數據處理第十章

工業(yè)與民用建筑物變形監(jiān)測2023-11-231中南大學測繪與國土信息工程系第一頁，共四十七頁。土壤地基上的建筑物，在內力與外力的作用下，無論是在水平方向還是垂直方向都會發(fā)生變形。在水平方向所產生的位移叫做建筑物的水平位移，向上的垂直位移叫做上升，而向下的垂直位移叫做建筑物的沉降。由于建筑物基礎的不均勻沉降而使建筑物垂直軸線偏離其設計位置時，叫做建筑物的傾斜。傾斜伴隨著建筑物上部的水平位移，并且隨著高度的增加，水平位移量增大。概述位移與傾斜（1）2023-11-234中南大學測繪與國土信息工程系第四頁，共四十七頁。無論水平位移、傾斜還是沉降，當變形值超過一定限度時，會影響建筑物本身的安全以及人民生命財產的安全。有目的地對施工和運營期間的建筑物進行定期的變形觀測非常重要。研究建筑物的位移具有非常重要的意義，因為在計算建筑物的地基時要考慮其極限變形。在計算過程中要確定傾斜的沉降和水平位移以及其它變形的大小，這些數值要與一些極值進行比較這些極限值是保證建筑物整體或局部的正常使用條件以及保證一定壽命的一些數字指標。監(jiān)測意義述2023-11-235中南大學測繪與國土信息工程系第五頁，共四十七頁。對于工業(yè)與民用建筑物，主要進行沉降、傾斜和裂縫觀測，即靜態(tài)變形觀測；對于高層建筑物，還要進行震動觀測，即動態(tài)觀測；對于大量地抽取地下水及進行地下采礦的地區(qū)，則應進行地表沉降觀測。監(jiān)測內容述2023-11-236中南大學測繪與國土信息工程系第六頁，共四十七頁。主要觀測項目基礎沉降觀測單點沉降量、平均沉降量、相對沉降量、傾斜、彎曲、沉降速率等。水平位移單點水平位移、位移速率、撓度等?；卤O(jiān)測對工程周圍可能產生滑坡的部位實行定期監(jiān)測。裂縫監(jiān)測對建筑物上產生的裂縫進行寬度、深度、錯開等監(jiān)測。內部監(jiān)測對建筑物基礎進行應力/應變監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地下水位監(jiān)測。述2023-11-237中南大學測繪與國土信息工程系第七頁，共四十七頁?！?

建筑基礎沉降監(jiān)測數據處理第十章

工業(yè)與民用建筑物變形監(jiān)測2023-11-238中南大學測繪與國土信息工程系第八頁，共四十七頁。定義對建筑物基礎的沉降觀測，就是定期地測定建筑物基礎在垂直方向上的位移，故亦稱建筑物基礎垂直位移觀測。在施工初期，基礎開挖，地表荷重卸出，基底產生回彈現象；基礎完工后，隨著施工進展，荷重

