沉降觀測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)

L變形呢測(cè)概述

1.1變形見(jiàn)測(cè)發(fā)展概況

工程建設(shè)，已經(jīng)有數(shù)千年的歷史了。

15世紀(jì)初，世界上首次變形觀測(cè)。

19世紀(jì)初，人們開(kāi)始對(duì)建筑物變形給以極大關(guān)切，一些國(guó)家開(kāi)始對(duì)建筑物進(jìn)行沉陷和

水平位移觀測(cè)，并成立了?些專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)。

我國(guó)目前也很重視對(duì)大型工程建筑物的變形觀測(cè)。

目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)變形觀測(cè)工作對(duì)象主要有：工程建筑物（包括高層建筑、工業(yè)與民用建

筑、橋梁、隧道、水工建筑物、占建筑等）的變形；地殼變形等研究的主要課題有：變形觀

測(cè)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、對(duì)觀測(cè)值的評(píng)價(jià)和篩選、變形測(cè)量結(jié)果的幾何分析和變形原因的解釋等。

下而簡(jiǎn)單介紹一下我國(guó)變形觀測(cè)的發(fā)展情況。

I）變形觀測(cè)的方法和手段

目前國(guó)內(nèi)變形觀測(cè)的主要方法仍是常規(guī)的大地測(cè)量方法：即用經(jīng)緯儀測(cè)角、用測(cè)距儀或

錮鋼尺測(cè)距、用精密水準(zhǔn)儀測(cè)高。二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，新的觀測(cè)方法不斷出現(xiàn)：

（I）利用地面攝影測(cè)量方法作變形觀測(cè)。

（2）三維變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)已用于大壩變形觀測(cè)。

（3）非大地測(cè)量方法和一些專用儀器也越來(lái)越多地應(yīng)用在變形觀測(cè)中。

<4）GPS技術(shù)在變形觀測(cè)中的應(yīng)用。

2）變形觀測(cè)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)沖的內(nèi)容包括：控制網(wǎng)的圖形、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、精度指標(biāo)、對(duì)己有網(wǎng)的改進(jìn)等。設(shè)計(jì)

的目標(biāo)函數(shù)有精度、靈敏度、可靠性和經(jīng)濟(jì)四個(gè)指標(biāo)。

優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有兩種。一是計(jì)完機(jī)模擬法：二是計(jì)算機(jī)解祈法。

3）變形觀測(cè)的數(shù)據(jù)處理

觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大、種類多、關(guān)系復(fù)雜。需把這些數(shù)據(jù)全部存入計(jì)算機(jī)中，建立變形

觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2史形見(jiàn)洲的一般問(wèn)題

1）工程建筑物變形觀測(cè)的意義和目的

由于各種因素的影響工程建筑物以及其設(shè)備的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生變形。這種變形如

果超過(guò)r規(guī)定的限度，就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及建筑物的安全。因此，

在工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)期間，必須對(duì)它們進(jìn)行變形觀測(cè)。

?般來(lái)講，建筑物變形主要是由兩個(gè)方面的原因引起的。?是自然條件及其變化，即建

筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等：另一種是與建筑物本身相

聯(lián)系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)、型式及動(dòng)荷載（如風(fēng)力、震動(dòng)等）的作

用。此外由于勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)管理工作做得不合理，也會(huì)引起建筑物的變形。

工程舛珀物的變形按其類型來(lái)區(qū)分，可以分為相對(duì)靜杰變形和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變形。

2）工程建筑物變形觀測(cè)的內(nèi)容

變形觀測(cè)的任務(wù)是周期性地對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重:復(fù)觀測(cè)，求得其在兩個(gè)觀測(cè)周期間的變化

量。如果要求得瞬時(shí)變形，則應(yīng)采用各種自動(dòng)記錄儀器記錄其瞬時(shí)位置。

變形觀測(cè)的內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)與地基情況來(lái)定，要求有明確的針對(duì)性，既要有

重點(diǎn)，乂要作全面考慮，以便能夠正確反映建筑物的變化情況，達(dá)到監(jiān)視建筑物的安全運(yùn)營(yíng)、

了解其變形規(guī)律的目的。例如：

（I）工業(yè)與民用建筑物：對(duì)于基礎(chǔ)而言，主要觀測(cè)內(nèi)容是不均勻沉陷。對(duì)于建筑物本

身來(lái)說(shuō)，則主要是傾斜與裂健觀測(cè)。對(duì)于工業(yè)企業(yè)、科學(xué)試驗(yàn)設(shè)施與軍事設(shè)施中的各種工藝

設(shè)備、導(dǎo)軌等，其主要觀測(cè)內(nèi)容是水平位移和垂直位移。對(duì)于高大的塔式建筑物和高層房屋,

還應(yīng)觀測(cè)其瞬時(shí)變形、可逆變形和扭轉(zhuǎn)（即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變形）。

（2）土工建筑物：以土壩為例，其觀測(cè)項(xiàng)目主要有水平位移、垂直位移、滲透（浸潤(rùn)

線）以及裂縫觀測(cè)。

（3）鋼筋混凝土建筑物：以混凝土重力壩為例，其主要觀測(cè)項(xiàng)目分為：外部變形觀測(cè)，

有垂直位移（從而可以求得基礎(chǔ)與壩體的轉(zhuǎn)動(dòng)）、水平位移（從而可以求得壩體的撓曲）以

及伸縮縫的觀測(cè)。內(nèi)部變形觀測(cè)，它一般是利用電學(xué)儀器（或其它儀器）進(jìn)行定期觀測(cè)。

（4）橋梁：其觀測(cè)項(xiàng)目主要有橋墩沉陷觀測(cè)、橋墩水平位移觀測(cè)、橋墩傾斜觀測(cè)、橋

面沉陷觀測(cè)、大型公路橋梁撓度觀測(cè)以及橋體裂縫觀測(cè)等。

（5）地表沉降：必須定期地進(jìn)行觀測(cè)，掌握其沉降與回升的規(guī)律，以便采取防護(hù)措施。

為了更全面地了解影響工程建筑物變形的原因及其規(guī)律，以及有些特種工程建筑物的要

求，有時(shí)在其勘測(cè)階段就要進(jìn)行地表變形觀測(cè)，以研究地層的穩(wěn)定性。

3）變形觀測(cè)的方法

至于工程建筑物變形觀測(cè)的方法，要根據(jù)建筑物的性質(zhì)、使用情況、觀測(cè)精度、周圍的

環(huán)境以及對(duì)觀測(cè)的要求來(lái)選定。

垂直位移：多采用精密水準(zhǔn)測(cè)量、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量、微水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行觀測(cè)。

