本科畢業(yè)論文學(xué)院路橋沉降監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

本科生畢業(yè)論文（申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位）論文題目滁州市西澗中路學(xué)院路橋沉降監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施作者姓名張磊測(cè)繪工程指導(dǎo)教師李彬/錢如友年月日學(xué)生：（簽字）學(xué)號(hào)：論文答辯日期：年月日指導(dǎo)教師：（簽字）目錄摘要1Abstract11引言21.1選題背景與依據(jù)21.2國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展2國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展2國(guó)外研究現(xiàn)狀31.3研究方法與技術(shù)流程32沉降監(jiān)測(cè)原理與方法42.1監(jiān)測(cè)方法42.2監(jiān)測(cè)原理43方案研究與技術(shù)設(shè)計(jì)53.1測(cè)區(qū)簡(jiǎn)介53.2精度設(shè)計(jì)63.2儀器檢測(cè)7角的檢測(cè)方法7水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)檢驗(yàn)73.3測(cè)區(qū)工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)73.4儀器選取與周期設(shè)計(jì)8儀器選取8周期設(shè)計(jì)84沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與處理94.1基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集94.2沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集104.3工作點(diǎn)數(shù)據(jù)處理114.4監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理115沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析135.1沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)過(guò)程曲線圖繪制135.2沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析166.結(jié)論與展望166.1論文總結(jié)166.2研究展望17參考文獻(xiàn)18致謝19滁州市西澗中路學(xué)院路橋沉降監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施摘要：為了得到西澗中路學(xué)院路橋的沉降現(xiàn)狀，對(duì)其進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，對(duì)建筑物垂直位移監(jiān)測(cè)來(lái)反映橋體的局部不規(guī)則下沉。首先在橋外布設(shè)三個(gè)工作基點(diǎn)，在橋體上布設(shè)十八個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。應(yīng)用二等水準(zhǔn)測(cè)量方法，采用蘇一光DS05水準(zhǔn)儀，定期對(duì)滁州市西澗中路學(xué)院路橋進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理并填寫沉降量報(bào)表，運(yùn)用Excel軟件進(jìn)行回歸分析，對(duì)橋體的沉降趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。該研究工作可以為以后類似的條件下橋梁的施工與管理提供了重要的參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：沉降監(jiān)測(cè)；建筑沉降；二等水準(zhǔn)測(cè)量；回歸分析DesignandImplementationofSettlementMonitoringinCampus、StaffDormitory3ChuzhouUniversityHuifengDistrictAbstractSubsidencemonitoringforgetChuzhouUniversitycampusstaffdormitory3securitycondition.ThemonitoroftheverticaldisplacementofthebuildingcanreflectthelocalHouseofirregularsubsidence.Advanceinoutsidethebuildinglayoutofthreebasispoints,inthebuildingbodyarrangedonthesixmonitoringpointsinthebuilding.Inthispaper,thesecondlevelofmeasurementmethodsandSuzhoulightDS05levelgagewillbeused,byselectsettlementpointsandlevelcontrol,tomonitorcampusstaffdormitory3,ChuzhouUniversityHuifeng,monitoringresultsandfillingoutsettlementreportareprocessedusingExcelsoftwareregressionanalysis,thetrendofsettlementbuildingbodywerepredicted.Thisworkprovideanimportantreferenceforthefutureconstructionandmanagementundersimilarconditionsinthebuilding.Keywords：SettlementMonitoring;BuildingSettlement;SecondLeveling;RegressionAnalysis1引言1.1選題背景與依據(jù)隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，生活中存在各種各樣的工程建設(shè)，變形監(jiān)測(cè)在工程建設(shè)過(guò)程中占有十分重要地位。地面建筑物的開(kāi)發(fā)興建，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，以及建成使用階段都要不斷地監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，掌握變形的情況，確保在整個(gè)建筑周期內(nèi)安全生產(chǎn)。