工程測(cè)量學(xué).第十章第一講

1、整理ppt1第十章 垂直位移與水平位移觀測(cè)測(cè)繪教研室整理ppt2第十章 垂直位移與水平位移觀測(cè)v10-1.10-1.垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)及觀測(cè)標(biāo)志垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)及觀測(cè)標(biāo)志v10-2.10-2.垂直位移觀測(cè)垂直位移觀測(cè)v10-3.10-3.地面傾斜測(cè)量地面傾斜測(cè)量v10-4.10-4.水平位移觀測(cè)網(wǎng)及觀測(cè)標(biāo)志水平位移觀測(cè)網(wǎng)及觀測(cè)標(biāo)志v10-5.10-5.水平位移測(cè)量技術(shù)概述水平位移測(cè)量技術(shù)概述v10-6.10-6.視準(zhǔn)線法測(cè)量水平位移視準(zhǔn)線法測(cè)量水平位移v10-7.10-7.激光準(zhǔn)直測(cè)量激光準(zhǔn)直測(cè)量v10-8.10-8.引張線法測(cè)量水平位移引張線法測(cè)量水平位移v10-9.10-9.建筑物主體傾

2、斜和撓度測(cè)量建筑物主體傾斜和撓度測(cè)量v10-10.10-10.裂縫測(cè)量裂縫測(cè)量整理ppt3 垂直位移觀測(cè)中的水準(zhǔn)基點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志構(gòu)造與埋設(shè)，傾斜觀測(cè)，液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量，水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性的檢驗(yàn)和分析。水平位移觀測(cè)中基準(zhǔn)線法測(cè)定水平位移，視準(zhǔn)線觀測(cè)的精度估算，激光準(zhǔn)直，引張線法測(cè)量水平位移，建筑物主體傾斜和撓度測(cè)量以及裂縫測(cè)量等。整理ppt4 地面和建筑物的位移包括垂直位移和水平位移兩種。地面垂直位移指地表面的沉降或上升，水平位移指地表面在水平方向上的移動(dòng)，出現(xiàn)位移的原因除了地殼本身的運(yùn)動(dòng)外，主要還有人類的各種生產(chǎn)活動(dòng)和建設(shè)施工的原因。 進(jìn)行地面垂直位移和水平位移觀測(cè)，掌握地面移動(dòng)和變形的規(guī)律，采取

3、必要的預(yù)報(bào)及防治措施，以保障安全生產(chǎn)和人們的正常生活，達(dá)到預(yù)測(cè)和防治或減輕自然災(zāi)害和工程災(zāi)害的目的。整理ppt510-1.10-1.垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)及觀測(cè)標(biāo)志垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)及觀測(cè)標(biāo)志v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。建筑物垂直位移觀測(cè)應(yīng)該在基坑開挖之前進(jìn)行，并且貫穿于整個(gè)施工過程中，而且延續(xù)到建成后若干年，直至沉降現(xiàn)象基本停止為止。v地面垂直位移觀測(cè)也是要在地面開始移動(dòng)之前進(jìn)行首次觀測(cè)，然后在移動(dòng)過程中定期進(jìn)行觀測(cè)，直至地面移動(dòng)基本停止，地表面開始趨于穩(wěn)定為止。整理ppt6一、垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)v垂直位移測(cè)量通常采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，多次重復(fù)測(cè)定埋設(shè)在移動(dòng)區(qū)或變

4、形體上的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的高差隨時(shí)間的變化量。v建筑物的垂直位移測(cè)量包括基礎(chǔ)的沉陷觀測(cè)與建筑物本身的變形觀測(cè)。整理ppt7v對(duì)于工業(yè)與民用建筑物，通常在其4個(gè)角點(diǎn)、中點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處布置觀測(cè)點(diǎn)；沿建筑物的周邊每隔1020m布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；設(shè)置有伸縮縫的任意一側(cè)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)；對(duì)于寬度大于15m的建筑物，在其內(nèi)部有承重墻或支柱時(shí)，應(yīng)在該部位盡可能布置觀測(cè)點(diǎn)。為了查明建筑物基礎(chǔ)的縱向和橫向的彎曲和曲折，在其縱橫軸線上也應(yīng)埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。v對(duì)于一般的工業(yè)建筑物來說，出來在立柱的基礎(chǔ)上布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)之外，其主要設(shè)備基礎(chǔ)的四周以及動(dòng)荷載四周，地質(zhì)條件不良處也應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn)。整理ppt8v垂直位移測(cè)量與一般水準(zhǔn)測(cè)量相比，具