水平位移：①對(duì)于直線型建筑物，如直線型混凝土壩和土壩，常采用基準(zhǔn)線法觀測(cè)。②

對(duì)于混凝土壩下游面上的觀測(cè)點(diǎn)，常采用前方交會(huì)法。③對(duì)于曲線型建筑物，如拱壩，可根

據(jù)在廊道內(nèi)布設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)，采用導(dǎo)線測(cè)量的方法。④對(duì)于拱壩頂部和卜游面上的觀測(cè)點(diǎn)，也

可采用前方交會(huì)的方法。

混凝土壩撓度的觀測(cè)，一般都是通過(guò)豎井以不銹鋼絲懸掛的重錘線（通常稱為正錘線）,

在一定的高程面上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，用坐標(biāo)儀觀測(cè)鋼絲的位置，從而算得壩體的撓曲程度。

壩體和基礎(chǔ)的傾斜或者轉(zhuǎn)動(dòng)，可在橫向廊道內(nèi)用傾斜儀觀測(cè)，或采用液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量,

也可以用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法，測(cè)定高差后再計(jì)算其轉(zhuǎn)動(dòng)角。

裂縫（或伸縮縫）觀測(cè)則，‘更用測(cè)縫計(jì)或根據(jù)其它的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于工業(yè)與民用

建筑物、地表變形觀測(cè)，也可采用地面攝影測(cè)量的方法測(cè)定其變形。

4）變形分析概述

通過(guò)變形觀測(cè)取得第一手的資料，可以監(jiān)視工程建筑物的狀態(tài)變化和工作情況，在發(fā)現(xiàn)

不正常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因，采取措施，防止事故發(fā)生：并改善運(yùn)營(yíng)方式，以保證安全。

所以說(shuō)，變形觀測(cè)是工程管理工作的耳口。其次，通過(guò)在施工和運(yùn)營(yíng)期間對(duì)工程建筑物原體

進(jìn)行觀測(cè)，分析研究，可以驗(yàn)證地基與基礎(chǔ)的計(jì)算方法、工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)不同的地

基與工程結(jié)構(gòu)規(guī)定合理的允許沉陷與變形數(shù)值，為工程建筑物的設(shè)計(jì)、施工、管理和科學(xué)研

究工作提供資料。

為了達(dá)到上述各項(xiàng)目的，從建筑物開(kāi)始施工就進(jìn)行觀測(cè)，一直持續(xù)到變形終止。

5）建筑物變形觀測(cè)的精度

見(jiàn).表1-1?表l-3o

表1-1建筑變形測(cè)量的等級(jí)及其精度要求

沉降觀測(cè)位移觀測(cè)

變形測(cè)量

觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站觀測(cè)點(diǎn)適用范闈

等級(jí)

高差中誤差坐標(biāo)中誤差

特級(jí)±0.05mm±0.3min特高精度要求的特種精密工程和重要科研項(xiàng)目變形觀測(cè)

一級(jí)±0.15min±1.0min高精度要求的大型建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)

中等精度要求的建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)：重要建筑

二級(jí)±0.50mtn±3.0nun

物主體傾斜觀測(cè)、場(chǎng)地滑坡觀測(cè)

低精度要求的建筑物變形觀測(cè)：?般建筑物主體傾斜觀

三級(jí)士1.50mm±10.0mm

冽、場(chǎng)地滑坡觀濯

注：①觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差，系指幾何水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站高差中誤差或睇力水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)

相對(duì)高差中誤差：②觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差，系指觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)測(cè)站點(diǎn)（如工作基點(diǎn)等）的坐標(biāo)中誤差、

坐標(biāo)差中誤差以及等價(jià)的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)線的偏差值中誤差、建筑物（或構(gòu)件）相對(duì)底部定點(diǎn)的水

平位移分量中誤差。

表1-2最終沉降量之觀測(cè)中誤差的要求

序號(hào)觀測(cè)項(xiàng)目或觀測(cè)目的觀測(cè)中誤差的要求

①對(duì)r一般精度要求的工程，可按低、中、高壓

縮性地基土的類別,分別選±0.5mm、±1.0mm-

1絕對(duì)沉降（如沉降量、平均汽降員等）

±2.5mm：②對(duì)于特高精度要求的工程可按地基條

件，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)與分析具體確定。

（1）相對(duì)沉降（如沉降差、基礎(chǔ)傾斜、局部

傾斜等）

2不應(yīng)超過(guò)其變形允許值的1/20。

<2）局部地基沉降（如基坑回彈、地基土分

層沉降）以及膨張土地基變形

建筑物整體性變形（如工程設(shè)施的整體垂直

3不應(yīng)超過(guò)允許垂直偏差的1/10,

撓曲等）

4結(jié)構(gòu)段變形（如平置構(gòu)件撓度等）不應(yīng)超過(guò)變形允許值的1/6。

可視所筋提高觀測(cè)精度的理度,將卜列各項(xiàng)觀測(cè)

5科研項(xiàng)目變形量的觀測(cè)

中誤差乘以1/5?1/2系數(shù)后采用。

表1-3最終位移量之觀測(cè)中誤差的要求

序號(hào)觀測(cè)項(xiàng)目或觀測(cè)目的觀測(cè)中誤差的要求

通常難以給定位移允許值，可直接由表1-1

1絕對(duì)位移（如建筑物基礎(chǔ)水平位移、滑坡位移等）

選取精度等級(jí)。

（1）相對(duì)位移（如基礎(chǔ)的位移差、轉(zhuǎn)動(dòng)撓曲等）不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/20（分量

2（2）局部地基位移（如受基礎(chǔ)施I：影響的位移、

值按變形允許值的1/J2采用，下同）。

擋土設(shè)施位移等）

建筑物整體性變形（如建筑物的頂部水平位移、全

3不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/10。

高垂直度偏差、工程設(shè)施水平軸線偏差等）

結(jié)構(gòu)段變形（如高層建筑層間相對(duì)位移、豎宜構(gòu)件

4不應(yīng)超過(guò)其變形允許值分量的1/6.