在抽取地下水、開(kāi)采煤礦等自然資源的活動(dòng)中會(huì)破壞地殼上部原有的平衡狀態(tài)，這就使得地面在一定程度上發(fā)生變形現(xiàn)象。為了保證建設(shè)過(guò)程中的安全生產(chǎn)和竣工以后的安全運(yùn)營(yíng)，這就需要長(zhǎng)時(shí)間且周期性的對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變形情況制定措施進(jìn)行控制。地下飲用水的抽取會(huì)導(dǎo)致地面的沉降變形，選在人口密集的地區(qū)大量抽取會(huì)使地面沉陷更加明顯，如果地面各部分沉降不均勻造成結(jié)果更為嚴(yán)重，會(huì)使地面上的建筑物和建筑設(shè)施嚴(yán)重受損。在地面下進(jìn)行大量礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，礦體的巖層會(huì)發(fā)生移動(dòng)或下沉，如果不進(jìn)行監(jiān)測(cè)而過(guò)分開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致地面塌方和滑坡的后果，危及人民生命及財(cái)產(chǎn)安全。這就要求各類工程建設(shè)在實(shí)施步驟前制定長(zhǎng)期且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖冃伪O(jiān)測(cè)方案；隨著城市人口的增加，為了滿足人們生產(chǎn)和生活需要，開(kāi)始選擇在城市下面開(kāi)采自然資源這對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程提出了更高的要求。沉降監(jiān)測(cè)是建筑物變形監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)重要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，同時(shí)也在道路、橋梁、隧道等工程發(fā)揮非常重要的作用。沉降監(jiān)測(cè)可以在施工過(guò)程中提供實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，反映建筑等主體高程的變化，并且發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生危險(xiǎn)的先兆，并建議采取必要的工程措施，防止發(fā)生工程破壞事故，避免建筑的傾斜，裂縫和坍塌，從而保證在施工過(guò)程中的各階段安全生產(chǎn)。沉降監(jiān)測(cè)有實(shí)用上的意義和科學(xué)上的意義兩個(gè)方面，檢查各種各樣工程建設(shè)中建筑物和建筑設(shè)施的沉降現(xiàn)狀是實(shí)用意義，詳細(xì)的展示建筑物變形的原理、驗(yàn)證工程方案設(shè)計(jì)的正確性、模擬出更為準(zhǔn)確的變形預(yù)報(bào)方法是科學(xué)意義。本文沉降監(jiān)測(cè)研究對(duì)象為滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓，該建筑位于滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)東南端，山水人家北部，竣工于2014年上半年。根據(jù)其所處地理位置的地質(zhì)水文條件和施工狀況，對(duì)其進(jìn)行定期的沉降監(jiān)測(cè)和變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)是非常必要的。本文就以滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓為例，進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)并作出變形趨勢(shì)分析，為以后類似條件下的高層建筑的安全施工與管理提供了可靠的依據(jù)。1.2國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展1.2.1國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展沉降監(jiān)測(cè)就是采用合理的儀器和方法測(cè)量建筑物在垂直方向上高程的變化量。沉降監(jiān)測(cè)是建筑物變形監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)重要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。沉降是由于地下土層發(fā)生壓縮變形而是區(qū)域性地面標(biāo)高緩慢下降的一種環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象，是一種不可補(bǔ)償?shù)挠谰眯再Y源與環(huán)境損失[1]。蔣桂海在建筑物發(fā)生不均勻沉降加固探討中，分析探討了大豐市一建筑物發(fā)生不均勻沉降的原因,是由地基基礎(chǔ)軟弱發(fā)生不均勻沉降而引起的[2]。就我國(guó)目前地面沉降的研究現(xiàn)狀，在眾多研究方法中最主要的有模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論等。例如王寒梅和唐益群等人就利用灰色理論建立了非等時(shí)距GM(1，1)的模型，因工程環(huán)境效應(yīng)因素上海陸家嘴地區(qū)發(fā)生了地面沉降現(xiàn)象，王寒梅等人利用建立的非等時(shí)距GM(1，1)的模型對(duì)其進(jìn)行沉降預(yù)測(cè)，并和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)結(jié)果基本相符,具有較好的精度[3]。李濤和潘云等結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，在綜合全面分析天津市區(qū)地面沉降特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)2010年天津市區(qū)地面沉降的情況進(jìn)行了科學(xué)性的預(yù)測(cè)[4]。要根據(jù)沉降速率的不同，選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)方法理論?；疑A(yù)測(cè)適合沉降速率均勻平穩(wěn)的沉降趨勢(shì)預(yù)測(cè)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)適合沉降速率不穩(wěn)定的沉降預(yù)測(cè)。