5、有觀測(cè)工作局限在某個(gè)固定的范圍內(nèi)，觀測(cè)路線相對(duì)固定，觀測(cè)工作重復(fù)進(jìn)行，觀測(cè)精度要求高，視距短，有時(shí)一次安置儀器可以觀測(cè)多個(gè)前視點(diǎn)等特點(diǎn)。為了減少測(cè)量系統(tǒng)誤差的影響，一般考慮采取以下措施：v（1）監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的垂直位移時(shí)，設(shè)置固定的安置儀器點(diǎn)和立尺點(diǎn)，保證往、返測(cè)量和復(fù)測(cè)是同一水準(zhǔn)路線。v（2）監(jiān)測(cè)工作中使用固定儀器和水準(zhǔn)標(biāo)尺，有條件時(shí)最好固定人員進(jìn)行觀測(cè)。整理ppt9二、水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)志的結(jié)構(gòu)和埋設(shè) 為了測(cè)定地面和建筑物的垂直位移，需要在遠(yuǎn)離移動(dòng)變形區(qū)的穩(wěn)固地點(diǎn)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以水準(zhǔn)基點(diǎn)為依據(jù)測(cè)定移動(dòng)變形區(qū)內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)的垂直位移。為了檢查水準(zhǔn)基點(diǎn)本身是否穩(wěn)定不動(dòng)，其高程是否變動(dòng)，可將其成組埋設(shè)，通常每組設(shè)

6、3個(gè)點(diǎn)，形成一個(gè)邊長(zhǎng)約100m的等邊三角形。整理ppt10 水準(zhǔn)基點(diǎn)是沉陷觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，因此它的構(gòu)造與埋設(shè)必須保證穩(wěn)定不變和長(zhǎng)久保存。根據(jù)建筑物場(chǎng)地的地質(zhì)情況、建筑物使用的重要性和使用年限，水準(zhǔn)基點(diǎn)可分為長(zhǎng)期的和簡(jiǎn)單的兩種。整理ppt11三、沉陷觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志的結(jié)構(gòu)和埋設(shè) 沉陷觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在監(jiān)測(cè)對(duì)象上最有代表性的地方。對(duì)于建筑物沉陷觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，要考慮建筑物基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、建筑結(jié)構(gòu)、內(nèi)部應(yīng)力的分布情況，以及便于觀測(cè)等。埋設(shè)時(shí)要注意觀測(cè)點(diǎn)與建筑物的聯(lián)結(jié)要牢靠，使得觀測(cè)點(diǎn)的變化能真正反映建筑物的沉陷情況。整理ppt12 具體建筑物的觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：具體建筑物的觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置： （1）對(duì)于工業(yè)月民用建筑物

7、（2）對(duì)于混凝土壩 （3）對(duì)于鋼筋混凝土大壩 （4）礦區(qū)地表沉陷觀測(cè)整理ppt1310-2.10-2.垂直位移觀測(cè)垂直位移觀測(cè)n垂直位移觀測(cè)包括基坑回彈觀測(cè)，地基土分層沉降觀測(cè)、建筑物基礎(chǔ)及建筑物本身的沉降觀測(cè)和地表沉降觀測(cè)等內(nèi)容。n目前垂直位移觀測(cè)最常用的是水準(zhǔn)測(cè)量方法，有時(shí)也應(yīng)用液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法觀測(cè)。整理ppt14一、基坑回彈觀測(cè)n目的目的：為了合理地選擇或修正施工方案，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，科學(xué)地組織施工，確保施工安全和工程質(zhì)量，必須對(duì)深埋基礎(chǔ)的基坑進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)和變形監(jiān)測(cè)，對(duì)施工過程中有可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)報(bào)。整理ppt15n為了觀測(cè)基坑開挖過程中地基的回彈現(xiàn)象，在施工前應(yīng)布設(shè)地基回彈觀測(cè)的

8、工作基點(diǎn)和工作測(cè)點(diǎn)。n觀測(cè)點(diǎn)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)基坑形狀及地質(zhì)條件、周邊地形地物情況來確定，觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)有以下要求：n（1）在基坑中央和距基坑邊緣約1/4坑底寬度處，以及其他變形特征位置設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。n（2）基坑外觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)在所選坑內(nèi)方向線的延長(zhǎng)線上距基坑深度1.52倍距離的范圍內(nèi)布設(shè)。整理ppt16n（3）在基坑外相對(duì)穩(wěn)定，便于保存且不受施工影響的地點(diǎn)，布設(shè)工作基點(diǎn)及為尋找工作基點(diǎn)用的定位點(diǎn)。n（4）觀測(cè)路線應(yīng)組成起、迄于工作基點(diǎn)的閉合或附和路線，以便對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢核。整理ppt17二、沉陷觀測(cè)v沉陷觀測(cè)是定期測(cè)量建筑物變形測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)的高程變化，得到其沉陷量，并計(jì)算其沉陷速度。v由于工業(yè)與民用建筑