的撓度、垂直偏差等）

可視所需提高觀測(cè)精度的程度，將上列各

5科研項(xiàng)目變形量:的觀測(cè)

項(xiàng)觀測(cè)中誤差乘以1/5?1/2系數(shù)后采用。

6）建筑沉降觀測(cè)的等級(jí)劃分及其精度要求

1.建筑沉降觀測(cè)的等級(jí)劃分及其精度要求見(jiàn)表1-4

表1-4建筑物沉降觀測(cè)的等級(jí)及其精度要求

觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高

變形觀測(cè)等級(jí)適用范圍

差中誤差（mm）

特級(jí)±0.05特高精度要求的特種精密工程和重要科研項(xiàng)目變形觀測(cè)

一級(jí)±0.15高精度要求的大型建筑物和科研項(xiàng)目變形觀測(cè)

中等精度要求的建筑物和科研項(xiàng)R變形觀測(cè)；由要建筑物主體頸斜觀測(cè)、

二級(jí)±0.50

場(chǎng)地滑坡觀測(cè)

三級(jí)±1.50低精度要求的建筑物變形觀測(cè)：一般建筑物主體傾斜觀測(cè)、場(chǎng)地滑坡觀測(cè)

注：①觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差，系指幾何水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站高差中誤差或靜力水準(zhǔn)測(cè)量相臨觀測(cè)

點(diǎn)相對(duì)高差中誤差；

②沉降水準(zhǔn)測(cè)量閉合差要求：一級(jí)小于二級(jí)小于（其中n為測(cè)

站數(shù)）

檢測(cè)依據(jù)

《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8-2007

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002

《建筑物沉降觀測(cè)方法》DGJ32/J18-2006

《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007

2.變形測(cè)量的精度等級(jí)確定原則

對(duì)一個(gè)實(shí)際工程，變形測(cè)量的精度等級(jí)應(yīng)先根據(jù)各類建（構(gòu)）筑物的變形允許值按表

1-2和表1-3的規(guī)定進(jìn)行估算，然后按以卜原則確定：

（1）當(dāng)僅給定單?變形允許值時(shí)，應(yīng)按所估算的觀測(cè)點(diǎn)精度選擇相應(yīng)的精度等級(jí)；

（2）當(dāng)給定多個(gè)同類型變形允許值時(shí)，應(yīng)分別估克觀測(cè)點(diǎn)精度，并應(yīng)根據(jù)其中最高精度選

擇相應(yīng)的精度等級(jí)：

（3）當(dāng)估算出的觀測(cè)點(diǎn)精度低于表1-1中三級(jí)精度的要求時(shí)，宜采用三級(jí)精度；

（4）對(duì)于未規(guī)定或難以規(guī)定變形允許值的觀測(cè)項(xiàng)目，可根據(jù)設(shè)計(jì)、施工的原則耍求，參考

同類或類似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)照表1-1的規(guī)定，選取適宜的精度等級(jí)。

7）建筑物變形觀測(cè)的頻率

在施工過(guò)程中，頻率應(yīng)大些，一般有三天、七天、半月三種周期，到了竣工投產(chǎn)以后，

頻率可小一些，一般有一個(gè)月、兩個(gè)月、三個(gè)月、半年及一年等不同的周期。在施工期間也

可以按荷我增加的過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，即從觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)定后進(jìn)行第?次觀測(cè)，當(dāng)荷載增加到

25%時(shí)觀測(cè)一次，以后每增加15%觀測(cè)一次。竣工后，一般第一年觀測(cè)四次，第二年觀測(cè)

兩次，以后每年一次。在掌握了一定的規(guī)律或者變形穩(wěn)定后，可減少觀測(cè)次數(shù)。這種根據(jù)日

歷計(jì)劃（或荷載增加量）進(jìn)行的變形觀測(cè)稱為正常情況下的系統(tǒng)觀測(cè)。

1.3沉降兔網(wǎng)中的幾個(gè)根急

1）沉降觀測(cè)的幾個(gè)主要參數(shù)和基本概念：

1.高程的概念

絕時(shí)高程：地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程，也稱“海拔”。

相對(duì)高程：當(dāng)采用絕對(duì)高程有困難時(shí)，可采用假定的水準(zhǔn)面作為起算高程的基準(zhǔn)面，

地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)而的鉛垂距離，稱為相對(duì)高程。

設(shè)計(jì)高程：工程設(shè)計(jì)人員在施工圖斗項(xiàng)確給出該單位工程的±0.000相當(dāng)于絕對(duì)高程值，

這個(gè)確定的絕對(duì)高程值叫設(shè)計(jì)高程，也叫設(shè)計(jì)標(biāo)高。

建筑標(biāo)高：在工程設(shè)計(jì)中，每一個(gè)獨(dú)立的單位工程都有它自身的高度起克面，一般取

首層室內(nèi)地坪高度為±0.000,單位工程本身各部位的高度都是以±0.000為起算而算起的相

對(duì)標(biāo)高，稱為建筑標(biāo)高。

高差：兩個(gè)地面點(diǎn)之間的高程差稱為高差。

2.水準(zhǔn)點(diǎn)（BM）：水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性兩種。由測(cè)繪部門按國(guó)家規(guī)范埋設(shè)和測(cè)定的

已知高程的固定點(diǎn)，作為在其附近進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)的高程依據(jù)，叫永久水準(zhǔn)點(diǎn)。

2）沉降觀測(cè)的幾個(gè)誤差的概念：

系統(tǒng)誤差：相同觀測(cè)條件卜.對(duì)某一量進(jìn)行一系列觀測(cè)，若誤差的出現(xiàn)在符號(hào)和數(shù)值上均

相同，或按一定規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。

偶然誤差：相同觀測(cè)條件下對(duì)某一量進(jìn)行一系列觀測(cè)，若誤差出現(xiàn)的符號(hào)和數(shù)值大小均

不一致，表而上沒(méi)有規(guī)律，這種誤差稱為偶然誤差。

中誤差（均方誤差）m：數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中叫標(biāo)準(zhǔn)差，在一組觀測(cè)條件相同的觀測(cè)值中，各

觀測(cè)值與真值之差叫做真誤差，以Ai表示，觀測(cè)次數(shù)為n,則表示該組觀測(cè)值的中誤差（均

方誤差）m的計(jì)算式為：

m=±6=±^

式中

m值小即表示觀測(cè)精度較好，反之表示觀測(cè)精度差。

允許誤差：又稱極限誤差或限差，是指在一定觀測(cè)條件下偶然誤差絕對(duì)值不應(yīng)超過(guò)的限

值。是區(qū)分觀測(cè)成果是否合格的界限。在測(cè)量中常取2?3倍中湊差作為允許誤差。

閉合差：由一個(gè)已知高程點(diǎn)起，按一個(gè)環(huán)線向施工現(xiàn)場(chǎng)各欲求高程點(diǎn)引測(cè)后，又閉合回

