全站儀在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

xx工程學(xué)院畢業(yè)論文系（院）專業(yè)畢業(yè)論文題目全站儀在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師完成日期年月日全站儀在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用Applicationoftotalstationindeformationmonitoring總計(jì)畢業(yè)論文18頁(yè)表格2個(gè)插圖3幅摘要本文將全站儀中間法三角高程測(cè)量應(yīng)用到工程變形監(jiān)測(cè)中，可使設(shè)站靈活、精度高、速度快，能較好的克服地形對(duì)傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量沉降觀測(cè)的限制．理論和實(shí)踐表明，該方法在距離較短時(shí)，能代替三等水準(zhǔn)測(cè)量，可滿足工程沉降監(jiān)測(cè)的精度要求。關(guān)鍵詞：全站儀；變形監(jiān)測(cè)；誤差分析；基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)；應(yīng)用AbstractInthispaper,theintermediatemethodtrigonometriclevelingappliedtoengineeringdeformationmonitoring,thestationisflexible,highprecision,fastspeed,canovercometheterrainoftraditionallevelingsettlementobservation.Thetheoryandpracticeshowthat,themethodinashortdistance,canreplacethreeleveling,canmeettheengineeringsubsidencemonitoringaccuracyrequirements.Keywords：totalstationinstrument；deformationmonitoring；erroranalysis；application目錄HYPERLINK\l"_Toc357428768"摘要ⅠHYPERLINK\l"_Toc357428769"AbstractⅡHYPERLINK\l"_Toc357428770"第一章緒論1HYPERLINK\l"_Toc357428771"第二章全站儀的介紹2HYPERLINK\l"_Toc357428772"2.1全站儀簡(jiǎn)介2HYPERLINK\l"_Toc357428773"2.2全站儀測(cè)量原理2HYPERLINK\l"_Toc357428774"2.3全站儀的特點(diǎn)3HYPERLINK\l"_Toc357428775"2.4全站儀的應(yīng)用4HYPERLINK\l"_Toc357428776"2.4.1水平角測(cè)量4HYPERLINK\l"_Toc357428777"2.4.2距離測(cè)量4HYPERLINK\l"_Toc357428778"2.4.3坐標(biāo)測(cè)量4HYPERLINK\l"_Toc357428779"第三章變形監(jiān)測(cè)的理論與數(shù)據(jù)處理6HYPERLINK\l"_Toc357428780"3.1變形監(jiān)測(cè)的定義6HYPERLINK\l"_Toc357428781"3.1.1變形監(jiān)測(cè)的目的6HYPERLINK\l"_Toc357428782"3.1.2變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)6HYPERLINK\l"_Toc357428783"3.2變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容7HYPERLINK\l"_Toc357428784"3.3變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理7HYPERLINK\l"_Toc357428785"變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)7HYPERLINK\l"_Toc357428786"異常數(shù)據(jù)的分類8HYPERLINK\l"_Toc357428787"變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)粗差的定位與剔除9HYPERLINK\l"_Toc357428788"第四章全站儀在變形監(jiān)測(cè)中的實(shí)例應(yīng)用10HYPERLINK\l"_Toc357428789"4.1工程概況10HYPERLINK\l"_Toc357428790"4.2作業(yè)依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)10HYPERLINK\l"_Toc357428791"4.3測(cè)量?jī)x器選用10HYPERLINK\l"_Toc357428792"4.4控制網(wǎng)設(shè)計(jì)11HYPERLINK\l"_Toc357428793"4.4.1觀測(cè)點(diǎn)設(shè)定要求12HYPERLINK\l"_Toc357428794"4.5基坑水平和豎向位移觀測(cè)12HYPERLINK\l"_Toc357428795"、坡（樁）頂水平和豎向位移點(diǎn)的布置12HYPERLINK\l"_Toc357428796"4.5.2監(jiān)測(cè)頻率12HYPERLINK\l"_Toc357428797"4.6周圍建筑物變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