測(cè)與計(jì)算均很簡(jiǎn)便，且精度很高，其點(diǎn)位一般均設(shè)置在重要部位，如拱壩的拱冠，拱座等處；也可作為引張線(xiàn)法的基準(zhǔn)點(diǎn)，視準(zhǔn)線(xiàn)端點(diǎn)位移的校核點(diǎn)等。6.19(a)是倒錘裝置原理圖，當(dāng)鉆孔內(nèi)充滿(mǎn)液體時(shí)，對(duì)中中心與標(biāo)志中心的相對(duì)位置不變，也就是說(shuō)，如果標(biāo)志中心是穩(wěn)定的，則對(duì)中中心也是穩(wěn)定的，其平面位置不會(huì)受側(cè)向干擾力影響。圖6.19(b)、(c)是倒錘裝置的兩種實(shí)用結(jié)構(gòu)?！?-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)圖6.19機(jī)械式倒錘裝置§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)二、照準(zhǔn)標(biāo)志

照準(zhǔn)標(biāo)志應(yīng)具有明顯的幾何中心或軸線(xiàn)，并應(yīng)符合圖像反差大、圖案對(duì)稱(chēng)、相位差小和本身不變形等要求，如圖6.20所示。§6-3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)根據(jù)點(diǎn)位不同情況，通常選用重力平衡球式標(biāo)、直插式覘牌、旋入式桿狀標(biāo)、屋頂標(biāo)和墻上標(biāo)等形式的標(biāo)志，如圖6.21～6.24所示?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)

所謂垂直位移觀測(cè)，又叫沉降觀測(cè)，即測(cè)定變形體的高程隨時(shí)間而產(chǎn)生的位移大小、位移方向，并提供變形趨勢(shì)及穩(wěn)定預(yù)報(bào)而進(jìn)行的測(cè)量工作?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)6.4.1沉降觀測(cè)的原理即定期測(cè)定垂直監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于水準(zhǔn)基點(diǎn)的高差，來(lái)求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)各周期的高程；不同周期相同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程之差，即為該點(diǎn)的垂直位移值，也即沉降量。通過(guò)沉降量我們還可以求出沉降差、沉降速度、基礎(chǔ)傾斜、局部?jī)A斜、相對(duì)彎曲及構(gòu)件傾斜等相關(guān)資料。h1A圖6.25沉降觀測(cè)原理§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)圖6.25是垂直位移觀測(cè)的原理圖。設(shè)從A點(diǎn)測(cè)定出了1號(hào)點(diǎn)在初始周期、第周期、第周期的高差、、，即可求出相應(yīng)周期的高程為從而可得目標(biāo)點(diǎn)1第周期相對(duì)于第周期的本次沉降量為目標(biāo)點(diǎn)1第周期相對(duì)于初始周期的累計(jì)沉降量為其中，當(dāng)?shù)姆?hào)為“-”時(shí)，表示下沉；為“+”時(shí)，表示上升。若已知該點(diǎn)第周期相對(duì)于初始周期總的觀測(cè)時(shí)間為，則沉降速度§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)現(xiàn)假設(shè)有m、n兩沉降觀測(cè)點(diǎn)，它們?cè)诘谥芷诘睦塾?jì)沉降量分別為，則第周期m、n兩點(diǎn)間的沉降差為6.4.2沉降觀測(cè)的方法沉降觀測(cè)時(shí)，主要分為基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)和觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)。由于對(duì)沉降觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)是通過(guò)工作基點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的，而工作基點(diǎn)不一定穩(wěn)定，它的變形情況要通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)來(lái)測(cè)定。本來(lái)基準(zhǔn)點(diǎn)只需要設(shè)置一個(gè)，但為了判斷基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，基準(zhǔn)點(diǎn)總是成組埋設(shè)。這樣就必須首先進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)間的觀測(cè)。定期測(cè)定各基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差并在基準(zhǔn)點(diǎn)與工作基點(diǎn)之間進(jìn)行聯(lián)測(cè)，稱(chēng)為基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)，即可利用平差方法來(lái)分析和選擇穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)作為固定的起算點(diǎn)，并按統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法來(lái)檢驗(yàn)工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性。任一時(shí)刻工作基點(diǎn)的高程可以根據(jù)工作基點(diǎn)周期觀測(cè)的高程結(jié)果內(nèi)插修正得到?；鶞?zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)所執(zhí)行的等級(jí)，一般比觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)所采用的等級(jí)高出一個(gè)等級(jí)，而觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)所采用的等級(jí)必須依據(jù)規(guī)范從變形監(jiān)測(cè)的精度出發(fā)作精度估算而定。沉降觀測(cè)的方法主要有水準(zhǔn)測(cè)量、短視線(xiàn)精密三角高程測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量法等。本節(jié)我們主要講前兩種方法，液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量將在“6.6高聳建筑物的傾斜觀測(cè)”中講述?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)一、水準(zhǔn)測(cè)量方法

當(dāng)水準(zhǔn)測(cè)量用于沉降觀測(cè)時(shí)，一般應(yīng)布設(shè)成附合或閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)，且盡量把各個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)包含在水準(zhǔn)路線(xiàn)之內(nèi)。特殊情況下，無(wú)法把沉降觀測(cè)點(diǎn)包含在水準(zhǔn)路線(xiàn)之內(nèi)時(shí)，必須作往返觀測(cè)或單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)，以確保觀測(cè)質(zhì)量（如圖6.26所示）。對(duì)于需快速監(jiān)測(cè)的建筑物，不允許形成正常水準(zhǔn)路線(xiàn)時(shí)，應(yīng)采用進(jìn)行過(guò)嚴(yán)格的角檢驗(yàn)與校正的水準(zhǔn)儀采用一次后視、多個(gè)前視的方法進(jìn)行快速沉降觀測(cè)。