到起始的已知高程點(diǎn)，各段高差的總和即為閉合差。

平差：在水準(zhǔn)路線上有若干個(gè)待求高程點(diǎn)，如果測(cè)得誤差在允許范圍內(nèi)，則認(rèn)為各測(cè)站

產(chǎn)生的誤差是相等的，對(duì)閉合差要按測(cè)站數(shù)成正比例反符號(hào)分配，即對(duì)高差進(jìn)行改正使閉合

差等于零。該調(diào)整過(guò)程即為平差。

1.4番精度的支形見(jiàn)測(cè)儀及

1）精密角度測(cè)量?jī)x器一TC20D3全站儀

TC2OO3全站儀是瑞士德卡（Leica）公司生產(chǎn)的，其外

貌如圖1-1所示。整個(gè)儀器的結(jié)構(gòu)可分成三大部分，即測(cè)角

系統(tǒng)、測(cè)距系統(tǒng)、測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這三部分系統(tǒng)的功能

的執(zhí)行和控制，由附設(shè)在儀器內(nèi)的電子控制主板、存儲(chǔ)卡板

和馬達(dá)控制板來(lái)完成。

為實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，TC2OO3全站儀采用了有別于其它

全站儀的許多獨(dú)特先進(jìn)技術(shù)，這些技術(shù)在進(jìn)一步提高全站儀

的性能和品質(zhì)方面，發(fā)揮了十分有效的作用。此外，發(fā)展了

“開(kāi)放的測(cè)量世界（OSW）”的新理念，即通過(guò)使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)、接口和數(shù)據(jù)格式，把測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)曼'003全站僅

有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，為儀器的互相兼容、數(shù)據(jù)的共享，創(chuàng)造了條件。

TC2OO3全站儀在電子測(cè)用中，采用動(dòng)態(tài)角度掃描系統(tǒng)，與其他測(cè)角系統(tǒng)相比，這是一

個(gè)重大突破。這種動(dòng)態(tài)角度掃描系統(tǒng)可徹底消除度盤的分劃誤差和偏心誤差，極大地提高了

測(cè)角精度。另外，測(cè)量?jī)x器的豎軸傾斜誤差，不能采用盤左、盤右取平均的方法加以消除，

因此，TC2OO3附設(shè)有一些液體補(bǔ)償器，在儀器粗略整平后，可以精確測(cè)出距嚴(yán)格整平時(shí)的

偏離值，按相應(yīng)計(jì)算公式對(duì)所測(cè)值進(jìn)行改正，從而獲得準(zhǔn)確的測(cè)值。TC2003全站儀的測(cè)距

標(biāo)稱精度為±(Imm+lppmXD),測(cè)角精度為±0.5"。它是目前世界上精度最高的全站儀之

一，多用于精度要求很高的精密工程測(cè)量和變形測(cè)量。

圖1-2?？ㄗ詣?dòng)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)九龍南線工程高速鐵路做連續(xù)沉降監(jiān)測(cè)

2)精密長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器一ME3C(M)測(cè)距儀

在變形觀測(cè)中，對(duì)距離測(cè)量的精度要求較高，同時(shí)，待測(cè)距離有長(zhǎng)短，依靠傳統(tǒng)的儀器

和手段已有不足，下面介紹一種精密長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器一ME3000測(cè)距儀。

ME3000是瑞士克恩廠生生的高精度光電測(cè)距儀，其測(cè)程為3km,標(biāo)稱精度為±(0.2mm

-1-I.OppmXD),目前已廣泛用于大地變形和工程變形觀測(cè)以及其它高精度測(cè)距工作。由于

這種儀器具有優(yōu)越的性能，因此幾乎取代了常規(guī)的錮瓦尺的基線丈量。

ME3000采用抗氣放電管發(fā)射的光

作為光源，放電管每秒產(chǎn)生卜30次持續(xù)

1us的閃光，其有效光譜長(zhǎng)X=0.435P

m,介乎可見(jiàn)光的綠藍(lán)光之間。測(cè)距調(diào)

制脈沖信號(hào)由微波諧振器產(chǎn)生，脈沖寬

度為40ns,其調(diào)制頻率高達(dá)500MHZ,

相當(dāng)于精測(cè)尺長(zhǎng)度U=X/a=0.30m,

由于采用了精密的可變光路移相系統(tǒng)，

其分辨能力為0.06mm,儀器最后顯示距

離到0.1mm。

ME3000的儀器外形如圖1-3所示，

主機(jī)通過(guò)支架與基座聯(lián)結(jié)，可架設(shè)在測(cè)

點(diǎn)的腳架或觀測(cè)墩上，右側(cè)的小望遠(yuǎn)鏡

圖1-3ME3000測(cè)距儀

用以照準(zhǔn)目標(biāo)。具體操作和注意事項(xiàng)請(qǐng)

參閱ME3000使用說(shuō)明書。

3）精密高差測(cè)量?jī)x器一Ni002自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

Ni002的外形如圖1-4所示，這種儀器的左右兩螂都安置

有調(diào)焦螺旋、測(cè)微螺旋和水平微動(dòng)螺旋，但卻沒(méi)有水平方向

的制動(dòng)設(shè)備。其目鏡可以在儀器上沿水平方向旋轉(zhuǎn)，這樣，

觀測(cè)員不必移動(dòng)觀測(cè)位置，就可照準(zhǔn)不同方向上的水準(zhǔn)尺。

這些特點(diǎn)，使得Ni002對(duì)作業(yè)環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。

Ni002的測(cè)微器，是使物鏡在與視線嚴(yán)格成垂直的直線導(dǎo)