)13HYPERLINK\l"_Toc357428798"4.7周邊道路沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)13HYPERLINK\l"_Toc357428799"4.8增加觀測(cè)頻率條件13HYPERLINK\l"_Toc357428800"4.9綜合監(jiān)測(cè)方法13HYPERLINK\l"_Toc357428801"4.10觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄與分析14HYPERLINK\l"_Toc357428802"結(jié)束語(yǔ)16HYPERLINK\l"_Toc357428803"參考文獻(xiàn)17HYPERLINK\l"_Toc357428804"致敬18第一章緒論全站儀與傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器相比，具有操作方便、功能強(qiáng)、精度高、速度快等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不在局限于各類傳統(tǒng)工程測(cè)量中，而且在大型工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備與構(gòu)件安裝和調(diào)試、工程結(jié)構(gòu)物的變形監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用．幾何水準(zhǔn)測(cè)量在地形條件不利的情況下難以實(shí)施，即使勉強(qiáng)使用，也因測(cè)站較多，精度難以保證；典型的全站儀三角高程測(cè)量由于受豎直角觀測(cè)誤差、大氣折光誤差以及儀器高和棱鏡高的量取誤差，其精度也難有顯著提高．在全站儀中間法三角高程測(cè)量的作業(yè)方式施測(cè)中，即在兩置鏡點(diǎn)中間適當(dāng)位置無(wú)對(duì)中任意安置全站儀按水準(zhǔn)測(cè)量方式作業(yè)，測(cè)定兩置鏡點(diǎn)高差，然后同水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)方式一樣，棱鏡與全站儀交替前進(jìn)，完成各置鏡點(diǎn)測(cè)量；此方法靈活方便，不量?jī)x器高和棱鏡高，即能克服地形環(huán)境因素對(duì)高程傳遞的影響，又能保證足夠的精度．隨差高層建筑高度不斷升高,要求地下建筑基礎(chǔ)埋深也越來越深,深基坑支護(hù)技術(shù)在全國(guó)不同地區(qū)、不同的地質(zhì)條件下取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn)?；颖O(jiān)測(cè)是深基坑變形觀測(cè)的主要手段，主要進(jìn)行基坑的位移、沉降，錨索應(yīng)力等的觀測(cè)為基坑質(zhì)量、安全及時(shí)提供了有效的參考數(shù)據(jù)，更有利于保證基坑質(zhì)量和安全。第二章全站儀的介紹2.1全站儀簡(jiǎn)介全站儀即全站型電子速測(cè)儀。是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測(cè)站上全部測(cè)量工作，所以稱之為全站儀。廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測(cè)量或變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。全站儀是人們?cè)诮嵌葴y(cè)量自動(dòng)化的過程中應(yīng)用而生的，各類電子經(jīng)緯儀在各種測(cè)繪作業(yè)中起著巨大的作用。2.2全站儀測(cè)量原理要測(cè)量A、B2點(diǎn)間高差，按照水準(zhǔn)測(cè)量的作業(yè)方式如圖2，在距A、B約等距的地方選定1號(hào)點(diǎn)為全站儀設(shè)站位置,圖2全站儀高差測(cè)量A、B點(diǎn)安置帶支架的棱鏡，固定棱鏡高度，全站儀可根據(jù)測(cè)量的后前視平距D。，D：和豎直角a。，a直接計(jì)算得出全站儀中心到棱鏡中心的高差A(yù)h。A，Ah。。，則A、B高差為[5]式中h為下標(biāo)所對(duì)應(yīng)2點(diǎn)之間的高差，△h1A為測(cè)站點(diǎn)1至A點(diǎn)的初測(cè)高差，△h1B為測(cè)站點(diǎn)1至B點(diǎn)的初測(cè)高差，i為儀器高，VA、VB為A、B點(diǎn)的棱鏡高，R為地球曲率半徑，K為大氣折光系數(shù)．顯然，2點(diǎn)的高差中已經(jīng)把儀器高抵消，當(dāng)VA=VB(即采用單一棱鏡桿或兩棱鏡桿高度相同)并按水準(zhǔn)測(cè)量前后視距相等即D1=D2：要求觀測(cè)時(shí)hAB=△h1B―△h1A．(3)2.3全站儀的特點(diǎn)（一）自動(dòng)讀數(shù)只需要照準(zhǔn)棱鏡,便可進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)和測(cè)量。（二）輕便的徠卡單棱鏡棱鏡小巧,攜帶和使用十分方便。（三）作業(yè)效率高自動(dòng)讀數(shù)提高了測(cè)量速度和工作效率。（四）自動(dòng)校正功能軸系誤差校正時(shí),只需按說明書操作,照準(zhǔn)盤左盤右記錄下測(cè)量結(jié)果即可自動(dòng)校正完畢。（五）可與微機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,對(duì)成果的輸出有一定的簡(jiǎn)便之用。（六）激光對(duì)中器正常使用下無(wú)需校正,準(zhǔn)確、清晰。（七）無(wú)限位垂直和水平微動(dòng)螺旋可自由調(diào)整目標(biāo),使用方便。