§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)沉降觀測(cè)中的水準(zhǔn)測(cè)量，與一般水準(zhǔn)測(cè)量相比，其相應(yīng)的等級(jí)精度高，各項(xiàng)限值小，技術(shù)要求嚴(yán)格。在不同的觀測(cè)周期，最好采用同儀器、同標(biāo)尺、同時(shí)間段、同觀測(cè)者及同水準(zhǔn)路線(xiàn)，以削弱系統(tǒng)誤差對(duì)觀測(cè)成果的影響。所謂的同水準(zhǔn)路線(xiàn)，指的是設(shè)置固定的置鏡點(diǎn)與立尺點(diǎn)，使往返測(cè)或重測(cè)在同一水準(zhǔn)線(xiàn)路上進(jìn)行。§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)㈠儀器要求對(duì)特級(jí)、一級(jí)沉降觀測(cè)，應(yīng)使用DSZ05或DS05型水準(zhǔn)儀、銦瓦合金標(biāo)尺，按光學(xué)測(cè)微法觀測(cè)；對(duì)于二級(jí)沉降觀測(cè)，應(yīng)使用DS1或DS05型水準(zhǔn)儀、銦瓦合金標(biāo)尺，按光學(xué)測(cè)微法觀測(cè)；對(duì)于三級(jí)沉降觀測(cè)，可使用DS3型儀器、區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺，按中絲讀數(shù)法觀測(cè)，亦可使用DS1或DS05型水準(zhǔn)儀、銦瓦合金標(biāo)尺，按光學(xué)測(cè)微法觀測(cè)。光學(xué)測(cè)微法和中絲讀數(shù)法的每測(cè)站觀測(cè)順序和方法，應(yīng)按現(xiàn)行的國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。使用的水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)標(biāo)尺，在項(xiàng)目開(kāi)始前、項(xiàng)目進(jìn)行中均應(yīng)進(jìn)行定期檢驗(yàn)。水準(zhǔn)儀的角對(duì)于特級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)不得大于10″，對(duì)于一、二級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)不得大于15″，對(duì)于三級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)不得大于20″。補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償誤差不得大于0.2″。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃線(xiàn)的分米分劃線(xiàn)誤差和米分劃間隔真長(zhǎng)與名義長(zhǎng)度之差，對(duì)線(xiàn)條式銦瓦合金標(biāo)尺不應(yīng)大于0.1mm，對(duì)區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺不應(yīng)大于0.5mm?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)㈡觀測(cè)線(xiàn)路數(shù)要求各等級(jí)觀測(cè)中，每周期的單項(xiàng)觀測(cè)線(xiàn)路數(shù)，可根據(jù)所選等級(jí)精度和使用的儀器類(lèi)型，按下式估算并作調(diào)整后確定：式中，--所選等級(jí)的測(cè)站高差中誤差（mm），可參見(jiàn)表6.1；

--不同類(lèi)型水準(zhǔn)儀器的單程觀測(cè)每測(cè)站高差中誤差估值（mm），可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，其中DS05型，；DS1型，DS3型，。這些式子中，采用的是最長(zhǎng)視線(xiàn)長(zhǎng)度（m）當(dāng)時(shí)，若用于各等級(jí)沉降測(cè)量的首次觀測(cè)、控制網(wǎng)復(fù)測(cè)、工作基點(diǎn)穩(wěn)定性檢測(cè)以及特級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)時(shí)，應(yīng)采用往返測(cè)或單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)，其余情況下可至少采用單程觀測(cè)；當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用往返觀測(cè)或單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)；當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用兩次往返觀測(cè)或正反向各按單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)；§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)

㈢技術(shù)要求各等級(jí)沉降觀測(cè)的視線(xiàn)長(zhǎng)度、前后視距差、累積視距差、視線(xiàn)高度等應(yīng)符合表6.2的規(guī)定。各等級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)的限差應(yīng)符合表6.3的規(guī)定。表6.2水準(zhǔn)觀測(cè)的視線(xiàn)長(zhǎng)度、前后視距差、和視線(xiàn)高度（m）等級(jí)視線(xiàn)長(zhǎng)度前后視距差前后累積視距差視線(xiàn)高度觀測(cè)儀器特級(jí)DSZ05或DS05一級(jí)二級(jí)DS1或DS05三級(jí)三絲能讀數(shù)DS3或DS1，DS05§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)㈣數(shù)據(jù)處理

沉降觀測(cè)的往返測(cè)高差均應(yīng)加入標(biāo)尺長(zhǎng)度改正，然后再計(jì)算往返測(cè)高差較差，高差較差合格后，根據(jù)改正后的往返測(cè)高差即可計(jì)算高差中數(shù)，再由高差中數(shù)計(jì)算線(xiàn)路閉合差。由于用于沉降觀測(cè)的水準(zhǔn)測(cè)量一般視線(xiàn)較短，每公里測(cè)站數(shù)很多，故對(duì)閉合差一般采取按測(cè)段的測(cè)站數(shù)多少進(jìn)行分配的方法。觀測(cè)結(jié)束后每測(cè)站高差中誤差可以用下式來(lái)計(jì)算：而：