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀MichelleSneed和TracyNishikawa利用合成孔徑干涉雷達(dá)干涉分析，能夠很精確的識(shí)別出地質(zhì)和巖性特征，該特征控制著地面沉降的大小和范圍。不僅利用此技術(shù)成功的找到了二十世紀(jì)90年代的最大沉降區(qū)域，還在位置精度上得到進(jìn)一步提高[8]。PietroTeatini用有限元水流模型和孔隙彈塑性模型對(duì)1950年以來(lái)的沉降過(guò)程進(jìn)行重建，通過(guò)分析過(guò)去幾十年的水壓力和水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域沉降模型校正之后，在幾年抽水計(jì)劃下對(duì)2016年的地面沉降量進(jìn)行了較為科學(xué)的預(yù)測(cè)[9]。在墨西哥查可河谷地區(qū)，MartinHernandez-Marinetal.通過(guò)分析近地表沉積物中蒙脫石和水鋁英石粘土層的力學(xué)和物理特征，討論了地面沉降的形成因素，裂隙和砂巖透鏡體的出現(xiàn)增大了水力傳導(dǎo)系數(shù)加速了沉降，并指出查可河谷地區(qū)的地面沉降是由上部弱透水層壓縮引起的[10]。1.3研究方法與技術(shù)流程（1）二等水準(zhǔn)測(cè)量的方法及精度要求。（2）閉合水準(zhǔn)路線的設(shè)計(jì)與水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位的選定。（3）沉降監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量，工作基點(diǎn)穩(wěn)定性分析。（4）監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、監(jiān)測(cè)儀器的檢驗(yàn)以及沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。（5）基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)、穩(wěn)定性分析與沉降預(yù)測(cè)，以及對(duì)建筑物后期可能出現(xiàn)的沉降量進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。（6）沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯總處理，沉降觀測(cè)成果表的制作，沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖和沉降點(diǎn)沉降曲線圖的繪制，沉降觀測(cè)分析報(bào)告的編寫。展開(kāi)沉降監(jiān)測(cè)之前進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，收集測(cè)區(qū)已有的水準(zhǔn)控制點(diǎn)資料。在沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)好且穩(wěn)定后，開(kāi)始按照設(shè)計(jì)好的水準(zhǔn)路線進(jìn)行沉降數(shù)據(jù)采集與處理。按照基本固定的水準(zhǔn)路線在每周期數(shù)據(jù)采集完畢后匯總，最后繪制圖件進(jìn)行沉降趨勢(shì)預(yù)測(cè)與分析。其主要的技術(shù)流程如圖1-1所示：實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析編寫沉降報(bào)告及報(bào)表監(jiān)測(cè)周期設(shè)計(jì)建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)選埋監(jiān)測(cè)點(diǎn)選埋基準(zhǔn)點(diǎn)制定觀測(cè)計(jì)劃收集資料儀器準(zhǔn)備繪制沉降曲線圖定期觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析編寫沉降報(bào)告及報(bào)表監(jiān)測(cè)周期設(shè)計(jì)建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)選埋監(jiān)測(cè)點(diǎn)選埋基準(zhǔn)點(diǎn)制定觀測(cè)計(jì)劃收集資料儀器準(zhǔn)備繪制沉降曲線圖定期觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)圖1-1論文研究技術(shù)流程圖1-1論文研究技術(shù)流程2沉降監(jiān)測(cè)原理與方法2.1監(jiān)測(cè)方法能夠選用合理的監(jiān)測(cè)儀器和正確的操作方法，把建筑物在垂直方向上高程的變化量測(cè)量出來(lái)，這就是沉降監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵所在。沉降監(jiān)測(cè)是建筑物變形監(jiān)測(cè)中占有十分重要的比例。建筑物在施工過(guò)程中要進(jìn)行必要的沉降監(jiān)測(cè)，建筑物在竣工以后的沉降監(jiān)測(cè)也是必不可少的。對(duì)建筑物竣工以后的沉降監(jiān)測(cè)，以監(jiān)測(cè)建筑物在使用期的安全運(yùn)營(yíng)，并為周邊工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供必要資料?，F(xiàn)階段沉降監(jiān)測(cè)常用的主要觀測(cè)方法有：（1）精密水準(zhǔn)測(cè)量（2）精密三角高程測(cè)量（3）液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量2.2監(jiān)測(cè)原理本論文以滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓為例，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法，對(duì)該建筑物進(jìn)行垂直位移監(jiān)測(cè)。具體精度選擇二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求，閉合路線測(cè)量方法對(duì)滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。從工作基點(diǎn)開(kāi)始架尺進(jìn)行第一站測(cè)量，中間經(jīng)過(guò)6個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，形成一個(gè)閉合的測(cè)量路線。如果在監(jiān)測(cè)過(guò)程中個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)難以觀測(cè)，可以采用支水準(zhǔn)路線往返測(cè)量的方法進(jìn)行觀測(cè)。