（八）人機(jī)對(duì)話功能通俗x懂、簡(jiǎn)單實(shí)用。（九）大顯示屏清晰的大屏幕顯示器,使信息的顯示和閱讀以及菜單的作用都十分便利。（十）操作簡(jiǎn)單一目了然的軟按鈕,較少的操作鍵,結(jié)合自動(dòng)讀數(shù)功能大大地簡(jiǎn)化了測(cè)量過程。HYPERLINK\l"_Toc101149280"2.4全站儀的應(yīng)用全站儀具有角度測(cè)量、距離(斜距、平距、高差)測(cè)量、三維坐標(biāo)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)定點(diǎn)測(cè)量和放樣測(cè)量等多種用途。內(nèi)置專用軟件后，功能還可進(jìn)一步拓展。水平角測(cè)量（1）按角度測(cè)量鍵，使全站儀處于角度測(cè)量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A。（2）設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00〃。（3）照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。距離測(cè)量（1）設(shè)置棱鏡常數(shù)測(cè)距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會(huì)自動(dòng)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。（2）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值光在大氣中的傳播速度會(huì)隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為0ppm。實(shí)測(cè)時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行改正。（3）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。（4）距離測(cè)量照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)距鍵，距離測(cè)量開始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。全站儀的測(cè)距模式有精測(cè)模式、跟蹤模式、粗測(cè)模式三種。精測(cè)模式是最常用的測(cè)距模式，測(cè)量時(shí)間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動(dòng)目標(biāo)或放樣時(shí)連續(xù)測(cè)距，最小顯示一般為1cm，每次測(cè)距時(shí)間約0.3S；粗測(cè)模式，測(cè)量時(shí)間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測(cè)量或坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，可按測(cè)距模式（MODE）鍵選擇不同的測(cè)距模式。應(yīng)注意，有些型號(hào)的全站儀在距離測(cè)量時(shí)不能設(shè)定儀器高和棱鏡高，顯示高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。坐標(biāo)測(cè)量（1）設(shè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。（2）設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。（3）設(shè)置棱鏡常數(shù)。（4）設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。（5）量?jī)x器高、棱鏡高并輸入全站儀。（6）照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測(cè)量鍵，全站儀開始測(cè)距并計(jì)算顯示測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。第三章變形監(jiān)測(cè)的理論與數(shù)據(jù)處理3.1變形監(jiān)測(cè)的定義變形監(jiān)測(cè)是指對(duì)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及內(nèi)部形態(tài)隨時(shí)間的變化特征。就是利用專用的儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)、對(duì)變形體變形性態(tài)進(jìn)行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)等的各項(xiàng)工作。其任務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小、及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。在精密工程測(cè)量中，最具代表性的變形體有大壩、橋梁、高層建筑物、邊坡、隧道和地鐵等。變形監(jiān)測(cè)的目的變形監(jiān)測(cè)的目的，在于獲得被研究對(duì)象在變形過程中有關(guān)變形大小的一切資料，分析研究這些資料可以監(jiān)視地表變形和工程建(構(gòu))筑物的運(yùn)營(yíng)狀況。根據(jù)變形監(jiān)測(cè)資料，還可檢驗(yàn)設(shè)計(jì)理論是否正確，提供設(shè)計(jì)并修改所需的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),如巖體地下工程監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)信息化施工的重要手段。