軌中移動(dòng)，視線作平移而達(dá)到測(cè)微的目的。測(cè)微量測(cè)范圍為

5mm,可配合分格為5mm的粗瓦水準(zhǔn)尺作業(yè)。當(dāng)儀器傾斜時(shí),

平面反射鏡可以自由擺動(dòng)，最終靜止在垂直位置上。這樣可

使來(lái)自水平方向的光線經(jīng)平面反射擺鏡的反射正確投射在十

字絲分劃板上，也就是將水平視線在水準(zhǔn)標(biāo)尺上讀數(shù)的分劃

數(shù)構(gòu)象在十字絲的分劃板上。在目鏡視場(chǎng)中可以讀取水準(zhǔn)尺

和測(cè)微器分劃讀數(shù)，同時(shí)還可以看到圓水準(zhǔn)氣泡的影像。

1-4Ni002自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

4）俅卡HDS

HDS是HighDefinitionSurveying（高清晰測(cè)量）的縮寫，是瑞士彳米卡測(cè)量系統(tǒng)對(duì)三維

激光掃描技術(shù)的重新定義。徒卡HDS3000型三維激光掃描儀是HDS產(chǎn)品家族中的旗艦產(chǎn)品，

應(yīng)用于工程掃描領(lǐng)域，可以高清晰高密度地獲得物體的外形數(shù)耨。

三維激光掃描技術(shù)是一項(xiàng)嶄新的測(cè)量技術(shù)，可以亳不夸張的講，它的應(yīng)用范圍只受工

程師想象力的限制。

德卡HDS系統(tǒng)提交給用戶的最終產(chǎn)品有兩種：一是二維的平面成果。比如建筑物的平

面圖、立而圖、船體的線形數(shù)據(jù)等：二是三維成果，比如飛機(jī)的三維模型、地面的三維表面

模型等等。

5）GPS技術(shù)

徒卡公司率先于1999年承建了世界上第?個(gè)采用GPS技術(shù)用于大橋監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目一香港

青馬大橋。之后又在山東黃河大橋、江陰大橋等采用俅卜公司的軟硬技術(shù)進(jìn)行GPS大橋健

康結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)。

圖1-6徐卡最新Spider中心化RTK概念在江陰長(zhǎng)江大橋GPS三維位移監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

6）精密水準(zhǔn)儀

儀器精度要求：

沉降觀測(cè)精度宜采用H級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的要求，應(yīng)使用DSos或DSi級(jí)精密水準(zhǔn)儀和鈿鋼水

準(zhǔn)尺進(jìn)行。水準(zhǔn)儀的i角不得大于15"、補(bǔ)償式自幼安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償誤差A(yù)a絕對(duì)值不得

大于0.2"°

表4-21DSos、DSi級(jí)精密力（準(zhǔn)儀的技術(shù)參數(shù)

水準(zhǔn)儀型號(hào)

技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目

DSGSDSi

每千米往返平均高差中誤差WO.5mn/kmWlmm/km

望遠(yuǎn)鏡放大倍率240倍240倍

望遠(yuǎn)鏡有效孔徑（mm）260250

管狀水準(zhǔn)器格值10"/2mm10"/2mm

測(cè)微器有效量測(cè)范圍（mm）55

測(cè)微器最小分格值（mm）0.05O.i-

精密水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正：

①使用方法

安平：安平方法與普通水準(zhǔn)儀大致相同。不過(guò)此儀器長(zhǎng)水準(zhǔn)靈敏度極高，氣泡動(dòng)蕩?kù)o止

較慢，應(yīng)注意將腳架安踏牢固，安平時(shí)先使阿水準(zhǔn)大致居中，為了盡量提高視線，減少地面

折光影響，儀器架應(yīng)盡量架高。再瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺之后，用微傾螺旋做精確居中，此時(shí)只需梢微

轉(zhuǎn)動(dòng)一下即可。螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與氣泡像相對(duì)移動(dòng)方向是一致的。

讀尺：精密水準(zhǔn)儀配有錮鋼水準(zhǔn)尺，尺面分左右兩條刻劃的起點(diǎn)數(shù)值不同，測(cè)量時(shí)兩尺

都要讀數(shù)，彼此校對(duì)。尺上每小格1cm,每?jī)筛褡⒁蛔?，由尺上直接讀至cm,零碎讀數(shù)由

光學(xué)測(cè)微計(jì)直讀至0.1mm,估讀至0.01mm,在瞄準(zhǔn)后，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微計(jì)螺旋，尺像隨之上下移

動(dòng)，使橫線一端的鍥形夾線剛好夾住尺上記得劃線。

如圖1-7右尺（或稱主尺）讀數(shù)為133cm，測(cè)微讀數(shù)為0.064cm,此主尺讀數(shù)為133.064cmo

然后進(jìn)行左尺（或稱副尺）讀數(shù)，每一相同高度主副尺讀數(shù)總是相差301.550cm,由此可以

核對(duì)讀數(shù)。

一T

大

小

讀

讀

數(shù)

數(shù)

434618

圖1-7DSi精密水準(zhǔn)儀的讀數(shù)方法

②校正

圓氣泡的校正

目的：使圓氣泡軸線垂直，以便安平。

校正方法：用長(zhǎng)水準(zhǔn)管使縱軸確切垂直，然后校正之，使圓氣泡居中，其步驟如下：

撥轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡使之垂直于一對(duì)水平螺旋，用圓氣泡粗略安平，再用微傾螺旋使長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡居中

微傾螺旋之讀數(shù)，撥轉(zhuǎn)儀器180°,倘氣泡偏差，仍用微傾螺旋安平，又得一讀數(shù)，旋轉(zhuǎn)微

傾螺旋至兩讀數(shù)之平均數(shù)。此忖長(zhǎng)水準(zhǔn)軸線已與縱軸垂直。接著再用水平螺旋安平長(zhǎng)水準(zhǔn)管

氣泡居中，則縱軸即垂直。轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡至任何位置氣泡像符合差不大于1mm?？v軸既已旋

得過(guò)緊，以免損壞水準(zhǔn)盒。

微傾螺旋上刻度指標(biāo)差的改正

上述進(jìn)行使長(zhǎng)水準(zhǔn)管與縱軸垂直的步驟中，曾得到微傾螺旋兩讀數(shù)之平均數(shù)，當(dāng)微傾

螺旋對(duì)準(zhǔn)此數(shù)時(shí)，則長(zhǎng)水準(zhǔn)管軸線應(yīng)與縱軸垂直，此數(shù)本應(yīng)為零，倘不對(duì)零線，則有指標(biāo)差,