為了保證監(jiān)測(cè)的精度，觀測(cè)路線、觀測(cè)儀器和觀測(cè)周期要保持不變，能夠不變更測(cè)站和監(jiān)測(cè)人員最好。圖2-1水準(zhǔn)測(cè)量原理圖如圖2-1所示，A、B兩點(diǎn)間高差：（2-1）（高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)）。待定點(diǎn)B高程：（2-2）水準(zhǔn)測(cè)量原理是通過(guò)水平觀測(cè)水準(zhǔn)儀，讀取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，直接測(cè)定地面上兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)已知點(diǎn)的高程值和通過(guò)觀測(cè)測(cè)得的高差值,推算出未知點(diǎn)高程。3方案研究與技術(shù)設(shè)計(jì)3.1測(cè)區(qū)簡(jiǎn)介滁州市位于安徽東部，長(zhǎng)江三角洲西部邊緣，習(xí)慣稱皖東，地處江淮之間丘陵地帶，滁州市地理坐標(biāo)為北緯31°51′—33°13′，東經(jīng)117°09′—119°13′。市境東部與江蘇省南京市、揚(yáng)州市為鄰，與本省合肥市相依。滁州市臨江近海，其地層為皖南旋回形成的揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)典型地層，是標(biāo)準(zhǔn)冒地槽沉積。皖南運(yùn)動(dòng)，使基底固化轉(zhuǎn)變?yōu)榈嘏_(tái)，以后發(fā)育良好的蓋層沉積。滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓位于滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)東南端，竣工于2014年上半年。根據(jù)其所處地理位置的地質(zhì)水文條件和施工狀況，對(duì)其進(jìn)行定期的沉降監(jiān)測(cè)和變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)是非常必要的。本文就以滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓為例，進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)并進(jìn)行變形趨勢(shì)分析，為以后類似條件下的高層建筑的安全施工與管理提供了可靠的依據(jù)。3.2精度設(shè)計(jì)按《建筑物沉降監(jiān)測(cè)規(guī)范》規(guī)定，一般對(duì)建筑物的沉降監(jiān)測(cè)要反應(yīng)出1mm的沉降量，本論文實(shí)驗(yàn)按二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)規(guī)定執(zhí)行，為了滿足精度要求監(jiān)測(cè)過(guò)程中精度要高于±1mm，。在實(shí)施監(jiān)測(cè)時(shí)，某些技術(shù)要求要高于相應(yīng)等級(jí)，如采用二等水準(zhǔn)時(shí)視距長(zhǎng)度限制在30m內(nèi)，而不是50m，而某些指標(biāo)不受相應(yīng)等級(jí)技術(shù)指標(biāo)的限制，如三絲最小讀數(shù)等。本文采用的沉降觀測(cè)方法即為精密水準(zhǔn)測(cè)量，水準(zhǔn)觀測(cè)視線長(zhǎng)度、前后視距差和視線高度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定：表3-1視線長(zhǎng)度、前后視距差和視線高度(m)級(jí)別視線長(zhǎng)度前后視距差前后視距差累積視線髙度特級(jí)<10<0.3<0.5>0.8一級(jí)<30<0.7<1.0>0.5二級(jí)<50<2.0<3.0>0.3三級(jí)<75<5.0<8.0>0.2注：（1）表中的視線高度為下絲讀數(shù)；（2）使用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，視線長(zhǎng)度最短不要小于3m，水平視線髙度最低不應(yīng)低于0.6m。水準(zhǔn)觀測(cè)限差應(yīng)符合表3-2的規(guī)定：表3-2水準(zhǔn)觀測(cè)限差表級(jí)別基輔分劃讀數(shù)之差基輔分劃所測(cè)高差之差往返較差及附合或環(huán)線閉合差單程雙測(cè)站所測(cè)高差較差檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差特級(jí)0.150.2≤0.1√n≤0.07√n≤0.15√n—級(jí)0.30.5≤0.3√n≤0.2√n≤0.45√n二級(jí)0.50.7≤1.0√n≤0.7√n≤1.5√n無(wú)論是在沉降監(jiān)測(cè)開(kāi)始之前，還是沉降監(jiān)測(cè)過(guò)程中，乃至沉降監(jiān)測(cè)結(jié)束之后都要對(duì)使用的儀器進(jìn)行檢測(cè)，這才符合正確使用與管理儀器規(guī)范。若因儀器造成測(cè)量成果異常，要及時(shí)校正儀器之后再進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文采用蘇一光DS05水準(zhǔn)儀，滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量要求，按照精密水準(zhǔn)測(cè)量方法完成沉降監(jiān)測(cè)。沉降觀測(cè)的等級(jí)為二級(jí)，相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差為≤±0.3mm，各項(xiàng)技術(shù)要求如下：（1）視線長(zhǎng)度≤50m（2）前后視距差≤2m（3）前后視距差累計(jì)≤3m（4）基輔分劃讀數(shù)差≤0.5mm（5）基輔分劃所測(cè)高差之差≤0.7mm（6）附合水準(zhǔn)線路閉合差±1.0√nmm(n為測(cè)站數(shù))3.2儀器檢測(cè)儀器的一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)是i角，在施測(cè)前必須對(duì)此項(xiàng)嚴(yán)格檢查。由于施工場(chǎng)地的限制，監(jiān)測(cè)時(shí)達(dá)到嚴(yán)格的視距差限制很難，因此在檢查儀器時(shí)，不但要檢查i角的大小，而且要檢查視距差在精度要求范圍內(nèi)，其高差影響大小，這對(duì)沉降監(jiān)測(cè)尤為重要。此外，監(jiān)測(cè)使用一對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺時(shí)，應(yīng)對(duì)兩根標(biāo)尺的零點(diǎn)差進(jìn)行檢驗(yàn)。