促使變形監(jiān)測(cè)的理論、方法和儀器手段得了快速發(fā)展。變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)與一般的測(cè)量工作相比，變形觀測(cè)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）觀測(cè)的精度要求高由于變形觀測(cè)的結(jié)果直接關(guān)系到建筑物的安全，影響對(duì)變形原因的分析和變形規(guī)律的正確分析，和其他測(cè)量工作相比較，變形觀測(cè)必須具有很高的精度。典型的變形觀測(cè)精度要求是1mm或者相對(duì)精度1×10-6。因此，根據(jù)變形觀測(cè)的目的不同，確定合理的觀測(cè)精度和觀測(cè)方法，優(yōu)化觀測(cè)方案，選擇測(cè)量?jī)x器是實(shí)施變形觀測(cè)的前提。（2）需要重復(fù)觀測(cè)建筑物由于各種原因產(chǎn)生的變形都有時(shí)間效應(yīng)，計(jì)算其變形最簡(jiǎn)單，最基本的方法是計(jì)算建筑物上同一點(diǎn)在不同時(shí)間的坐標(biāo)差和高程差。這就要求變形觀測(cè)必須依一定的時(shí)間周期重復(fù)觀測(cè)，時(shí)間跨度較大。重復(fù)觀測(cè)的周期取決于變形觀測(cè)的目的，預(yù)計(jì)的變形量的大小和速度。（3）要求采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法建筑物的變形一般都比較小，有時(shí)甚至與觀測(cè)精度處在同一個(gè)數(shù)量級(jí)；同時(shí)，大量重復(fù)觀測(cè)使原始數(shù)據(jù)增多。要求從不同時(shí)期的大量數(shù)據(jù)中，精確確定變形信息，必須采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法。3.2變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容變形測(cè)量的內(nèi)容主要有:沉降測(cè)量、位移測(cè)量、應(yīng)變測(cè)量、傾斜測(cè)量、裂縫測(cè)量和撓度測(cè)量等。從歷次測(cè)量結(jié)果的比較中了解變形隨時(shí)間發(fā)展的情況。變形監(jiān)測(cè)的周期常隨單位時(shí)間內(nèi)變形量的大小而定。當(dāng)變形量較大時(shí)，測(cè)量周期宜短;而當(dāng)變形量減小，工程建(構(gòu))筑物趨向穩(wěn)定時(shí)，測(cè)量周期則可相應(yīng)放長(zhǎng)。3.3變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是一組有序的離散型隨機(jī)數(shù)據(jù)，是一串隨時(shí)間變化而又相互關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)序列，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為安全監(jiān)控分析的基礎(chǔ)，它的質(zhì)量與可靠性至關(guān)重要，直接影響安全監(jiān)控分析的結(jié)果。如不能有效去除數(shù)據(jù)中的噪聲與粗差，可能會(huì)使預(yù)報(bào)失真，造成災(zāi)難性的后果。而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的目的就是要恰當(dāng)?shù)靥幚碜冃伪O(jiān)測(cè)所得到的數(shù)據(jù)，最大限度地減少測(cè)量誤差的影響以便給出一個(gè)盡可能精確的結(jié)果，通過分析，尋找出監(jiān)測(cè)體變形的時(shí)空分布情況及其發(fā)展規(guī)律，掌握變形量與各種內(nèi)外因素的關(guān)系，確定出監(jiān)測(cè)體變形是否屬于正常變形范圍以內(nèi)，防止變形向影響建筑物安全的方向發(fā)展.所以說監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能否發(fā)揮作用的保障，沒有有效的數(shù)據(jù)處理方法與手段，就難以充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的作用，也就不能為管理人員提供準(zhǔn)確、可靠的分析預(yù)報(bào)結(jié)果?？梢姡冃伪O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的合理及準(zhǔn)確處理極為重要。變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是所有監(jiān)控工作的基礎(chǔ)。以前，由于獲取數(shù)據(jù)手段和技術(shù)落后，使得數(shù)據(jù)的獲取工作非常困難，即使獲取少量的數(shù)據(jù)也需要大量的人力、物力及時(shí)間。但隨著現(xiàn)代測(cè)繪儀器及測(cè)繪方法的發(fā)展，數(shù)據(jù)獲取的手段和方法也更加多樣化、自動(dòng)化。與傳統(tǒng)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較，現(xiàn)代監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)數(shù)據(jù)獲取自動(dòng)化:隨著測(cè)繪儀器的發(fā)展，全站儀、GPS等現(xiàn)代化測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用，使得測(cè)量數(shù)據(jù)的獲取更加簡(jiǎn)單、便捷，基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的半自動(dòng)化、自動(dòng)化采集。