其中，為附合路線(xiàn)的測(cè)段數(shù)；為各測(cè)段的測(cè)站數(shù)；為各測(cè)段往返測(cè)高差較差，以mm計(jì)。它們的權(quán)各為?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)㈤沉降觀測(cè)的周期和觀測(cè)時(shí)間建筑物施工階段的觀測(cè)，應(yīng)隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行。一般建筑，可在基礎(chǔ)完工后或地下室砌完后開(kāi)始觀測(cè)，大型、高層建筑，可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開(kāi)始觀測(cè)。觀測(cè)次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)視地基與加荷情況而定。民用建筑可每加高1～5層觀測(cè)一次；工業(yè)建筑可按不同施工階段（如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設(shè)備安裝等）分別進(jìn)行觀測(cè)。如建筑物均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時(shí)各測(cè)一次。施工過(guò)程中如暫時(shí)停工，在停工時(shí)及重新開(kāi)工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。停工期間，可每隔2～3月觀測(cè)一次。建筑物使用階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基土類(lèi)型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，一般情況下，可在第一年觀測(cè)3～4次，第二年觀測(cè)2～3次，第三年后每年1次，直至穩(wěn)定為止。觀測(cè)期限一般不少于如下規(guī)定：沙土地基2年，膨脹土地基3年，粘土地基5年，軟土地基10年?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)在觀測(cè)過(guò)程中，如有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建筑物突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測(cè)。沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)判定。對(duì)重點(diǎn)觀測(cè)和科研觀測(cè)工程，若最后三個(gè)周期觀測(cè)中每周期沉降量不大于倍測(cè)量中誤差可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。一般觀測(cè)工程，若每天沉降速度小于0.01～0.04mm，可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段，具體取值宜根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性確定。§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)二、短邊三角高程測(cè)量

采用短邊三角高程測(cè)量測(cè)定建筑物的沉降，在我國(guó)剛剛開(kāi)始，而國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于混凝土地基、高層樓房等建筑物的沉降觀測(cè)。

§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)

如圖6.27所示，在建筑物上分別固定標(biāo)志1和2，在建筑物之間安置精密光學(xué)經(jīng)緯儀，測(cè)定傾斜角和，并用全站儀精確測(cè)定儀器到標(biāo)志的斜距和，則儀器中心到標(biāo)志1、2的視線(xiàn)方向與水平方向的高差分別為則標(biāo)志2相對(duì)于標(biāo)志1的高差為若測(cè)定出標(biāo)志2相對(duì)于標(biāo)志1不同周期的高差和，則兩周期間的相對(duì)沉降量為進(jìn)行誤差分析，可得：可知，若距離愈長(zhǎng)，傾斜角愈大，則引起的高差中誤差也越大，故一般應(yīng)嚴(yán)格控制距離及傾斜角的大小，一般介于2～15m之內(nèi)，介于0°～5°以?xún)?nèi)。

§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)6.4.3沉降觀測(cè)的成果整理每周期觀測(cè)后，應(yīng)及時(shí)對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行整理。首先應(yīng)檢查原始觀測(cè)手簿與原始記錄，檢查各項(xiàng)觀測(cè)值是否合乎限差要求，并計(jì)算出建筑物各沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降量、沉降差及沉降速度等變形值，初步判斷建筑物是否存在異?，F(xiàn)象，以便根據(jù)情況進(jìn)行必要的重測(cè)與進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)。當(dāng)進(jìn)行了一定數(shù)量的周期觀測(cè)后，即可對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行整理分析，制作與建筑物沉降有關(guān)的各種表、圖，并從雜亂無(wú)章的觀測(cè)數(shù)據(jù)中尋找內(nèi)在的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，以便定量分析，進(jìn)行沉降預(yù)報(bào)。

§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)沉降觀測(cè)應(yīng)提交的成果有：沉降觀測(cè)成果表；沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖及各周期沉降展開(kāi)圖；荷載-時(shí)間-沉降量曲線(xiàn)圖（視情況提交）；沉降速度-時(shí)間-沉降量曲線(xiàn)圖；建筑物沉降等值線(xiàn)圖；沉降觀測(cè)分析報(bào)告?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)一、基準(zhǔn)點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖圖6.28某賓館沉陷觀測(cè)點(diǎn)布置圖§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)二、沉降觀測(cè)成果表§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)三、荷重（P）-時(shí)間（T）-沉降量（s）曲線(xiàn)圖

圖中，繪制了所有點(diǎn)相應(yīng)沉降量與時(shí)間發(fā)展的曲線(xiàn)圖，也可以只繪制某一點(diǎn)的沉降量隨時(shí)間發(fā)展曲線(xiàn)圖或建筑物平均沉降量隨時(shí)間發(fā)展的曲線(xiàn)圖。利用這樣的圖，可以直觀地看出沉降量隨時(shí)間（或荷重）發(fā)展的情況，如果把時(shí)間軸改成其它與沉降有內(nèi)在聯(lián)系的參數(shù)，同樣可以研究沉降量與該參數(shù)之間的關(guān)系圖6.29荷重-時(shí)間-沉降量曲線(xiàn)圖§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)四、沉降速度（V）-時(shí)間（T）-沉降量（s）曲線(xiàn)圖該圖繪制了表6.4中1號(hào)沉降觀測(cè)點(diǎn)的沉降速度、沉降量隨時(shí)間發(fā)展的關(guān)系圖。通過(guò)該圖可以研究沉降變化和異常變化等情況。圖6.30沉降速度（V）-時(shí)間（T）-沉降量（s）曲線(xiàn)圖§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)五、建筑物沉降等值線(xiàn)圖沉降等值線(xiàn)圖繪制時(shí)，既可以繪制某一時(shí)刻的等值線(xiàn)圖，也可以用不同顏色或不同線(xiàn)條在同一張圖上繪制幾個(gè)時(shí)刻的等值線(xiàn)。通過(guò)該圖，可以生動(dòng)地表明地面沉降大小的分布情況，對(duì)分析基礎(chǔ)受力很有幫助。圖6.31建筑物沉降等值線(xiàn)圖§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)