本文采用蘇一光DS05水準(zhǔn)儀，在監(jiān)測(cè)前進(jìn)行了i角檢測(cè)，水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)檢驗(yàn)。i角的檢測(cè)方法將水準(zhǔn)儀置平在兩支水準(zhǔn)標(biāo)尺的中間，儀器距離標(biāo)尺約30m或40m，前后大約等距離，讀取標(biāo)尺上讀數(shù)得到兩點(diǎn)的高差值。搬遷儀器至兩支標(biāo)尺的一內(nèi)側(cè)或外側(cè)均可，此時(shí)儀器至標(biāo)尺的距離分別為近距離的標(biāo)尺只是幾米，而遠(yuǎn)距離的標(biāo)尺已是幾十米。同樣，測(cè)量這兩點(diǎn)的高差值，如果兩次測(cè)得的高差相等，說(shuō)明儀器的i角為零，高差不等說(shuō)明儀器存在著i角的誤差。二等水準(zhǔn)測(cè)量的水準(zhǔn)儀儀器的i角不應(yīng)超過(guò)15"。I角的計(jì)算公式：，（3-1）Δ表示兩點(diǎn)間的高差，也就是兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)兩次測(cè)的高差之差。ρ表示一弧度對(duì)應(yīng)的秒值，s表示兩點(diǎn)之間的距離。（3-2）3.2.2水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)檢驗(yàn)如：對(duì)于分格值為10mm的精密銦瓦水準(zhǔn)尺，如果從底面至第一分劃線的中線的距離不是1dm，其差數(shù)就叫零點(diǎn)誤差。兩支水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)誤差之差，叫做一對(duì)水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)不等差。其對(duì)高差的影響可通過(guò)布設(shè)偶數(shù)站來(lái)消除。3.3測(cè)區(qū)工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)過(guò)程中有基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)3類。在這里介紹監(jiān)測(cè)點(diǎn)和工作點(diǎn)的選取。論文中采用假定工作基點(diǎn)高程的方法，成組建立3個(gè)工作基點(diǎn)聯(lián)測(cè)穩(wěn)定后才能實(shí)施沉降監(jiān)測(cè)。在已知高程的基準(zhǔn)點(diǎn)和布設(shè)在監(jiān)測(cè)主體上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間，要適當(dāng)?shù)牟荚O(shè)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)的主要作用是把監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。工作點(diǎn)可以適當(dāng)?shù)倪x擇埋設(shè)在監(jiān)測(cè)主體周圍，通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行定期檢測(cè)。工作點(diǎn)位置與鄰近建筑物的距離不得小于建筑物基礎(chǔ)深度的1.5倍~2.0倍。工作基點(diǎn)也可設(shè)置在穩(wěn)定的永久性建筑物墻體或基礎(chǔ)上（本論文工作基點(diǎn)設(shè)置在穩(wěn)定的消防栓上）。監(jiān)測(cè)點(diǎn)是沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的簡(jiǎn)稱，布設(shè)在被監(jiān)測(cè)建（構(gòu)）筑物上。為了能夠充分反映建筑物的沉降變形情況，盡量將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在建筑物的特征點(diǎn)上；監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)要避開(kāi)障礙物，方便于長(zhǎng)期的觀測(cè)和點(diǎn)位保存；在保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)，不能影響被監(jiān)測(cè)建筑物的美觀和使用，更不能破壞建筑物原本結(jié)構(gòu)；對(duì)重要和薄弱部位應(yīng)該適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)目。如，建筑物四角或沿外墻10m-15m處或2-3根柱基上；裂縫、沉降縫或伸縮縫的兩側(cè)；新舊建筑物或高低建筑物以及縱橫墻的交接處；保證一個(gè)建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)最少要有4個(gè)點(diǎn)。因水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)離宿舍樓較遠(yuǎn)，所以按照規(guī)范的要求在滁州學(xué)院教工3號(hào)樓旁邊布設(shè)三個(gè)工作基點(diǎn)位BM1、BM2、BM3。以便于進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。工作基點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)如圖3-1：圖3-1工程平面位置及基準(zhǔn)點(diǎn)分布圖沉降監(jiān)測(cè)之前，對(duì)工作基點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。將BM1與BM2、BM3聯(lián)測(cè)，構(gòu)成二等水準(zhǔn)閉合環(huán)，檢測(cè)BM1高差與上期進(jìn)行比較，符合限差要求，說(shuō)明BM1的穩(wěn)定性可靠。可以假定高程作為水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。3.4儀器選取與周期設(shè)計(jì)3.4.1儀器選取本文采用二等精密水準(zhǔn)測(cè)量方法對(duì)滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。為了保證此次沉降監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的精度，根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》，滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求的儀器類型有，DS05和DS1.