(2)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)化:現(xiàn)代一些測(cè)繪儀器可以實(shí)時(shí)獲取大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的處理，就可以較真實(shí)地反映建筑物在某一時(shí)刻的真實(shí)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，對(duì)事故的預(yù)報(bào)效率明顯提高。(3)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)海量化:由于安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取的自動(dòng)化水平逐步提高，一般的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量都比較龐大，靠傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理手段已經(jīng)很難完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理工作。由于現(xiàn)代監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、海量化的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)與方法不能完全滿足數(shù)據(jù)處理的要求，因此必須研究適合于現(xiàn)代監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)特點(diǎn)的處理方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析與處理，為建筑物的安全運(yùn)營(yíng)提供可靠的保障困。異常數(shù)據(jù)的分類在精密監(jiān)測(cè)工作中，一些學(xué)者通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的研究和分析發(fā)現(xiàn)，由于對(duì)監(jiān)測(cè)條件要求更高，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生5%-10%的異常數(shù)據(jù)，這種現(xiàn)象是正常且不可避免的。在安全監(jiān)控中，觀測(cè)值的異常包含兩個(gè)方面:第一種是指在觀測(cè)中，由于觀測(cè)者的不仔細(xì)，或者環(huán)境條件突變、儀器不穩(wěn)定等因素，使觀測(cè)誤差不符合某種統(tǒng)計(jì)分布的規(guī)律，這類異常數(shù)據(jù)稱為粗差?？傮w上而言，盡管粗差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相對(duì)較小，但是由于量值較大，所以它的不良作用是十分顯著的。以含有粗差的監(jiān)測(cè)值來進(jìn)行安全預(yù)報(bào)，必將對(duì)預(yù)報(bào)的結(jié)果產(chǎn)生一定程度的歪曲和失真。因此，對(duì)于監(jiān)測(cè)成果的粗差處理是十分重要的。第二種異常是指由于被觀測(cè)體本身的顯著變化，使觀測(cè)結(jié)果不符合被觀測(cè)體正常的變化規(guī)律，使觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)生異常，這類異常數(shù)據(jù)稱為異常值。異常值不是測(cè)量原因產(chǎn)生的，它對(duì)安全測(cè)控工作極為重要，通過對(duì)異常值的準(zhǔn)確判斷和分析，可獲得監(jiān)測(cè)體的不安全信號(hào)并引起監(jiān)控人員的注意，采取預(yù)防措施，因此這類異常值特別重要應(yīng)予保留。粗差和異常值同為異常數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)外觀上來看，兩者均表現(xiàn)為在數(shù)值上與正常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相比有較大的差異。很多處理粗差或異常值的方法并沒有明顯的區(qū)分界限，可以通用，這就產(chǎn)生了不能區(qū)分粗差和異常值的問題。若主觀地將異常值判定為粗差而剔除，這樣雖然可得到一組分散性較小的數(shù)據(jù)，但這是虛假的，與實(shí)際情況并不一致的數(shù)據(jù)，也就失去了安全監(jiān)測(cè)的作用和意義。只有從粗差和異常值的本質(zhì)區(qū)別入手，才能找到區(qū)別粗差和異常值的有效方法。粗差和異常值最本質(zhì)的區(qū)別是:粗差在數(shù)值上具有偶然性和孤立性的特點(diǎn)，在相鄰監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中通常是以單個(gè)不連續(xù)的形式出現(xiàn)，含有粗差的數(shù)據(jù)序列在數(shù)理統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)為污染正態(tài)分布。而異常值則具有多個(gè)數(shù)值上接近的測(cè)值連續(xù)出現(xiàn)的特點(diǎn)，在均值位置擺幅增大，并且形成一定的趨勢(shì)性。