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(guò)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(guò)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(lái)說(shuō)，出來(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)：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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)測(cè)定兩點(diǎn)間的相對(duì)沉陷的方法來(lái)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(lái)。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(lái)源（三）誤差來(lái)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(lái)自儀器誤差和外界條件的影響，而后者是其誤差來(lái)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