根據(jù)學(xué)校的儀器配備情況，選用蘇一光DS05精密水準(zhǔn)儀來(lái)完成對(duì)各期沉降數(shù)據(jù)的采集。圖3-2蘇一光DS05銦瓦尺圖3-3蘇一光DS05水準(zhǔn)儀3.4.2周期設(shè)計(jì)在實(shí)施監(jiān)測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格按照方案中周期設(shè)計(jì)的觀測(cè)周期和觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行沉降觀測(cè)，結(jié)合具體情況并按以下要求確定：滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別作為原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的第一次測(cè)量，嚴(yán)格按照方案制定的周期進(jìn)行其余階段的測(cè)量。只有這樣，才能及時(shí)準(zhǔn)確的得到教工3號(hào)樓的沉降情況或規(guī)律。上次觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間與下次觀測(cè)時(shí)間的間隔為一個(gè)觀測(cè)周期，教工3號(hào)樓沉降觀測(cè)的觀測(cè)周期35天/次，必須每隔一個(gè)周期測(cè)量一次監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。當(dāng)遇有暴雨、地震等特殊情況后，應(yīng)增加觀測(cè)測(cè)次數(shù)。各周期監(jiān)測(cè)的人員、儀器、路線等盡量不要變更，才能保證符合要求的監(jiān)測(cè)精度。在觀測(cè)過(guò)程中，如果有特殊情況發(fā)生，結(jié)合具體情況，增加觀測(cè)次數(shù)。4沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與處理在水準(zhǔn)控制和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)好之后開(kāi)始數(shù)據(jù)的采集工作。數(shù)據(jù)采集包括工作點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集：在所埋設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定一段時(shí)間后，開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè)。按照設(shè)定方案，每隔35天左右監(jiān)測(cè)一次各沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降情況。如此進(jìn)行6期的外業(yè)觀測(cè)。4.1基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集對(duì)于工作點(diǎn)觀測(cè)時(shí)，以BM1為起始點(diǎn)，順時(shí)針觀測(cè)形成閉合線路BM1-BM2-BM3-BM1。測(cè)量路線如圖4-1所示：圖4-1基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量路線圖其觀測(cè)具體步驟如下：（1）在BM1點(diǎn)與BM2點(diǎn)間設(shè)定若干中間點(diǎn)，在BM1與BM2點(diǎn)之間架設(shè)偶數(shù)站，以減小和消除標(biāo)尺零點(diǎn)差的影響；（2）在BM1和中間點(diǎn)Z1立尺，調(diào)整好水準(zhǔn)儀后，按照“后（基）-前（基）-前（輔）-后（輔）”的觀測(cè)順序觀測(cè)，并記錄數(shù)據(jù)；（3）第一測(cè)站觀測(cè)完后，儀器移至Z1和Z2點(diǎn)大致中間位置的第二測(cè)站，并將第一測(cè)站觀測(cè)時(shí)的后視尺移至Z2點(diǎn)作為本測(cè)站觀測(cè)的前視尺，另一把尺位置不變；（4）在第二測(cè)站置好儀器，按照“前（基）-后（基）-后（輔）-前（輔）”的觀測(cè)順序觀測(cè)，并記錄數(shù)據(jù)；（5）在BM2-BM3測(cè)段、BM3-BM1測(cè)段等測(cè)段觀測(cè)步驟同上。外業(yè)記錄如表4-1所示：表4-1二等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集外業(yè)記錄表測(cè)站編號(hào)后尺前尺方向及編號(hào)水準(zhǔn)尺讀書(shū)基+K-輔后視距前視距基本分劃輔助分劃視距差累積差115479后145.025446.5650.0113661前70.165371.7000.01518.018后-前74.86074.865-0.00500.3H74.8632109.6167.3后106.115407.6650102.3160.7前164.281465.832-0.0017.36.6后-前-58.166-58.1670.0010.70.7H-58.167319681.1后178.716480.285-0.01916044.9前63.605365.170-0.0153636.2后-前115.111115.115-0.004-0.20.5H115.113466167后56.060357.615-0.00546147前157.410458.9550.0052020后-前-101.350-101.340-0.0100.5H-101.3454.2沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集在監(jiān)測(cè)網(wǎng)中以BM1點(diǎn)位起點(diǎn)，BM1-1、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-BM1等測(cè)段觀測(cè)步驟如下：（1）在BM1點(diǎn)與1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)間設(shè)定若干中間點(diǎn)，在BM1與1號(hào)點(diǎn)之間架設(shè)偶數(shù)站，以減小和消除標(biāo)尺零點(diǎn)差的影響；（2）在BM1和中間點(diǎn)Z1立尺，調(diào)整好水準(zhǔn)儀后，按照“后（基）-前（基）-前（輔）-后（輔）”的觀測(cè)順序觀測(cè)，并記錄數(shù)據(jù)；（3）第一測(cè)站觀測(cè)完后，儀器移至Z1和Z2點(diǎn)大致中間位置的第二測(cè)站，并將第一測(cè)站觀測(cè)時(shí)的后視尺移至Z2點(diǎn)作為本測(cè)站觀測(cè)的前視尺，另一把尺位置不變；（4）在第二測(cè)站置好儀器，按照“前（基）-后（基）-后（輔）-前（輔）”的觀測(cè)順序觀測(cè)，并記錄數(shù)據(jù)；（5）在1-2測(cè)段、2-3、3-4、4-5、5-6、6-BM1測(cè)段觀測(cè)步驟同上。沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量路線如圖4-2所示：圖4-2沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)量路線圖4.3工作點(diǎn)數(shù)據(jù)處理按照二等水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)范，定期對(duì)3個(gè)工作基點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，并相互檢驗(yàn)，以確保觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)高程的穩(wěn)定性。對(duì)3個(gè)工作基點(diǎn)BM1，BM2，BM3進(jìn)行了可靠性進(jìn)行分析觀測(cè)，為了驗(yàn)證工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性，進(jìn)行閉合環(huán)BM1-BM2-BM3-BM1觀測(cè)。工作基點(diǎn)是沉降觀測(cè)的基礎(chǔ)，由于沉降監(jiān)測(cè)經(jīng)歷周期較長(zhǎng)，難免會(huì)產(chǎn)出工作基點(diǎn)上升或下降的情況，所以驗(yàn)證工作基點(diǎn)穩(wěn)定性的工作必須嚴(yán)格對(duì)待。實(shí)驗(yàn)中對(duì)工作基點(diǎn)閉合環(huán)BM1-BM2-BM3-BM1觀測(cè)三次，每次假定BM1高程為100m，一共測(cè)量6站，所有測(cè)站高差之和即為閉合差。得到的閉合差分別為-0.051mm、-0.048mm、-0.054mm，限差為0.245mm,閉合差均在限差之內(nèi)，可知工作基點(diǎn)穩(wěn)定，能夠作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。4.4監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理已得到穩(wěn)定的工作基點(diǎn)，可以按照方案對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定期觀測(cè)。按照設(shè)計(jì)方案觀測(cè)6個(gè)周期，得到的閉合差為0.88mm、0.24mm、1.08mm、0.29mm、0.14mm、0.24mm，所得閉合差均小于限差3.74mm滿足要求。通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到沉降量報(bào)表如下：表4-2沉降量報(bào)表點(diǎn)號(hào)日期高程值（m）本次沉降值（mm）累計(jì)沉降值（mm）12014/11/7-31.0020012014/12/12-31.064-0.62-0.6212015/1/16-31.097-0.33-0.9512015/2/20-31.100-0.03-0.9812015/3/25-31.103-0.03-1.0112015/4/29-31.108-0.05-1.06表4-3沉降量報(bào)表點(diǎn)號(hào)日期高程值（m）本次沉降值（mm）累計(jì)沉降值（mm）22014/11/7-33.3600022014/12/12-33.496-1.36-1.3622015/1/16-33.561-0.65-2.0122015/2/20-33.576-0.15-2.1622015/3/25-33.583-0.07-2.2322015/4/29-33.592-0.09-2.32表4-4沉降量報(bào)表點(diǎn)號(hào)日期高程值（m）本次沉降值（mm）累計(jì)沉降值（mm）32014/11/7-25.7190032014/12/12-25.917-1.98-1.9832015/1/16-26.013-0.96-2.9432015/2/20-26.053-0.4-3.3432015/3/25-26.062-0.09-3.4332015/4/29-26.077-0.15-3.58表4-5沉降量報(bào)表點(diǎn)號(hào)日期高程值（m）本次沉降值（mm）累計(jì)沉降值（mm）42014/11/7-53.4860042014/12/12-53.728-2.42-2.4242015/1/16-53.857-1.29-3.7142015/2/20-53.921-0.64-4.3542015/3/25-53.932-0.11-4.4642015/4/2953.953-0.21-4.67表4-6沉降量報(bào)表點(diǎn)號(hào)日期高程值（m）本次沉降值（mm）累計(jì)沉降值（mm）52014/11/7-32.3390052014/12/12-32.650-3.11-3.1152015/1/16-32.810-1.6-4.7152015/2/20-32.904-0.94-5.6552015/3/25-32.911-0.07-5.7252015/4/29-32.944-0.33-6.05表4-7沉降量報(bào)表點(diǎn)號(hào)日期高程值（m）本次沉降值（mm）累計(jì)沉降值（mm）62014/11/7-29.7630062014/12/12-30.151-3.88-3.8862015/1/16-30.343-1.92-5.862015/2/20-30.456-1.13-6.9362015/3/25-30.457-0.01-6.9462015/4/29-30.504-0.47-7.415沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析5.1沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)過(guò)程曲線圖繪制為了更加突出的表示6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降位移趨勢(shì)，依據(jù)前面所監(jiān)測(cè)和計(jì)算的結(jié)果，繪制點(diǎn)位沉降過(guò)程曲線。通過(guò)變形曲線可以直觀地了解沉降過(guò)程和沉降情況，也可以對(duì)沉降發(fā)展趨勢(shì)有個(gè)直觀的判斷。沉降過(guò)程曲線以時(shí)間為水平軸，以沉降量為縱軸。圖5-11號(hào)點(diǎn)沉降曲線圖圖5-22號(hào)點(diǎn)沉降曲線圖圖5-33號(hào)點(diǎn)沉降曲線圖圖5-44號(hào)點(diǎn)沉降曲線圖圖5-55號(hào)點(diǎn)沉降曲線圖圖5-66號(hào)點(diǎn)沉降曲線圖為了對(duì)比沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量及沉降速率，將6個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降過(guò)程曲線繪制在同一圖中。