這種趨勢(shì)性在多次監(jiān)測(cè)中，表現(xiàn)為同一測(cè)點(diǎn)從時(shí)間的關(guān)聯(lián)性來分析其在變化趨勢(shì)是否具有一致性，即分析任一測(cè)點(diǎn)本次原始實(shí)測(cè)值與前一次(或前幾次)原始實(shí)測(cè)值的變化關(guān)系。而在一次監(jiān)測(cè)中，這種趨勢(shì)性實(shí)際就是從空間的關(guān)聯(lián)性出發(fā)來檢查一些有內(nèi)在物理聯(lián)系的效應(yīng)量之間的相關(guān)性，即將某點(diǎn)本測(cè)次某一效應(yīng)量的原始實(shí)測(cè)值與鄰近部位(條件基本一致)各測(cè)點(diǎn)的本測(cè)次同類效應(yīng)量或有關(guān)效應(yīng)量的相應(yīng)原始實(shí)測(cè)值進(jìn)行較，視其是否符合它們之間應(yīng)有的力學(xué)關(guān)系。變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)粗差的定位與剔除在測(cè)量過程中，由于外界環(huán)境、人為因素等多方面的影響，會(huì)使得測(cè)量結(jié)果中都不可避免地含有誤差。按照誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生原因可將其分為偶然誤差、系統(tǒng)誤差和粗差三大類。偶然誤差是由一些偶然的、不確定的因素引起的，因此偶然誤差在測(cè)量工作中是不可避免的，在數(shù)據(jù)處理中，能有效地消除其影響。系統(tǒng)誤差是由于測(cè)量?jī)x器自身的原因、氣象條件和測(cè)量基準(zhǔn)的變化等原因造成的。系統(tǒng)誤差具有累積作用，會(huì)對(duì)之后的測(cè)量值也造成影響，但系統(tǒng)誤差一般來說都有一定的規(guī)律性，通過一定的觀測(cè)程序或改正的辦法可以得到消除或減弱。而在測(cè)量工作中，由于一些原因，如儀器、觀測(cè)人員的不注意，或環(huán)境條件的突變等，會(huì)使觀測(cè)數(shù)據(jù)存在粗差。這種誤差的分布，將不服從通常觀測(cè)誤差的分布,粗差是一種大量級(jí)的觀測(cè)誤差，它是測(cè)量上的錯(cuò)誤，毫無(wú)規(guī)律性可言，造成監(jiān)測(cè)結(jié)果的歪曲、參數(shù)估計(jì)的不準(zhǔn)確及所建預(yù)報(bào)模型的失真，從而對(duì)后續(xù)的變形分析和解釋帶來困難，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因此在數(shù)據(jù)預(yù)處理階段我們必須對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，找出粗差并剔除。粗差能嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，并干擾對(duì)建筑物的監(jiān)控和安全評(píng)價(jià)，因此，有效地識(shí)別并剔除粗差，是數(shù)據(jù)分析處理的基礎(chǔ)，對(duì)建筑物的安全監(jiān)控具有重要的意義因此，可以利用這種相關(guān)性，來相互檢核各塔段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。第四章全站儀在變形監(jiān)測(cè)中的實(shí)例應(yīng)用4.1工程概況xx海亮尊園項(xiàng)目位于xx市青山湖北大道西側(cè)，地塊被15米寬規(guī)劃道路分為南北兩個(gè)地塊，基坑也分為南北兩個(gè)。地塊形狀不規(guī)則，北側(cè)各南側(cè)臨江紡宿舍區(qū)，西側(cè)臨江紡廠區(qū)。5～13#樓位于北側(cè)地塊。5～13#樓基坑地下室東西長(zhǎng)約為210～240m，南北寬約為90～100m，面積約2萬(wàn)m2，基坑挖深度約為5～7m?；颖O(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：坡（樁）頂水平和豎向位移監(jiān)測(cè)、周圍建筑物變形監(jiān)測(cè)和地面沉降監(jiān)測(cè)等。由于本工程南、北、西三側(cè)為江紡宿舍區(qū)和廠區(qū)，東側(cè)為青山湖大道。施工區(qū)域狹窄，整個(gè)施工區(qū)除了中間一條15m寬的規(guī)劃路預(yù)留位置外，基本為基坑開挖區(qū)域，且工程處于施工狀態(tài)，場(chǎng)地內(nèi)施工機(jī)械、車輛較多，場(chǎng)地到處一片泥濘。給監(jiān)測(cè)工程帶來很大困難。4.2作業(yè)依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《測(cè)量合同書》《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8-2007；《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-93）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99依據(jù)規(guī)范和基坑設(shè)計(jì)的相關(guān)要求；為確保建筑物地下基坑施工及周邊環(huán)境的安全性和可靠性，使在基坑開挖和施工期間的變形得到有效控制，保證其不對(duì)基坑自身及周邊環(huán)境造成破壞性的影響，用科學(xué)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)基坑信息化施工，保證施工安全。4.3測(cè)量?jī)x器器選用測(cè)量?jī)x器選用萊卡卡全站儀，其其技術(shù)參數(shù)為為：測(cè)角精度：2″放大倍率：30倍倍測(cè)距精度：2mmm+2ppm補(bǔ)償范圍：±3′′水準(zhǔn)器靈敏度：330″/2mm儀器的校正與檢測(cè)測(cè)，應(yīng)符合沉沉降觀測(cè)的要要求。