不斷增加，基礎產生下沉；竣工后，在運營階段，基礎沉降往監(jiān)往測持續(xù)若干年，沉降現象方能停止。沉降觀測應從基礎施工開始，直至運營后沉降穩(wěn)定為止。2023-11-239中南大學測繪與國土信息工程系第九頁，共四十七頁。主要工作①沉降觀測方案研究與技術設計；②沉降觀測儀器檢驗；③沉降觀測點位布設；④沉降觀測數據采集；⑤沉降觀測數據處理；⑥沉降量計算與分析；⑦沉降量報表；⑧沉降過程曲線繪制；⑨沉降觀測報告編寫。礎沉降監(jiān)測2023-11-2310中南大學測繪與國土信息工程系第十頁，共四十七頁。技術設計根據工程項目的性質、結構特點、規(guī)模大小、質量精度要求等，研究沉降觀測方案和規(guī)劃觀測作業(yè)、選擇測量儀器設備、組成測量隊伍。按《建筑物沉降觀測規(guī)范》規(guī)定，一般建筑物應反應1mm的沉降量，這就要求觀測精度要高于±1mm，一般按二等水準測量技術規(guī)定執(zhí)行。對于研究性的基礎沉觀降監(jiān)測測，應采用一等水準測量技術指標。根據規(guī)范的要求，一般應采用S1級精密水準儀。對于非重要建筑或沉降量較大地區(qū)的沉降觀測、高速公路等，也可以采用三等水準測量技術指標實施觀測。2023-11-2311中南大學測繪與國土信息工程系第十一頁，共四十七頁。基準點的布設（1）基準點是變形觀測的基礎，基準點布設是否合適直接關系到變形觀測能否成功。根據工程項目的不同，一般要求基準點絕對穩(wěn)定，有時也可以要求基準點相對穩(wěn)定。要達到基準點穩(wěn)定的要求，有兩種選擇：一是遠離建筑物，二是深埋?；A沉降監(jiān)測2023-11-2312中南大學測繪與國土信息工程系第十二頁，共四十七頁。基準點的布設（2）基準點可分為兩級，固定基準和工作基準。固定基準點應布設在距離需要觀測的建筑物一定的距離且穩(wěn)定，不受其它外力影響、便于保存的位置?；鶞庶c數應不少于3～4個，以便于基準點保護、恢復和穩(wěn)定性分析。基準點的標志采用混凝土樁，或鋼管加筋樁。礎沉降對監(jiān)測于高層建筑物或大型建筑物，基準點應鉆孔至基巖。2023-11-2313中南大學測繪與國土信息工程系第十三頁，共四十七頁。固定基準點工作基準點建筑物沉降觀測點位布置圖基礎沉降監(jiān)測2023-11-2314中南大學測繪與國土信息工程系第十四頁，共四十七頁。(a)鋼管加筋基準點(b)基巖上基準點沉降觀測基準點基礎沉降監(jiān)測2023-11-2315(c)路邊基準點 (d)路邊基準點中南大學測繪與國土信息工程系第十五頁，共四十七頁。(a)(b)(c)鋼管加筋基準點礎沉降監(jiān)測2023-11-2316中南大學測繪與國土信息工程系第十六頁，共四十七頁。觀測點布設沉降觀測點布設位置由測量單位、設計單位、甲方監(jiān)理共同確定，由施工單位配合實施埋設。觀測點應埋設在最能反映建筑物沉降的位置，如四角點中點、較大轉角處、沉降縫、抗震縫，構造柱，荷載或層數變化處，地基薄弱處等，還要考慮點位具有一定的密度，如每隔15～20m布設一點?；A沉降?標監(jiān)測志要與結構體牢固結合，同時具有一定的深度。埋設標志時應結合施工圖紙，使其既便于立尺觀測，又便于保護，同時不會被后續(xù)施工所掩埋。2023-11-2317中南大學測繪與國土信息工程系第十七頁，共四十七頁。沉降觀測點標志基礎沉降監(jiān)測2023-11-2318中南大學測繪與國土信息工程系第十八頁，共四十七頁。基準網觀測待基準點埋設完成并達到一定強度后，按沉降觀測設計方案對基準網實施首次測量。采用二等或一等水準測量進行觀測，視距長度要小于相應等級，嚴格保證視距差在規(guī)定范圍內。礎沉降監(jiān)?測基準點間應構成閉合環(huán)，并具備一定數量的多余觀測值。2023-11-2319中南大學測繪與國土信息工程系第十九頁，共四十七頁。各周期觀測隨著施工進度的進行，每隔一定的時間觀測一次沉降觀測點的沉降情況。從基礎開始初次觀測，每增加一層或設定層數觀測一次，直至竣工?？⒐ず筮\營期間也要每隔三個月、半年、一年進行觀測，直至穩(wěn)定。當遇有暴雨、地震等特殊情況后，應對建筑物增加觀測次數。各周期觀測綱要應盡量保持一致，固定人員、固定儀器、固定時間、固定路線。觀測點要與基準點之間構成閉合、附合路線，盡量避免支線觀測。觀測中會有各種情況發(fā)生，應在觀測的同時記錄，比如施工進度、天氣情況、氣象條件等，以便后續(xù)分析使用。礎沉降監(jiān)測2023-11-2320中南大學測繪與國土信息工程系第二十頁，共四十七頁。沉降觀測網基礎沉降監(jiān)測2023-11-2321中南大學測繪與國土信息工程系第二十一頁，共四十七頁?；鶞示W數據處理當基準網獨立觀測時，基準網可以獨立平差計算。因首次觀測無基準點穩(wěn)定性的先驗信息，所以，可以采用普通秩虧自由網平差，即應采用全網的重心作為基準，使各基準點精度均勻，取得基準點在重心高程基準下的