六、建筑物沉降曲線(xiàn)展開(kāi)圖它是以建筑物平面圖為基礎(chǔ)，沿四邊的輪廓線(xiàn)畫(huà)一段沉降曲線(xiàn)而得。整理成果時(shí)一般可每周期繪制一個(gè)沉降曲線(xiàn)展開(kāi)圖。圖6.32是以偶數(shù)周期繪制的沉降曲線(xiàn)展開(kāi)圖?！?-4建筑物垂直位移觀測(cè)七、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的整理㈠平均沉降量由建筑物中所有沉降點(diǎn)的沉降量計(jì)算出它的平均沉降量式中，表示建筑物上沉降觀測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。㈡基礎(chǔ)傾斜量設(shè)建筑物同一軸線(xiàn)上有兩個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，其間距為，它們?cè)谀硶r(shí)刻的沉降量為（如圖6.33）。則可算出軸線(xiàn)方向上的的傾斜量§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)㈢基礎(chǔ)相對(duì)彎曲量（或相對(duì)撓度）

如圖6.34所示，設(shè)建筑物基礎(chǔ)同一軸線(xiàn)上有三個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，到的距離分別為和其中，三點(diǎn)的沉降量分為，則相對(duì)彎曲量為其中，也即，如果，則上式可以簡(jiǎn)化為§6-4建筑物垂直位移觀測(cè)㈣沉降量預(yù)測(cè)曲線(xiàn)在微軟的excel制表軟件中，輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，即可利用“插入\圖表”功能繪制“XY散點(diǎn)圖\折線(xiàn)散點(diǎn)圖”，繪制出相應(yīng)的圖形后，再在圖形區(qū)內(nèi)添加趨勢(shì)線(xiàn)，其中可以選擇“線(xiàn)性”、“對(duì)數(shù)”、“多項(xiàng)式”、“乘冪”、“指數(shù)”等多種趨勢(shì)預(yù)測(cè)與回歸分析類(lèi)型，并自動(dòng)計(jì)算預(yù)測(cè)公式的相關(guān)系數(shù)。圖6.35是以多項(xiàng)式趨勢(shì)預(yù)測(cè)類(lèi)型為例所做出的相應(yīng)趨勢(shì)線(xiàn)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)公式及其相關(guān)系數(shù)?！?-5水平位移觀測(cè)

在第6.3節(jié)中已經(jīng)闡述了水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置方法，下面我們將闡述水平位移的觀測(cè)方法。所謂水平位移觀測(cè)，即測(cè)定變形體的平面位置隨時(shí)間而產(chǎn)生的位移大小、位移方向，并提供變形趨勢(shì)及穩(wěn)定預(yù)報(bào)而進(jìn)行的測(cè)量工作。水平位移觀測(cè)的方法很多，大體上可以歸納為視準(zhǔn)線(xiàn)法（主要含活動(dòng)覘牌法，測(cè)小角法）、激光準(zhǔn)直法（主要有激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直和波帶板激光準(zhǔn)直）、機(jī)械法（主要有引張線(xiàn)法）、交會(huì)法（主要有前方交會(huì)法和后方交會(huì)法）、導(dǎo)線(xiàn)法和精密GPS法等。建筑物的水平位移一般都比較小，故基準(zhǔn)點(diǎn)和位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)通常都使用混凝土觀測(cè)墩和強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備?！?-5水平位移觀測(cè)6.5.1水平位移觀測(cè)原理

即周期性地測(cè)定水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于某一基準(zhǔn)線(xiàn)的偏離值或平面坐標(biāo)；不同周期同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的偏離值或平面坐標(biāo)相比較，即可得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移值。一、利用不同周期偏離值計(jì)算水平位移如圖6.36所示，設(shè)工程建筑物上有一個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)號(hào)為1，相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)，其初始周期的偏離值為，第（）周期的偏離值為，第周期的偏離值為，則從而可得目標(biāo)點(diǎn)1第周期相對(duì)于第周期的本次水平位移值為目標(biāo)點(diǎn)1第周期相對(duì)于初始周期的累積水平位移值為圖6.36利用偏離值計(jì)算水平位移§6-5水平位移觀測(cè)二、利用不同周期坐標(biāo)值計(jì)算水平位移圖