4.4控制網(wǎng)設(shè)設(shè)計(jì)（一）水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)的設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)是變形觀觀測(cè)的基本控控制點(diǎn)，其設(shè)設(shè)定在變形區(qū)區(qū)域外或深埋埋于穩(wěn)定土層層中。一般情情況下，一組組為3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。根根據(jù)對(duì)海亮基基坑實(shí)際情況況的勘查，在在基坑周圍設(shè)定定2個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)點(diǎn)，將其設(shè)定定在基坑變形影響響范圍以外。在在水準(zhǔn)線路觀觀測(cè)時(shí)，按照照二等水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量要求進(jìn)行行，其觀測(cè)將將和兩個(gè)原工程建建設(shè)設(shè)定的穩(wěn)穩(wěn)定水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)聯(lián)測(cè)。經(jīng)過各各方面的勘察察和判定，可可知原水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)為穩(wěn)定點(diǎn)，因因此，聯(lián)測(cè)時(shí)時(shí)設(shè)定此點(diǎn)原原高程為餐廳廳觀測(cè)水準(zhǔn)網(wǎng)網(wǎng)已知高程點(diǎn)點(diǎn)（絕對(duì)高程程點(diǎn)），由此此點(diǎn)引測(cè)其他他水準(zhǔn)點(diǎn)高程程。設(shè)定2個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)點(diǎn)分別為G001、G02，原水準(zhǔn)點(diǎn)為為G03、G04。（二）水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)的埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)的形式按照照《工程測(cè)量量規(guī)范》來設(shè)設(shè)計(jì)（見圖3）。其埋設(shè)設(shè)與三、四等等水準(zhǔn)點(diǎn)相同同。圖3水準(zhǔn)基點(diǎn)圖圖3水準(zhǔn)基點(diǎn)圖4.4.1觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)定要求觀測(cè)點(diǎn)是布設(shè)在能能夠反映建筑筑物變形特征征和變形明顯顯的部位上，是是每一次觀測(cè)測(cè)的標(biāo)志。其其設(shè)定位置應(yīng)應(yīng)穩(wěn)固、明顯顯、結(jié)構(gòu)合理理，不影響建建筑物的美觀觀和使用，并并應(yīng)避開障礙礙物，便于觀觀測(cè)和長(zhǎng)期保保存。一般應(yīng)應(yīng)布設(shè)在建筑筑物四角或裂裂縫或沉降縫縫或伸縮縫的的兩側(cè)，新舊舊建筑物或高高低建筑物以以及縱橫墻的的交界處。本工程沉降觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)符符合以下規(guī)定定：（1）能夠反映建筑物、建建筑物變形特特征和變形明明顯的部位。（2）標(biāo)志應(yīng)穩(wěn)固、明明顯、結(jié)構(gòu)合合理，不影響響建筑物的美美觀和使用。（3）點(diǎn)位應(yīng)避開障礙物，便于觀測(cè)和長(zhǎng)期保存。（4）建筑物四角或沿外外墻每10~15mm處或每隔2~3根柱基上。（5）裂縫或沉降或伸伸縮縫的兩側(cè)側(cè)，新舊建筑筑物或高低建建筑物以及縱縱橫墻的交界界處。（6）人工地基和天然然地基的接壤壤處，建筑物物不同結(jié)構(gòu)的的分界處。（7）建筑物的基礎(chǔ)軸軸線的對(duì)稱部部位，每一構(gòu)構(gòu)物不得少于于4個(gè)點(diǎn)。4.5基坑水平和和豎向位移觀觀測(cè)4.5.1、坡（樁樁）頂水平和和豎向位移點(diǎn)點(diǎn)的布置通過對(duì)坡（樁）頂頂部的位移觀觀測(cè)，對(duì)基坑坑變形情況進(jìn)進(jìn)行監(jiān)控，及及時(shí)采取防范范措施，防止止水泥土墻體體及型鋼攪拌拌樁支護(hù)體系系變形過大對(duì)對(duì)基坑邊坡造造成危害。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際際情況，位移移觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)設(shè)如下：1.南側(cè)設(shè)置于于坡頂，距基基坑邊沿5～10m，相鄰點(diǎn)間距約為50m，布置6個(gè)，北側(cè)幼兒園的的南側(cè)布置2個(gè)，共8個(gè)；2.基坑的東、西西、北三面布布設(shè)于基坑周周邊的圍墻上上，間距約為為25米左右，共22個(gè)；；3.在基坑南側(cè)側(cè)穩(wěn)定的位置置，設(shè)置位移移觀測(cè)的工作作點(diǎn)2個(gè)，東西側(cè)各1個(gè)，共4個(gè)工作點(diǎn)點(diǎn)，要求工作作點(diǎn)間兩兩通通視。4.另外在沉降降影響區(qū)域外外，選擇穩(wěn)定定的位置布設(shè)設(shè)兩點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)。4.5.2監(jiān)測(cè)頻頻率基坑開挖時(shí)，1次次/1天，主體結(jié)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，1次/2天?