高程值，作為沉降觀測的依據。當首次基準網與觀測點網同時觀測并整體平差時，礎沉降監(jiān)可測以以基準點為擬穩(wěn)點，觀測點為非擬穩(wěn)點進行擬穩(wěn)自由網平差，即采用擬穩(wěn)重心為基準，建立平差基準和取得觀測點初始測量成果。2023-11-2322中南大學測繪與國土信息工程系第二十二頁，共四十七頁。各周期數據處理各周期觀測后即時進行數據平差計算。數據處理一般多采用固定點平差或擬穩(wěn)平差。當確知基準點穩(wěn)定時采用固定基準平差，若不知基準點先驗條件，可采用擬穩(wěn)平差。各周期的平差基準要一致，這樣才能反映出正確的變形量。礎沉降監(jiān)?測當單位權中誤差和各點位中誤差在設計規(guī)定之內時，本期觀測成果是合格的。否則就該檢查、分析原因，及時實施補測或重測。2023-11-2323中南大學測繪與國土信息工程系第二十三頁，共四十七頁。沉降量的計算礎沉降監(jiān)測2023-11-2324中南大學測繪與國土信息工程系第二十四頁，共四十七頁。沉降量報表每周期沉降觀測后，應及時進行數據處理和分析，計算沉降信息，及時編制沉降量報表，提供給設計、施工、監(jiān)理、業(yè)主等。沉降觀測報表的格式視各地建筑質量監(jiān)督部門要求而定，現還沒有統(tǒng)一的格式?；A沉降監(jiān)測2023-11-2325中南大學測繪與國土信息工程系第二十五頁，共四十七頁。沉降過程曲線圖繪制當變形觀測進行到一定周期，或是工程進度到一定階段，就要依據前面所觀測和計算的結果，繪制點位沉降過程曲線。通過變形曲線可以直觀地了解變形過程和變形分布情況，也可以對變形發(fā)展趨勢有個直觀的判斷。沉降過程曲線以時間為水平軸，以沉降量為縱基礎沉降軸監(jiān)。測為了對比相關點位沉降量及其沉降速率，經常將多個點位的沉降過程曲線繪制在同一圖中。2023-11-2326中南大學測繪與國土信息工程系第二十六頁，共四十七頁。時間（天）沉降過程曲線基礎沉降監(jiān)測沉降量（mm）2023-11-2327中南大學測繪與國土信息工程系第二十七頁，共四十七頁。報告的編寫當工程竣工后，應及時對施工期間沉降觀測成果進行階段總結?？偨Y報告應包括：技術措施、觀測期限、觀測依據等，并對總的觀測結果進行分析。沉降觀測階段（總結）報告應包含的分析數據有：建筑物最大沉降點名及其最大沉降量；建筑物最小沉降點名及其最小沉降量；建筑物所有觀測點的平均沉降基礎沉量降；監(jiān)測近期該建筑物最大沉降速率、最小沉降速率以及平均沉降速率。沉降觀測階段（總結）報告中還應包含沉降觀測點位布置圖、點位沉降過程線等，必要時還應繪制等沉降曲線圖。2023-11-2328中南大學測繪與國土信息工程系第二十八頁，共四十七頁?！?