可將微傾螺旋外面周闈三個(gè)小螺旋各松開(kāi)半轉(zhuǎn)，輕輕旋動(dòng)螺旋頭至指標(biāo)恰指“0”線為止，

然后重新旋緊小螺旋。在進(jìn)行此項(xiàng)工作時(shí)，長(zhǎng)水準(zhǔn)管必須始終保持居中，即氣泡保3符合狀

態(tài)。

長(zhǎng)水準(zhǔn)的校正

目的：是使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸（即無(wú)交叉誤差）。

檢驗(yàn)：安平儀器后，在距儀器約50m處豎立一水準(zhǔn)尺。水準(zhǔn)儀三個(gè)腳螺旋的位置如圖

9-6所示，其中兩腳螺旋的連線與儀器至水準(zhǔn)尺的連線相垂直。將儀器整平，使水準(zhǔn)管氣泡

嚴(yán)格居中，用橫絲的中心部位在尺上讀數(shù)。然后將兩個(gè)腳螺旋相對(duì)的旋轉(zhuǎn)I?2整周，使水

準(zhǔn)儀向另一側(cè)傾斜.此時(shí)橫絲所對(duì)尺上讀數(shù)必已變動(dòng),旋轉(zhuǎn)微傾螺旋,使十字絲交點(diǎn)處讀數(shù)

保持不變，查看氣泡是否偏離中心，如有偏離，記住氣泡偏離中心的方向（如偏向目鏡端或

物鏡端）。使腳螺旋恢復(fù)原來(lái)位置，并旋轉(zhuǎn)微傾螺旋使氣泡居中，此時(shí)橫絲所對(duì)尺上讀數(shù)仍

為原來(lái)數(shù)值。然后再以前次相反的方向旋轉(zhuǎn)腳螺旋1?2整周。使水準(zhǔn)儀向另一側(cè)傾斜，同

時(shí)旋轉(zhuǎn)微傾螺旋保持十字絲交點(diǎn)處讀數(shù)不變，再查看氣泡有無(wú)偏離中心現(xiàn)象，或偏離哪一端。

如通過(guò)兩次檢查，氣泡始終居中或僅偏于同一端，說(shuō)明水準(zhǔn)軸與視準(zhǔn)軸平行。若氣泡一次偏

于目鏡端而另一次偏于物鏡端，則說(shuō)明此項(xiàng)條件不滿足，即有交叉誤差的存在。

校正：用水準(zhǔn)管上左右兩校正螺旋一松一緊使氣泡居中。比項(xiàng)檢驗(yàn)與校正要重復(fù)進(jìn)行,

直至滿足條件。

環(huán)境要求

(1)應(yīng)在標(biāo)尺分劃線成像清晰和穩(wěn)定的條件下進(jìn)行觀測(cè)。不得在日出后或日落前約半

小時(shí)、太陽(yáng)中天前后、風(fēng)力大于四級(jí)、氣溫突變時(shí)以及標(biāo)尺分戈J線的成像跳動(dòng)而難以照準(zhǔn)時(shí)

進(jìn)行觀測(cè)。晴天觀測(cè)時(shí)，應(yīng)用測(cè)傘為儀器遮蔽陽(yáng)光。

(2)觀測(cè)工作開(kāi)始前15分鐘須將水準(zhǔn)儀安裝好置于露天陰影下，使儀器溫度與大氣

溫度相同。

2.沆?睜見(jiàn)測(cè)

2.1沆年見(jiàn)測(cè)如迷

1）沉降觀測(cè)的目的

監(jiān)測(cè)建筑物在垂直方向上的位移（沉降），以確保建筑物及其周圍環(huán)境的安全。建筑物

沉降觀測(cè)應(yīng)測(cè)定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并計(jì)算基礎(chǔ)傾斜、局部?jī)A斜、相對(duì)

彎曲及構(gòu)件傾斜。

2）沉降產(chǎn)生的主要原因

（1）自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、大氣溫度、土壤的物

理性質(zhì)等；

（2）與建筑物本身相聯(lián)系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)、型式及動(dòng)荷

載（如風(fēng)力、震動(dòng)等）的作用。

3）沉降觀測(cè)原理

定期地測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)的高差以計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)的高程，并將不同時(shí)間所得

同一觀測(cè)點(diǎn)的高程加以比較，從而得出觀測(cè)點(diǎn)在該時(shí)間段內(nèi)的沉降量：

△H=陰川）-H\i}

式中：i表示觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)：j表示觀測(cè)期數(shù)。

4）沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置

沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置，應(yīng)以能全面反映建筑物地基變形特征并結(jié)合地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特

點(diǎn)確定。點(diǎn)位直選設(shè)在下列位置：

（1）建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10?15m處或每隔2?3根柱基上；

（2）高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)：

（3）建筑物裂縫和沉降縫兩伸J、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同

結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處：

（4）寬度大于等丁-15m或小于15m而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物，在承重內(nèi)隔墻

中部設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點(diǎn)；

（5）鄰近堆置重物處、受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗浜（溝）處：

（6）框架結(jié)構(gòu)建筑物的每個(gè)或部分柱基上或沿縱橫軸線設(shè)點(diǎn)：

（7）片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分之四角處及其中部位置：

（8）重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)型式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩

側(cè)；

（9）電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳建筑物，沿周邊在與基礎(chǔ)軸線相交

的對(duì)稱位置上布點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)不少于4個(gè)。

5）沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)

沉降觀測(cè)的標(biāo)志，可根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)類

型和建筑材料，采用墻（柱）標(biāo)忐、基礎(chǔ)標(biāo)忐和

隱蔽式標(biāo)志（用于賓館等高級(jí)外.筑.物）等型式。

各類標(biāo)志的立尺部位應(yīng)加工成半球形或有明顯的

突出點(diǎn)，并涂上防腐劑。標(biāo)忐的埋設(shè)位置應(yīng)避開(kāi)

如雨水管、窗臺(tái)線、暖氣片暖水管、電氣開(kāi)關(guān)等

有礙設(shè)標(biāo)與觀測(cè)的障礙物，方應(yīng)視立尺需要離開(kāi)

墻（柱）面和地面?定距離。普通觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)圖2-1普通觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)

見(jiàn)圖2-1,隱蔽式沉降觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志的型式見(jiàn)圖2-2。

法用于建筑物內(nèi)部埋設(shè)。冷位：mm總用）設(shè)備胚礎(chǔ)1.埋設(shè).通位?mm

.'適用卜墻體1_埋設(shè),單位：rnm

（a）客井式標(biāo)志（b）盒式標(biāo)志（c）螺栓式標(biāo)志

圖2-2隱蔽式沉降觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志

6）觀測(cè)精度要求

（1）先根據(jù)表8-2,確定最終沉降量觀測(cè)中誤差：

（2）再以最終沉降量觀測(cè)中誤差估算單位權(quán)中誤差〃，估算公式為：

N=叫/J2Q”（2-1）

〃（2-2）

式中m、為沉降量s的觀測(cè)中誤差（mm）；m業(yè)為沉降差的觀測(cè)中誤差（mm）：Qu為網(wǎng)

中最弱觀測(cè)點(diǎn)高程（H）的權(quán)到數(shù)：Q,為網(wǎng)中待求觀測(cè)點(diǎn)間高差（h）的權(quán)倒數(shù)。

（3）求出觀測(cè)值測(cè)站高差中誤差后，根據(jù)表8-1的規(guī)定選擇測(cè)量的精度等級(jí)。

7）觀測(cè)周期

沉降觀測(cè)的周期和觀測(cè)時(shí)間，可按下列要求并結(jié)合具體情況確定：

（1）建筑物施工階段的觀測(cè)，應(yīng)隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行。一般建筑，可在基礎(chǔ)完工后或地卜.