如圖6.37所示，設(shè)工程建筑物上水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)1的初始位置為，測(cè)定出的初始坐標(biāo)為；周期后，目標(biāo)點(diǎn)從變動(dòng)至，其相應(yīng)的平面坐標(biāo)為，則目標(biāo)點(diǎn)1第周期相對(duì)于初始周期，在方向上的累積水平位移值分別為其合位移及其位移方向可以用下式計(jì)算相對(duì)于第周期的本次水平位移值計(jì)算公式和原理同上面類(lèi)似，不再贅述?！?-5水平位移觀測(cè)6.5.2水平位移的測(cè)定方法一、視準(zhǔn)線(xiàn)法以?xún)晒潭c(diǎn)間經(jīng)緯儀的視線(xiàn)作為基準(zhǔn)線(xiàn)，測(cè)量變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)到基準(zhǔn)線(xiàn)間的距離，確定偏離值的方法，叫視準(zhǔn)線(xiàn)法，如圖6.38所示。主要包括活動(dòng)覘牌法和測(cè)小角法兩種方法?！?-5水平位移觀測(cè)㈠活動(dòng)覘牌法活動(dòng)覘牌法是直接利用安置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的活動(dòng)覘牌來(lái)測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)至基準(zhǔn)線(xiàn)間的偏離值。監(jiān)測(cè)點(diǎn)離開(kāi)基準(zhǔn)線(xiàn)的距離不應(yīng)超過(guò)活動(dòng)覘牌法讀數(shù)尺的讀數(shù)范圍。其使用的主要設(shè)備為精密經(jīng)緯儀、固定覘牌、活動(dòng)覘牌。施測(cè)步驟如下：1.將精密經(jīng)緯儀安置在基準(zhǔn)線(xiàn)的端點(diǎn)上，將固定覘牌安置在另一端點(diǎn)上。2.將活動(dòng)覘牌仔細(xì)地安置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)固定覘牌后，將方向固定下來(lái)，然后由觀測(cè)員指揮監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的工作人員移動(dòng)活動(dòng)覘牌，待覘牌的照準(zhǔn)標(biāo)志剛好位于視線(xiàn)方向上時(shí)，讀取活動(dòng)覘牌上的讀數(shù)。然后再移動(dòng)活動(dòng)覘牌從相反方向?qū)?zhǔn)視準(zhǔn)線(xiàn)進(jìn)行第二次讀數(shù)，每定向一次要觀測(cè)四次，即完成一個(gè)測(cè)回的觀測(cè)。3.在第二測(cè)回開(kāi)始時(shí)，儀器必須重新定向，其步驟相同，一般對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)需進(jìn)行往測(cè)、返測(cè)各2～6個(gè)測(cè)回?！?-5水平位移觀測(cè)需要注意的是，活動(dòng)覘牌在每次觀測(cè)前應(yīng)檢驗(yàn)和測(cè)定其零位置。每次觀測(cè)的讀數(shù)減去零位置，才是監(jiān)測(cè)點(diǎn)的真正偏離值。所謂零位置，即覘牌上照準(zhǔn)標(biāo)志的對(duì)稱(chēng)軸與對(duì)中裝置中心線(xiàn)重合時(shí)的讀數(shù)。其測(cè)定方法是：在相距20～40m左右的兩觀測(cè)墩上，一端安置經(jīng)緯儀，一端先置固定覘牌，將視線(xiàn)固定，然后取下固定覘牌，換上活動(dòng)覘牌。由儀器觀測(cè)員指揮將活動(dòng)覘牌的照準(zhǔn)標(biāo)志移至望遠(yuǎn)鏡十字絲上，在讀數(shù)設(shè)備上讀取讀數(shù)，然后移動(dòng)覘牌，再?gòu)南喾捶较驅(qū)⒄諟?zhǔn)標(biāo)志移至十字絲上，進(jìn)行第二次讀數(shù)。如此重復(fù)十次讀數(shù)，取十次讀數(shù)的平均值作為覘牌的零位置。利用同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同周期的偏離值之差，即可求得其相應(yīng)的水平位移值。方法同原理一?！?-5水平位移觀測(cè)㈡測(cè)小角法在測(cè)站上測(cè)量至位移點(diǎn)的距離及基準(zhǔn)線(xiàn)方向與位移點(diǎn)方向間的夾角，以確定位移量大小、位移方向的方法，叫測(cè)小角法。該法主要采用備有測(cè)微器的精密經(jīng)緯儀和精密測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)定。埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，要求盡量把它們埋設(shè)在基準(zhǔn)線(xiàn)兩端點(diǎn)的連線(xiàn)上。如圖6.40所示，圖中為基準(zhǔn)線(xiàn)兩端點(diǎn)，為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)時(shí)，在點(diǎn)架設(shè)精密經(jīng)緯儀，在點(diǎn)上設(shè)置固定覘牌，即可精確測(cè)定出基準(zhǔn)線(xiàn)方向與觀測(cè)方向之間的水平夾角。由于這些角度很小，觀測(cè)時(shí)只用旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋即可。再用測(cè)距儀器精確測(cè)定出之間的距離，則監(jiān)測(cè)點(diǎn)偏離基準(zhǔn)線(xiàn)的偏離值為由于角很小，一般可將上式簡(jiǎn)化為

角度觀測(cè)方法可以采用測(cè)回法觀測(cè)，觀測(cè)所需的測(cè)回?cái)?shù)可視儀器精度及位移觀測(cè)精度要求而定。

§6-5水平位移觀測(cè)

無(wú)論是活動(dòng)覘牌法還是測(cè)小角法，當(dāng)測(cè)定建筑物很長(zhǎng)時(shí)，均可以采用分段基準(zhǔn)線(xiàn)法來(lái)測(cè)定偏離值。即先測(cè)定基準(zhǔn)線(xiàn)中各分段工作基點(diǎn)的偏離值，再將它們作為起始點(diǎn)，然后在各分段中測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于分段工作基點(diǎn)的偏離值，最后再歸算到兩端點(diǎn)所連基準(zhǔn)線(xiàn)上。如圖6.41為某橋按三分之一分段法設(shè)計(jì)的測(cè)小角法主橋觀測(cè)方案，按該方案，共需觀測(cè)網(wǎng)中24個(gè)小角?！?-5水平位移觀測(cè)二、激光準(zhǔn)直法