圖5-7沉降曲線匯總圖可以看出6個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)都發(fā)生了一定的下沉，其中1號(hào)點(diǎn)沉降1.06mm，2號(hào)點(diǎn)沉降2.32mm，3號(hào)點(diǎn)沉降3.58mm，4號(hào)點(diǎn)沉降4.67mm，5號(hào)點(diǎn)沉降6.05mm，6號(hào)點(diǎn)沉降7.41mm。在這整個(gè)觀測(cè)時(shí)段內(nèi)，1號(hào)點(diǎn)沉降量最小，6號(hào)點(diǎn)沉降量最大為7.41mm。從6個(gè)觀測(cè)點(diǎn)可以看出教工3號(hào)樓發(fā)生了沉降，但數(shù)據(jù)沉降量均在限制范圍內(nèi)。綜合分析沉降時(shí)程曲線的特征各方面可知:滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工3號(hào)樓的沉降規(guī)律大致是活躍沉降一緩慢沉降一趨于穩(wěn)定的一個(gè)發(fā)展過(guò)程。其沉降變化量關(guān)于時(shí)間的基本變化如圖5-8所示：圖5-8沉降過(guò)程曲線表其中S表示沉降量，t為時(shí)間。以上經(jīng)過(guò)處理得到的最終沉降過(guò)程曲線，是一條很合理的沉降曲線。因此，可以提出各種函數(shù)模型對(duì)它進(jìn)行擬合，通過(guò)分析，可得到一個(gè)與之相應(yīng)條件下建筑沉降相吻合的模型，便于進(jìn)行沉降預(yù)測(cè)。根據(jù)點(diǎn)位沉降曲線圖，本文采用一元線性函數(shù)模型模擬沉降趨勢(shì)。以5號(hào)沉降點(diǎn)為例：圖5-95號(hào)沉降點(diǎn)沉降曲線模擬圖根據(jù)圖5-5擬合出函數(shù)模型為：（5-1）利用公式5-1對(duì)總的觀測(cè)時(shí)間175天內(nèi)累積沉降量預(yù)測(cè)分析得到5號(hào)點(diǎn)的累積沉降量為6.54mm，而實(shí)際測(cè)量的5號(hào)點(diǎn)累計(jì)沉降量為6.05mm，實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值吻合度較高。因此預(yù)測(cè)5號(hào)點(diǎn)一年后的累計(jì)沉降量為15.28mm。5.2沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析根據(jù)圖5-7沉降點(diǎn)位沉降曲線能夠模擬沉降變化趨勢(shì)，從趨勢(shì)看沉降趨勢(shì)已趨于穩(wěn)定，從沉降量報(bào)表中更能定量的看出在開(kāi)始兩個(gè)月內(nèi)沉降量最大，本次沉降量最大為6號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，沉降量為7.41mm，日均變化量為0.013mm/d，最小沉降量為1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，沉降量為1.06mm，日均變化量為0.001mm/d。各點(diǎn)沉降量不同，從現(xiàn)場(chǎng)分析可能因?yàn)槟嗤恋鼗炙砂l(fā)生的不同沉降。在140后所有沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)日均沉降速率位于0.01~0.04mm/d，可認(rèn)為沉降已進(jìn)入穩(wěn)定期。6.結(jié)論與展望6.1論文總結(jié)本文主要研究沉降監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)容，以滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工樓樓3號(hào)樓為例，包括對(duì)宿舍樓沉降方案的制定，監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)，數(shù)據(jù)的采集及處理以及沉降量的計(jì)算和預(yù)測(cè)，得出結(jié)論如下：（1）后期各點(diǎn)位日均變化量趨于穩(wěn)定，平均沉降速度位于0.01~0.04mm/d，可認(rèn)為沉降已進(jìn)入穩(wěn)定期；（2）預(yù)計(jì)教工3號(hào)樓在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)一定程度的沉降，不過(guò)可以根據(jù)沉降變化趨勢(shì)和日均變化量可認(rèn)為沉降已進(jìn)入穩(wěn)定期。（3）經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理和分析，滁州學(xué)院會(huì)峰校區(qū)教工樓3號(hào)樓在監(jiān)測(cè)期間確實(shí)存在沉降現(xiàn)象。其中最大沉降量為0.741cm，最小沉降量為0.106cm，相鄰兩點(diǎn)差異沉降量最大為0.014cm，小于0.4cm，整體傾斜度最大值小于0.3cm，滿足JGJ8-2007《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中對(duì)地基變形允許值的規(guī)定。若沒(méi)有外界強(qiáng)烈因素干擾下，根據(jù)沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果，教工樓3號(hào)樓正處在緩慢均勻的小沉降中，屬于正?，F(xiàn)象，對(duì)宿舍樓主體不構(gòu)成威脅，穩(wěn)定性良好。（4）由于下沉未完全停止，想要掌握其更為準(zhǔn)確的沉降規(guī)律可繼續(xù)對(duì)其監(jiān)測(cè)，但應(yīng)該延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)周期，可設(shè)定為2~3個(gè)月一次。此次沉降監(jiān)測(cè)的實(shí)踐表明，教工樓3號(hào)樓沉降監(jiān)測(cè)的方案設(shè)計(jì)可行，監(jiān)測(cè)方法正確。6.2研究展望在地面沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)方法方面，最傳統(tǒng)也最常用的是水準(zhǔn)測(cè)量方法，InSAR方法的研究逐漸進(jìn)步，GPS方法也發(fā)展越來(lái)越成熟，日趨成熟，。如何將上述三種方法合理的融合在一起對(duì)地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得比單純用一種監(jiān)測(cè)方法更準(zhǔn)確的沉降信息，更能真實(shí)地反映地面沉降的發(fā)展過(guò)程，是共同研究與努力的方向。參考文獻(xiàn)鄭銑鑫,武強(qiáng),侯艷聲.關(guān)于城市地面沉降