；娱_開挖完畢半月月后15天觀測(cè)一次次至觀測(cè)結(jié)束束。如遇雨后后增加觀測(cè)1-2次。4.6周圍建筑物物變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)觀測(cè)周圍建筑物變形觀觀測(cè)目的通過對(duì)周圍圍建筑物變形形觀測(cè)，可反反應(yīng)支護(hù)體系系的受力變形形情況，從而而對(duì)基坑變形形情況進(jìn)行監(jiān)監(jiān)控，及時(shí)采采取防范措施施。1、豎向位移點(diǎn)的布布置建筑物變形觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的布置設(shè)于于鄰近建筑物物角點(diǎn)處，共共22個(gè)；另外每棟棟建筑物還需需根據(jù)實(shí)際布置置裂縫觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn)及傾斜觀測(cè)測(cè)點(diǎn)。2、觀測(cè)頻率基坑開挖時(shí)，1~~2次/1天，主體結(jié)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，1次/1天；基坑開開挖完畢半月月后15天觀測(cè)一次次至觀測(cè)結(jié)束束。4.7周邊道路沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)周邊沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的的布設(shè)主要考考慮該區(qū)域范范圍內(nèi)周邊建建筑及管線的的情況。1、豎向位移點(diǎn)的布布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情情況，在周邊邊基坑挖深范范圍內(nèi)的道路路或地面上間間距30.0m左右布布設(shè)一個(gè)沉降降觀測(cè)點(diǎn)。即即在西側(cè)江紡紡廠區(qū)內(nèi)部道道路上布設(shè)5個(gè)點(diǎn)，在青青山湖大道上上布設(shè)4個(gè)點(diǎn)，共9個(gè)點(diǎn)。2、觀測(cè)頻率基坑開挖時(shí)，1~~2次/1天，主體結(jié)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，1次/1天；基坑開開挖完畢半月月后15天觀測(cè)一次次至觀測(cè)結(jié)束束。4.8增加觀測(cè)頻頻率條件當(dāng)發(fā)生下列情況時(shí)時(shí)應(yīng)及時(shí)增加加觀測(cè)頻率。1、地震、爆炸（發(fā)發(fā)生在施工場(chǎng)場(chǎng)地附近）；；2、沉降量出現(xiàn)異常?，F(xiàn)象，如沉沉降量呈現(xiàn)發(fā)發(fā)育現(xiàn)象（規(guī)規(guī)律性的增大大傾向）。4.9綜合監(jiān)測(cè)方方法1、水平位移監(jiān)測(cè)水平位移監(jiān)測(cè)包括括圍護(hù)樁頂部部、坑外土體體。它是基坑坑開挖施工監(jiān)監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)基基本內(nèi)容，通通過水平位移移監(jiān)測(cè)可以掌掌握各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)部位在基坑坑開挖施工過過程中的水平平變形情況。依據(jù)規(guī)范的規(guī)定及及設(shè)計(jì)要求，水水平位移監(jiān)測(cè)測(cè)時(shí)利用萊卡卡全站儀高精精度的全站儀儀。施測(cè)時(shí)采采用極坐標(biāo)法法進(jìn)行觀測(cè)，因因它受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)環(huán)境條件的限限制較小，施施測(cè)較容x，精度較高高，利用起算算點(diǎn)坐標(biāo)和實(shí)實(shí)測(cè)的邊長(zhǎng)夾夾角，解算出出每個(gè)待測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)標(biāo)進(jìn)而求出每每個(gè)點(diǎn)的變化化矢量來。坐標(biāo)設(shè)置上采用假假定坐標(biāo)系，應(yīng)應(yīng)盡可能將待待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)均均設(shè)置在坐標(biāo)標(biāo)系第一象限限內(nèi)，這樣有有利于位移變變化量在矢量量方向和符號(hào)號(hào)上的統(tǒng)一，便便于數(shù)據(jù)的分分析和理解。2、豎直（沉降）位位移監(jiān)測(cè)受現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的的影響，沉降降監(jiān)測(cè)無(wú)法利利用水準(zhǔn)測(cè)量量的方法施測(cè)測(cè)，因此，，對(duì)對(duì)豎直（沉降降）位移的監(jiān)監(jiān)測(cè)根據(jù)規(guī)范范要求，采用用全站儀利用用三角高程的的方法進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測(cè)。具體作業(yè)時(shí)，需采采用正倒鏡觀觀測(cè)。4.10觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)的記錄與與分析表1xx海亮基坑監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)水平位移移觀測(cè)記錄表表通過