以激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的激光束作為基準(zhǔn)線(xiàn)，在需要準(zhǔn)直的點(diǎn)上放置激光束的接收裝置，確定偏離值的方法，叫激光準(zhǔn)直法。激光準(zhǔn)直法根據(jù)測(cè)定偏離值方法的不同可分為：激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直與波帶板激光準(zhǔn)直。㈠激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直法是將活動(dòng)覘牌法中的光學(xué)經(jīng)緯儀用激光經(jīng)緯儀所代替，望遠(yuǎn)鏡視線(xiàn)用可見(jiàn)激光束所代替，而覘牌（固定覘牌和活動(dòng)覘牌）用中心由兩個(gè)半圓形硅光電池組成的光電探測(cè)器所替代。光電探測(cè)器能自動(dòng)探測(cè)激光點(diǎn)的中心位置。光電探測(cè)器中的兩個(gè)硅光電池各接在檢流表上，如激光束通過(guò)光電探測(cè)器中心時(shí)，硅光電池左右兩半圓上接收相同的激光能量，檢流表指針此時(shí)在零位。否則，檢流表指針就偏離零位。這時(shí)，移動(dòng)光電探測(cè)器，使檢流表指針指零，即可在讀數(shù)尺上讀數(shù)。通常利用游標(biāo)尺可讀到O.1mm。當(dāng)采用測(cè)微器時(shí)，可直接讀到0.Olmm?！?-5水平位移觀測(cè)激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直的操作要點(diǎn)：1.將激光經(jīng)緯儀安置在端點(diǎn)上，在另一端點(diǎn)上安置光電探測(cè)器。將光電探測(cè)器的讀數(shù)安置到零上，調(diào)整經(jīng)緯儀水平微動(dòng)螺旋，移動(dòng)激光束的方向，使端光電探測(cè)器的檢流表指針為零。這時(shí)基準(zhǔn)面即已確定，經(jīng)緯儀水平度盤(pán)就不能再動(dòng)。2.依次將望遠(yuǎn)鏡的激光束投射到安置于每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的光電探測(cè)器上，移動(dòng)光電探測(cè)器使檢流表指針指零，即可讀取每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的偏離值。將各次得到的偏離值進(jìn)行比較，便可得到建筑物水平位移情況。為了提高激光準(zhǔn)直精度，在每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，探測(cè)器的探測(cè)需進(jìn)行多次，取其平均值作為偏離值?！?-5水平位移觀測(cè)㈡波帶板激光準(zhǔn)直波帶板激光準(zhǔn)直系統(tǒng)由He-Ne激光器、波帶板裝置和光電探測(cè)器三部分組成。如圖6.42所示，波帶板有圓形和方形兩種，圓形波帶板聚焦呈一個(gè)亮點(diǎn)，方形波帶板聚焦呈一個(gè)明亮的十字線(xiàn)，成像原理與光學(xué)透鏡類(lèi)似。圖6.42激光波帶板§6-5水平位移觀測(cè)波帶板激光準(zhǔn)直系統(tǒng)如圖6.43所示，在基準(zhǔn)線(xiàn)兩端點(diǎn)A，B分別安置激光器點(diǎn)光源和光電探測(cè)器，在需要測(cè)量偏離值的測(cè)點(diǎn)C上安置波帶板。當(dāng)激光器點(diǎn)燃后，激光器點(diǎn)光源發(fā)射的激光照滿(mǎn)波帶板，通過(guò)光的干涉原理，將會(huì)在光源與波帶板連線(xiàn)的延伸方向線(xiàn)的某一位置形成一個(gè)亮點(diǎn)（對(duì)圓形波帶板）或十字線(xiàn)（對(duì)方形波帶板）。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體位置，對(duì)每一個(gè)需要測(cè)量偏離值的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均設(shè)計(jì)專(zhuān)用的波帶板，使干涉成像恰好落在安置有光電探測(cè)器的B點(diǎn)上。利用光電探測(cè)器，可以測(cè)出AC連線(xiàn)在B點(diǎn)處相對(duì)于基準(zhǔn)面的偏離值，則可得到測(cè)點(diǎn)C相對(duì)于基準(zhǔn)面的偏離值（如圖6.44）。圖6.43波帶板激光準(zhǔn)直圖6.44波帶板激光準(zhǔn)直法測(cè)偏離值§6-5水平位移觀測(cè)波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)利用波帶板可以把幾百米以外的點(diǎn)光源聚焦后形成直徑約1mm的點(diǎn)，因此即使在接收屏上用肉眼判斷其中心位置，精度也很高。利用光電探測(cè)裝置不但精度高，而且也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明，用這種裝置準(zhǔn)直測(cè)定偏離值的精度可達(dá)測(cè)線(xiàn)長(zhǎng)度的。由于激光準(zhǔn)直受大氣的影響，如果將高精度激光準(zhǔn)直系統(tǒng)安裝在真空管道內(nèi)，則準(zhǔn)直精度還可達(dá)～。由于波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量的高精度，目前已被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)狀工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)，如大壩變形監(jiān)測(cè)，精密導(dǎo)軌標(biāo)定和高能粒子加速器直線(xiàn)段的安裝與變形檢測(cè)中?！?-5水平位移觀測(cè)三、機(jī)械法機(jī)械法是在已知基準(zhǔn)點(diǎn)上吊掛鋼絲或尼龍絲構(gòu)成基準(zhǔn)線(xiàn)，用測(cè)尺游標(biāo)、投影儀或傳感器測(cè)量中間的目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的偏離值。引張線(xiàn)法是一種典型的機(jī)械法。引張線(xiàn)是在兩固定端點(diǎn)之間以重錘和滑輪拉緊的金屬絲作為基準(zhǔn)線(xiàn)，測(cè)量變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)到基準(zhǔn)線(xiàn)的距離，確定偏離值的方法。原理如圖6.45所示。圖6.45引張線(xiàn)法示意圖§6-5水平位移觀測(cè)引張線(xiàn)由端點(diǎn)裝置、測(cè)點(diǎn)裝置、測(cè)線(xiàn)裝置三部分組成。端點(diǎn)裝置包括墩座、夾線(xiàn)、滑輪和重錘等（如圖6.46）；測(cè)點(diǎn)裝置包括水箱、浮船、標(biāo)尺和保護(hù)箱等（如圖6.47）；測(cè)線(xiàn)裝置包括一根直徑為0.6～1.2mm的不銹鋼絲和直徑大于10cm的測(cè)線(xiàn)保護(hù)管。§6-5水平位移觀測(cè)鋼絲在兩端重錘作用下引張成一直線(xiàn)（實(shí)際是一懸鏈線(xiàn)的水平投影，如圖6.48），構(gòu)成固定的基準(zhǔn)線(xiàn)，由于測(cè)點(diǎn)上的標(biāo)尺是與建筑物（如大壩）固定在一起的，利用讀數(shù)顯微鏡可讀出標(biāo)尺刻劃中心偏離鋼絲中心的偏離值。一次觀測(cè)(三測(cè)回的均值)的精度可達(dá)0.03mm。類(lèi)似分段視準(zhǔn)線(xiàn)法，也可以采用分段引張線(xiàn)法進(jìn)行偏離值測(cè)量。觀測(cè)時(shí)利用刻有測(cè)微分劃線(xiàn)的讀數(shù)顯微鏡進(jìn)行讀數(shù)．測(cè)微分劃線(xiàn)最小刻劃為0.1mm，可估讀到O.0lmm．由于通過(guò)顯微鏡后鋼絲與標(biāo)尺分劃線(xiàn)的像都變得很粗大，所以采用由測(cè)微分劃線(xiàn)量取標(biāo)尺分劃(靠近鋼絲的一根分劃)左邊緣與鋼絲左邊緣的距離，然后，再用測(cè)微分劃線(xiàn)量取它們右邊緣之間的距離，此兩距離的平均值，即為標(biāo)尺分劃中心與鋼絲中心的距離，將它加到相應(yīng)的標(biāo)尺整分劃值上，即量得鋼絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)?！?-5水平位移觀測(cè)圖6.49顯示了觀測(cè)與讀數(shù)顯微鏡中成像情況。圖（b）中鋼絲左邊緣整10mm以下讀數(shù)為2.30mm，鋼絲右邊緣整10mm以下讀數(shù)為3.40mm，故鋼絲中心在標(biāo)尺上的讀數(shù)為2.85mm，因?yàn)橄鄳?yīng)的標(biāo)尺整10mm刻劃為70mm，因此，鋼絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)應(yīng)為?！?-5水平位移觀測(cè)四、交會(huì)法