9、物的范圍不是很大，所以施測(cè)的水準(zhǔn)路線不是很長(zhǎng)，因此閉合差課按測(cè)站平均分配。如果觀測(cè)點(diǎn)之間的距離相差很大，則閉合差可按距離成比例分配。整理ppt18（一）基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)（一）基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè) 大壩下游工作基點(diǎn)與水準(zhǔn)基點(diǎn)間所布設(shè)的水準(zhǔn)環(huán)線，一般要求每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的中誤差不大于0.5mm。采用精密水準(zhǔn)儀S0.5和因瓦水準(zhǔn)尺進(jìn)行測(cè)量。 （1） 水準(zhǔn)環(huán)線是分段進(jìn)行觀測(cè)，往、返觀測(cè)的高差加標(biāo)尺長(zhǎng)度改正后計(jì)算往返高差較差，各段往、返測(cè)高程較差不得超過：42kmdRmm R限整理ppt19v（2）高差較差合格后，根據(jù)加標(biāo)尺長(zhǎng)度改正后的往返測(cè)高差計(jì)算高差中數(shù)，再由高差中數(shù)計(jì)算環(huán)線閉合差。將環(huán)線閉合差按各測(cè)段線路長(zhǎng)

10、度進(jìn)行分配。v（3）然后，由水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程推算工作基點(diǎn)和沿線各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，再與各點(diǎn)的首次觀測(cè)高程比較，可得到工作基點(diǎn)和沿線各水準(zhǔn)點(diǎn)高程的變化值。整理ppt20v 按照上述規(guī)定所施測(cè)的精密水準(zhǔn)測(cè)量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，高程的傳遞精度可以達(dá)到0.5mm/km的要求。每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的中誤差可按下式計(jì)算v而4kmpddn1(1,2, )iipinR整理ppt21v（二）觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)（二）觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)v混凝土壩觀測(cè)點(diǎn)的沉陷是根據(jù)兩岸的工作基點(diǎn)來測(cè)定的。對(duì)于建筑在基巖上的混凝土壩，其沉陷觀測(cè)中誤差要求不超過1mm。一般采用精密水準(zhǔn)儀，按二等水準(zhǔn)測(cè)量操作規(guī)定進(jìn)行施測(cè)。整理ppt22v對(duì)了按二等水準(zhǔn)測(cè)量操作規(guī)定以

11、外還有：v（1）設(shè)置固定的安置儀器點(diǎn)與立尺點(diǎn)，使往返或復(fù)測(cè)在同一路線上的固定點(diǎn)進(jìn)行。（2）每次觀測(cè)使用固定的儀器和標(biāo)尺（3）儀器至標(biāo)尺的距離，最長(zhǎng)不得超過40m，每站的前后視距差不得大于0.3m，前后視距累積差不得大于1m，基輔差不得超過0.25mm。（4）每次觀測(cè)進(jìn)出廊道前后，儀器、標(biāo)尺均需涼置半小時(shí)以后再進(jìn)行觀測(cè)（5）在廊道內(nèi)觀測(cè)采用手電筒照明。整理ppt23 測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)沉陷的水準(zhǔn)路線大多敷設(shè)成兩工作基點(diǎn)之間的附和路線。每次觀測(cè)值均要加標(biāo)尺長(zhǎng)度改正、根據(jù)視線短、每千米線路測(cè)站數(shù)多的特點(diǎn)，對(duì)附和線路閉合差采取按測(cè)段的測(cè)站數(shù)多少進(jìn)行分配的方法。然后，根據(jù)工作基點(diǎn)的高程推算各沉陷觀測(cè)點(diǎn)的高程，將