室砌完后開(kāi)始觀測(cè)，大型、高層建筑，可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開(kāi)始觀測(cè)。觀測(cè)次數(shù)

與間隔時(shí)間應(yīng)視地基與加載情況而定。民用建筑可每加高1?2層觀測(cè)一次：工業(yè)建筑可按

不同施工階段（如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設(shè)備安裝等）分別進(jìn)行觀測(cè)。如

建筑物均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時(shí)各測(cè)?次。施工過(guò)程中

如暫時(shí)停工，在停工時(shí)及重新開(kāi)工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。停工期間，可每隔2?3個(gè)月觀測(cè)一次。

（2）建筑物使用階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者

外，一般情況下，要在第一年觀測(cè)3?4次，第二年觀測(cè)2?3次，第三年后每年I次，直至

穩(wěn)定為止。觀測(cè)期限一般不少于如下規(guī)定：砂土地基2年，膨脹土地基3年，粘土地基5

年，軟土地基10年。

（3）在觀測(cè)過(guò)程中，如有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長(zhǎng)時(shí)間邊疆降

雨等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建筑物突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，

應(yīng)立即進(jìn)行幾天一次、或逐日、或一天幾次的連續(xù)觀測(cè)。

（4）沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，有幾種方法進(jìn)行判斷：

①根據(jù)沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線來(lái)判定：

/可重點(diǎn)觀測(cè)和科研觀測(cè)工程，若最后三期觀測(cè)中，每期沉降量均不大「2人倍測(cè)量

中誤差，則可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段；

③對(duì)于一般觀測(cè)工程，若沉降速度小于0.01?0.04mm/d,可認(rèn)為己進(jìn)入穩(wěn)定階段，具

體取值宜根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性確定O

8）沉降觀測(cè)的工作方式

“分級(jí)觀測(cè)”方式。將沉降觀測(cè)的布點(diǎn)分為三級(jí)：水準(zhǔn)基點(diǎn)、工作基點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)，

圖2-3為大壩沉降觀測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置圖。

圖2-3大壩沉降觀測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置圖

沉降觀測(cè)分兩級(jí)進(jìn)行：

（1）水準(zhǔn)基點(diǎn)一一工作基點(diǎn)；

（2）工作基點(diǎn)一一沉降觀測(cè)

點(diǎn)°

如果建筑物施工場(chǎng)地不

大，則可不必分級(jí)觀測(cè)，但水

準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)至少布設(shè)3個(gè)，并選擇

其中最穩(wěn)定的一個(gè)點(diǎn)作為水

準(zhǔn)基點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性判斷

見(jiàn)第13章第13.1.1節(jié)。

9）提交成果

（1）沉降觀測(cè)成果表：

（2）沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖及

各周期沉降展開(kāi)圖；

（3）u-t-s（沉降速度、時(shí)

間、沉降量）曲線圖:

（4）p-t-s（荷載、時(shí)間、沉降量）曲線圖（視需要提交）;

（5）建筑物等沉降曲線圖（如觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量較少可不提交）；

（6）沉降觀測(cè)分析報(bào)告。

2.2需在技制測(cè)量

1）高程控制的網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)要求

（1）對(duì)于建筑物較少的測(cè)區(qū)，宜將控制點(diǎn)連同觀測(cè)點(diǎn)按單一層次布設(shè)：對(duì)于建筑物較多且

分散的大測(cè)區(qū)，宜按兩個(gè)層次布網(wǎng)，即由控制點(diǎn)組成控制網(wǎng)、觀測(cè)點(diǎn)與所聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)組成

擴(kuò)展網(wǎng)。

（2）控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)為閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)網(wǎng)或附合高程路線。擴(kuò)展網(wǎng)亦應(yīng)布設(shè)為閉合或附合高程

路線。

（3）每一測(cè)區(qū)的水準(zhǔn)基點(diǎn)不應(yīng)少于3個(gè)；對(duì)于小測(cè)區(qū)，當(dāng)確認(rèn)點(diǎn)位穩(wěn)定可靠時(shí)可少于3個(gè),

但連同工作基點(diǎn)不得少于3個(gè)。水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)石，應(yīng)埋設(shè)在基巖層或原狀上層中。在建筑區(qū)

內(nèi)，點(diǎn)位與鄰近建筑物的距離應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)最大寬度的2倍，其標(biāo)石埋深應(yīng)大于鄰近建

筑物基礎(chǔ)的深度。在建筑物內(nèi)部的點(diǎn)位，其標(biāo)石埋深應(yīng)大于地基土壓縮層的深度。

（4）工作基點(diǎn)與聯(lián)系點(diǎn)布設(shè)的位置應(yīng)視構(gòu)網(wǎng)需要確定。作為工作基點(diǎn)的水準(zhǔn)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?2.0倍。工作基點(diǎn)與聯(lián)系點(diǎn)也可在穩(wěn)定的永久

性建筑物墻體或基礎(chǔ)上設(shè)置。

（5）各類水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)交通干道、地下管線、倉(cāng)庫(kù)堆棧、水源地、河岸、松軟填土、滑坡

地段、機(jī)器振動(dòng)區(qū)以及其它能使標(biāo)石、標(biāo)志易遭腐蝕和破壞的地點(diǎn)。

2）高程測(cè)量精度等級(jí)和方法的確定

（1）測(cè)量精度的確定

先根據(jù)表1-2,確定最終沉降量觀測(cè)中誤差；再根據(jù)公式（2-1）或公式（2-2）估算單

位權(quán)中誤差〃：最后根據(jù)〃與表8-1的規(guī)定選擇高程測(cè)量的精度等級(jí)。

（2）測(cè)量方法的確定

高程控制測(cè)量宜采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)間的高差較大且精度要求較低時(shí)，亦