在測(cè)定非直線(xiàn)工程建筑物（例如塔型建筑物、水工建筑物、拱壩、曲線(xiàn)橋梁等）的水平位移時(shí)，可利用變形影響范圍以外的控制點(diǎn)用交會(huì)法進(jìn)行。常見(jiàn)的交會(huì)法主要有前方交會(huì)法和后方交會(huì)法兩種。交會(huì)法測(cè)定水平位移時(shí)，所選基線(xiàn)應(yīng)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成最佳網(wǎng)形，交會(huì)角宜在60°～120°之間，最好接近90°。基準(zhǔn)點(diǎn)和定向點(diǎn)應(yīng)選擇應(yīng)力擴(kuò)散范圍以外的穩(wěn)固點(diǎn)，基準(zhǔn)線(xiàn)之間的距離應(yīng)大于交會(huì)邊的距離。交會(huì)法測(cè)定角度時(shí)，應(yīng)采用全圓方向觀測(cè)法進(jìn)行觀測(cè)。為了減小儀器誤差、度盤(pán)刻劃誤差、以及測(cè)站點(diǎn)和定向點(diǎn)之間的偏心誤差等，一般要求每次觀測(cè)都要采用同一儀器、同一度盤(pán)位置、同一測(cè)站點(diǎn)和同一定向點(diǎn)；如果可能的話(huà)，最好再采用相同的觀測(cè)人員進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)中的各項(xiàng)限差與三角測(cè)量中全圓方向觀測(cè)法限差相同?！?-5水平位移觀測(cè)㈠前方交會(huì)法前方交會(huì)法水平位移計(jì)算時(shí)，可采用按每周期計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)值，再以坐標(biāo)差計(jì)算水平位移的方法；亦可采用直接由兩周期觀測(cè)方向值之差解算坐標(biāo)變化量的方向差交會(huì)法。1.坐標(biāo)差計(jì)算法求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)p在首周期中的坐標(biāo)為同理可求出監(jiān)測(cè)點(diǎn)p在第周期的坐標(biāo)值

圖6.50前方交會(huì)法觀測(cè)水平位移§6-5水平位移觀測(cè)2.方向差計(jì)算法

在建筑物變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中，由于水平位移量很小，反映在角度觀測(cè)值上，其變化也是很小的?！?-5水平位移觀測(cè)§6-5水平位移觀測(cè)

當(dāng)各周期觀測(cè)都采用相同的后視配置度盤(pán)時(shí)，各周期角度差即可簡(jiǎn)單看成各周期方向觀測(cè)值之差；另外考慮到水平度盤(pán)為順時(shí)針刻劃，與交會(huì)時(shí)測(cè)站上求角的符號(hào)相反，故式中，分別為在測(cè)站M和N對(duì)點(diǎn)P的首次和本次觀測(cè)的方向觀測(cè)值。把（6.5.11）式代入（6.5.10）式，并改用位移量來(lái)代替微分量，即可得到實(shí)用的方向差計(jì)算位移分量公式