12、本次計(jì)算的各觀測(cè)點(diǎn)高程與各點(diǎn)首次觀測(cè)的高程比較，即可求得各觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于該點(diǎn)首次觀測(cè)的沉陷量。整理ppt24v附和水準(zhǔn)路線上一測(cè)站高差中數(shù)的中誤差可按下式計(jì)算v而4pddn站11,2,iipinN整理ppt25v離工作基點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)的觀測(cè)點(diǎn)，其高程的測(cè)定精度最低。最弱點(diǎn)相對(duì)于工作基點(diǎn)的高程中誤差按下式計(jì)算v式中， 為由兩工作基點(diǎn)分別測(cè)到最弱點(diǎn)的測(cè)站數(shù)。1212mKKKKKK弱站12KK、整理ppt2610-3.10-3.地面傾斜測(cè)量地面傾斜測(cè)量 傾斜測(cè)量有相對(duì)于水平面的傾斜測(cè)量和相對(duì)于垂直面的傾斜測(cè)量?jī)深悺?相對(duì)于水平面的傾斜可通過測(cè)定兩點(diǎn)間的相對(duì)沉陷的方法來確定，如用水準(zhǔn)測(cè)量方法、液體靜力方法和傾

13、斜儀測(cè)量方法測(cè)定。整理ppt27一、水準(zhǔn)測(cè)量方法 該方法的原理原理是用水準(zhǔn)儀測(cè)出兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)沉陷，由相對(duì)沉陷與兩點(diǎn)間距離之比計(jì)算出兩點(diǎn)間的平均傾斜值。 例如，測(cè)出A、B兩點(diǎn)的沉陷值為 ，A、B兩點(diǎn)間的距離為 ，則其平均傾斜值為：ABWW、ABLBAABABWWiL整理ppt28二、傾斜儀測(cè)量方法 常用的傾斜儀有水準(zhǔn)管式傾斜儀、氣泡式傾斜儀和電子傾斜儀。 （一）氣泡式傾斜儀（一）氣泡式傾斜儀 氣泡傾斜儀由一個(gè)高靈敏度 的氣泡水準(zhǔn)管e（見圖11-4） 和一套精密的測(cè)微器組成。 測(cè)微器中包括測(cè)微桿g， 讀數(shù)盤h和指標(biāo)k。 氣泡水準(zhǔn)管e固定在支架a上，a可繞c點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，a下裝一彈簧片d，在底板b

14、下有置放裝置m。將傾斜儀安置在需要的位置上以后，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)盤，使測(cè)微桿向上或向下移動(dòng)，直至水準(zhǔn)管氣泡居中為止。此時(shí)，在讀數(shù)盤上讀數(shù)，即可得出該處的傾斜度。 整理ppt29 （二）電子傾斜儀（二）電子傾斜儀 為了實(shí)現(xiàn)傾斜觀測(cè)的自動(dòng)化，可采用電子水準(zhǔn)器，它是在普通的玻璃管水準(zhǔn)器（內(nèi)裝酒精和乙醚的混合液，并留有空氣氣泡）的上、下面裝上三個(gè)電極形成差動(dòng)電容器的一種裝置。 電子傾斜儀的工作原理原理：當(dāng)玻璃管水準(zhǔn)器傾斜時(shí)，氣泡向一旁偏移了量x，使電容器C1和C2的介電常數(shù)發(fā)生變化，引起電橋兩臂阻抗發(fā)生變化，因而使橋接電路失去平衡，其變化被測(cè)量裝置及時(shí)記錄下來。整理ppt30三、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量 液體靜力水準(zhǔn)

15、測(cè)量是測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)高程的一種方法。 （一）基本原理（一）基本原理 當(dāng)兩個(gè)容器中裝有同類均勻液體時(shí)，兩液面將處在同一水平面上。高差可用液面的高度求得 121212hHHaabb 整理ppt31 （二）儀器的結(jié)構(gòu)與讀數(shù)（二）儀器的結(jié)構(gòu)與讀數(shù) 各種不同結(jié)構(gòu)的液體靜力水準(zhǔn)儀，實(shí)際上只是定位和測(cè)定液面位置的方法有所不同。 1.目視法 2.目視接觸法 目視接觸法確定液面位置的精度要比目視法高得多。 觀測(cè)時(shí)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)觀測(cè)圓環(huán)，使水位指針移動(dòng)，直到顯微鏡內(nèi)所觀測(cè)到的指針實(shí)像尖端與虛像剛好接觸，這時(shí)即停止轉(zhuǎn)動(dòng)圓環(huán)，進(jìn)行讀數(shù)。整理ppt32 （三）誤差來源（三）誤差來源 液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量中對(duì)于確定液面位置精度有影響的誤差主要來自儀器誤差和外界條件的影響，而后者是其誤差來源。 1.儀器誤差 （1）儀器安置誤差（2）液體靜力水準(zhǔn)儀觀測(cè)頭傾斜所引起的誤差（3）量測(cè)設(shè)備的誤差 （4）觀測(cè)頭的組合部件由于溫度變化而產(chǎn)生的