建筑物傾斜監(jiān)測與數據處理第十章

工業(yè)與民用建筑物變形監(jiān)測2023-11-2329中南大學測繪與國土信息工程系第二十九頁，共四十七頁。定義測定工業(yè)與民用建筑物傾斜度隨時間變化的工作，稱為傾斜觀測。高層或高聳建筑物，如電視塔、水塔、煙囪、高層建筑物等，由于基礎不均勻沉降或受風力等影響，其垂直軸線會發(fā)生傾斜。當傾斜達到一定程度時會影響建筑物的安全，因此必須對其進行傾斜觀測或不均勻沉降觀測。傾斜監(jiān)測2023-11-2330中南大學測繪與國土信息工程系第三十頁，共四十七頁。BB′Ae傾斜度示意h斜監(jiān)測2023-11-2331中南大學測繪與國土信息工程系第三十一頁，共四十七頁。縱橫距投影法在圓形建筑物的兩個相互垂直的方向上安置經緯儀或全站儀；測站距離圓形建筑物的距離應大于其高度的1.5倍；在圓形建筑物的底部橫放兩把尺子，使兩尺相互垂直，且分別垂直于圓形建筑物中心與兩測站的連線。經緯儀分別照準建筑物的頂部、底部的邊緣，向下投影。斜監(jiān)測2023-11-2332中南大學測繪與國土信息工程系第三十二頁，共四十七頁?？v橫距投影法傾斜觀測斜監(jiān)測2023-11-2333中南大學測繪與國土信息工程系第三十三頁，共四十七頁。縱橫距投影法傾斜計算斜監(jiān)測2023-11-2334中南大學測繪與國土信息工程系第三十四頁，共四十七頁。前方交會法當測定偏距e的精度要求較高時，可以采用角度前方交會法。首先在圓形建筑物周圍標定A、B、C三點，觀測其轉角和邊長，則可求得其在資用坐標系中的坐標；然后分別設站于A、B、C三點，觀測圓形建筑物頂部兩側切線與基線的夾角，并取其平均值；以同樣的方法觀測圓形建筑物底部；按角度前方交會定點的原理，即可求得圓形建筑物頂部圓心O′和底部圓心O的坐標。傾斜監(jiān)測2023-11-2335中南大學測繪與國土信息工程系第三十五頁，共四十七頁。前方交會法傾斜觀測計算傾斜監(jiān)測2023-11-2336中南大學測繪與國土信息工程系第三十六頁，共四十七頁。任意點置鏡方向交會法對非圓形建筑物，如高層建筑物的樓體進行傾斜觀測，過去一般用基礎不均勻沉降來推算。當建筑物屬于非鋼體變形時，這一方法就失去了作用。由于建筑物在施工階段其樓體上變形點無法置鏡，因此，只能用方向交會的方法來交會該點的位置，以此來分析該點的傾斜值（變形值）。施工期間建筑場地有各種施工機械、設備、堆放的各種建斜監(jiān)測筑材料，以及作業(yè)人員流動頻繁等因素，使變形監(jiān)測基準點位或被破壞，致使觀測時不能用正常的前方交會方法交會變形點的位置。本方法后視任意兩點交會變形點，并將這種交會法轉化為兩方向前方交會算法。2023-11-2337中南大學測繪與國土信息工程系第三十七頁，共四十七頁。任意點置鏡方向交會法傾斜觀測傾斜監(jiān)測2023-11-2338中南大學測繪與國土信息工程系第三十八頁，共四十七頁。任意點置鏡角度轉換關系傾斜監(jiān)測2023-11-2339中南大學測繪與國土信息工程系第三十九頁，共四十七頁。激光垂準法利用激光垂準儀，測定建筑物底部和頂部距離垂準激光束的距離差，從而計算建筑物某軸線（某一面）的傾斜度。這種方法受施工干擾較大，在施工現場較難使用。傾斜監(jiān)測2023-11-2340中南大學測繪與國土信息工程系第四十頁，共四十七頁。激光垂準傾斜觀測斜監(jiān)測2023-11-2341中南大學測繪與國土信息工程系第四十一頁，共四十七頁?！?

工程實例與數據處理第十章

工業(yè)與民用建筑物變形監(jiān)測2023-11-2342中南大學測繪與國土信息工程系第四十二頁，共四十七頁。儀器及精度設計依據設計要求，為能反映出1mm的沉降量，采

用S1級精密水準儀和銦鋼尺，按二等水準測量的規(guī)程進行沉降觀測；視距長度小于30m，三絲最小讀數不限，正確讀數至0.1mm，估讀至0.01

mm，單位權（一測站）中誤差不超過0.5mm，點位高程中誤差不超過1.0mm。例2023-11-2343中南大學測繪與國土信息工程系第四十三頁，共四十七頁。觀測周期設計建筑物施工至±0以上時進行初始觀測；以后每

施工完一層觀測1次；封頂觀測1次；封頂1個月后觀測1次；建筑物竣工時觀測1次；以后第1個月后觀測1次、第3個月后觀測1