(6.5.12)需要說(shuō)明的是，利用第一次觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出A,B,C,D四個(gè)系數(shù)后，在以后的計(jì)算中永不改變，以后每觀測(cè)一次，只要將兩個(gè)測(cè)站的本次方向觀測(cè)值與第一次方向觀測(cè)值代入（6.5.12）即可求得位移值。這種計(jì)算方法簡(jiǎn)單，使用也很方便。

§6-5水平位移觀測(cè)㈡后方交會(huì)法如圖6.51所示,在被測(cè)建筑物上埋設(shè)若干個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，而在建筑物變形范圍之外設(shè)立4～5個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。把變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為測(cè)站點(diǎn)，來(lái)觀測(cè)測(cè)站點(diǎn)相對(duì)于各基準(zhǔn)點(diǎn)的夾角，然后根據(jù)觀測(cè)角度和各基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，即可計(jì)算出變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。利用同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同周期坐標(biāo)差，即可確定其水平位移大小及位移方向。圖6.51后方交會(huì)法觀測(cè)水平位移圖6.52觀測(cè)點(diǎn)位移引起方位角變化示意圖§6-5水平位移觀測(cè)五、導(dǎo)線(xiàn)法導(dǎo)線(xiàn)法也常用于曲線(xiàn)型工程建筑物（例如塔型建筑物、水工建筑物、拱壩、曲線(xiàn)橋梁等）的水平位移測(cè)定。應(yīng)用于變形監(jiān)測(cè)中的導(dǎo)線(xiàn)，是兩端不測(cè)定向角的無(wú)定向?qū)Ь€(xiàn)。各導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)均可以在建筑物的適當(dāng)位置與高度上布設(shè)，其邊長(zhǎng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定。導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)觀測(cè)墩是用插入廊道邊墻內(nèi)的槽鋼(用20號(hào)槽鋼即可)制作的，點(diǎn)位就布設(shè)在槽鋼支架上。由于受建筑物形狀限制，曲線(xiàn)型建筑物上布設(shè)的導(dǎo)線(xiàn)邊長(zhǎng)一般較短，導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)較多；而為了提高精度，就必須減少導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)數(shù)，使邊長(zhǎng)增長(zhǎng)，因此，可由實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)（）和投影角度計(jì)算投影邊長(zhǎng)，而角度觀測(cè)可采用隔點(diǎn)設(shè)站的方法來(lái)觀測(cè)實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)折角和投影角度，如圖6.53所示?！?-5水平位移觀測(cè)圖6.53導(dǎo)線(xiàn)法測(cè)定水平位移§6-5水平位移觀測(cè)邊長(zhǎng)觀測(cè)可采用測(cè)微銦瓦線(xiàn)尺、全站儀或其它精密測(cè)距儀器，角度觀測(cè)可使用精密經(jīng)緯儀直接測(cè)定或激光準(zhǔn)直系統(tǒng)配合特制的轉(zhuǎn)角棱鏡間接測(cè)量。為了計(jì)算方便，可以把初始周期導(dǎo)線(xiàn)端點(diǎn)A的位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，以初始周期閉合邊AB的方向作為X軸正向。首次觀測(cè)后，根據(jù)測(cè)得的與，按照假定坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)作為基準(zhǔn)值。以后任一周期導(dǎo)線(xiàn)端點(diǎn)A，B的位移，都可用倒錘線(xiàn)配合坐標(biāo)儀來(lái)測(cè)定，也可與壩外三角點(diǎn)組成適當(dāng)?shù)穆?lián)系圖形定期聯(lián)測(cè)，以檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。假設(shè)一段時(shí)間后導(dǎo)線(xiàn)端點(diǎn)A，B移動(dòng)到了，則利用導(dǎo)線(xiàn)端點(diǎn)A，B的初始坐標(biāo)值和相對(duì)于初始位置的位移量，即可確定出相應(yīng)周期導(dǎo)線(xiàn)端點(diǎn)的新坐標(biāo)值；再根據(jù)該周期實(shí)測(cè)的角度和邊長(zhǎng)觀測(cè)值，即可確定出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在新周期中的坐標(biāo)值。如圖6.54所示?！?-5水平位移觀測(cè)圖6.54導(dǎo)線(xiàn)法測(cè)定水平位移§6-5水平位移觀測(cè)六、變形監(jiān)測(cè)機(jī)器人測(cè)量機(jī)器人(或稱(chēng)測(cè)地機(jī)器人)是一種能代替人進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識(shí)和精確照準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離、三維坐標(biāo)以及影像等信息的智能型電子全站儀。它是在全站儀基礎(chǔ)上集成步進(jìn)馬達(dá)、CCD影像傳感器構(gòu)成的視頻成像系統(tǒng)，并配置智能化的控制及應(yīng)用軟件發(fā)展而形成的：測(cè)量機(jī)器人通過(guò)CCD影像傳感器和其他傳感器對(duì)現(xiàn)實(shí)測(cè)量世界中的“目標(biāo)”進(jìn)行識(shí)別，迅速做出分析、判斷與推理，實(shí)現(xiàn)自我控制，并自動(dòng)完成照準(zhǔn)、讀數(shù)等操作，以完全代替人的手工操作。測(cè)量機(jī)器人再與能夠制定測(cè)量計(jì)劃、控制測(cè)量過(guò)程、進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理與分析的軟件系統(tǒng)相結(jié)合，完全可以代替人完成許多測(cè)量任務(wù)。在工程建筑物的變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方面