可采用短視線光電測(cè)距三角高程測(cè)量方法。

3）幾何水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求（見(jiàn)表2-1、表2-2和表2-3）

表2-1儀器精度耍求和觀測(cè)方法

變形測(cè)量等級(jí)儀器型號(hào)水準(zhǔn)尺觀測(cè)方法儀器i角要求

特級(jí)DSZ05或DS05錮瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測(cè)微法W10”

一級(jí)DSZ05或DS05鋼瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測(cè)微法W15"

二級(jí)DS05或DS1銅瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測(cè)微法W15"

DSI鋼瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測(cè)微法

三級(jí)W20”

DS3木質(zhì)標(biāo)尺中絲讀數(shù)法

注：光學(xué)測(cè)微法和中絲讀數(shù)法的每測(cè)站觀測(cè)順序和方法，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

表2-2水準(zhǔn)觀測(cè)的技術(shù)指標(biāo)

等級(jí)視線長(zhǎng)度前后視距差前后視距累積差視線高度

特級(jí)WlOmW0.3mW0.5ir.5:0.5m

級(jí)W30in?0.7inWI.Oin三0.3in

二級(jí)W50mW2.0mW3.0n:>0.2m

三級(jí)W75mW5.0inW8.0n:三絲能讀數(shù)

表2-3水準(zhǔn)觀測(cè)的限差要求（單位：mm）

基輔分劃（黑基輔分劃（黑往返較差及

單程雙測(cè)站檢測(cè)已測(cè)測(cè)段

等級(jí)紅面）讀數(shù)紅面）所測(cè)附合或環(huán)線

所測(cè)高差較差高差之差

之差高差之差閉合差

特級(jí)0.150.2W0.1冊(cè)W0.07W0.I5冊(cè)

一級(jí)0.3().5W03&^0.2Vn^0.45

二級(jí)0.50.7<0.7VHW1.5公

光學(xué)測(cè)微法1.01.5

W3.03W2.0冊(cè)W4.5幾

級(jí)中絲讀數(shù)法2.03.0

注：n為測(cè)站數(shù)。

2.3基準(zhǔn)點(diǎn)也測(cè)

現(xiàn)以大壩變形觀測(cè)為例，介紹沉降觀測(cè)分級(jí)觀測(cè)的具體實(shí)施過(guò)程。苜先介紹基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)，

其后介紹沉降點(diǎn)觀測(cè)。

1）觀測(cè)內(nèi)容

采用精密幾何水勝測(cè)量方法測(cè)量水潴基點(diǎn)與，作基點(diǎn)之同的高差，水準(zhǔn)路線宜構(gòu)成㈤合

形式。

2）觀測(cè)周期

基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)的周期一般為1年或半年，即1年觀測(cè)1次或1年觀測(cè)2次。

3）精度要求

精度要求為：每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的中誤差不大于0.5mm。即：

m。=%=K0.5/n/n

P，=%,

式中：4為各測(cè)段往返測(cè)高差之差值；〃為測(cè)段數(shù)；匕為各測(cè)段的權(quán)值：R,為各測(cè)段水準(zhǔn)

路線長(zhǎng)度，以km為單位。

4）觀測(cè)方法

采用國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量方法，或參考表1T,變形測(cè)量等級(jí)取“特級(jí)”或“一級(jí)”。

5）具體措施

（1）觀測(cè)前，儀器、標(biāo)尺應(yīng)晾置30分鐘以上，以使其與作業(yè)環(huán)境相適應(yīng)：

（2）各期觀測(cè)應(yīng)固定儀器、固定標(biāo)尺和固定觀測(cè)人員；

（3）各期觀測(cè)應(yīng)固定儀器位置，即安置水準(zhǔn)儀時(shí)要對(duì)中；

（4）讀數(shù)基輔差互差然工0.15mm（特級(jí)），或AKWO.30mm（一級(jí)）。

2.4沉千點(diǎn)也測(cè)

1）觀測(cè)內(nèi)容

采用精密幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)量工作基點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間的高差，水準(zhǔn)路線多構(gòu)成閉

合形式，或在多個(gè)工作基點(diǎn)之間構(gòu)成附合形式。

2）觀測(cè)周期

不同建筑物沉降觀測(cè)的周期和觀測(cè)時(shí)間，可根據(jù)建筑物本身的具體要求并結(jié)合具體情況

確定。大壩變形觀測(cè)是長(zhǎng)期的，沉降觀測(cè)的周期一般為30天，即每月觀測(cè)1次。

3）精度要求

大壩沉降觀測(cè)最弱點(diǎn)沉降量的測(cè)量中誤差應(yīng)滿足±lmm的精度要求。BP：

4）觀測(cè)方法

采用國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量方法，或參考表8T,變形測(cè)量等級(jí)取“一級(jí)”或“二級(jí)二

5）具體措施

大壩沉降觀測(cè)大部分觀測(cè)是在大壩廊道內(nèi)進(jìn)行的，有的廊道凈空高度偏小，作業(yè)不便，

有的廊道（如基礎(chǔ)廊道）高低不平：坡度變化大，視線長(zhǎng)度受限制，給精密水準(zhǔn)測(cè)量帶來(lái)了

很大困難。為了保證精度，除執(zhí)行國(guó)家規(guī)范的有關(guān)規(guī)定外，還根據(jù)生產(chǎn)單位的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)

沉降觀測(cè)補(bǔ)充如下具體措施：

（1）每次觀測(cè)前（包括進(jìn)出廊道前后），儀器、標(biāo)尺應(yīng)晾置30分鐘以上：

（2）各期觀測(cè)要固定儀器、固定標(biāo)尺和固定觀測(cè)人員：

（3）設(shè)置固定的架鏡點(diǎn)和立尺點(diǎn)，使每次往返測(cè)量能在同一線路上進(jìn)行；

（4）儀器至標(biāo)尺的距離不宜超過(guò)40m,每站的前后視距差不宜大于0.7m,前后視距累積差不

宜大于1.0m,基輔差誤差不得超過(guò)0.30mm（一級(jí)），或0.50mm（二級(jí)）；

（5）在廊道內(nèi)觀測(cè)時(shí)，要用手電筒以增強(qiáng)照明。

2.5液體檸力水率測(cè)量

1）測(cè)量原理

如圖2-4所示,在兩個(gè)完全相

同的連通容器中充滿液體，當(dāng)液體

完全靜止后，兩個(gè)連通管容器內(nèi)的

液面位于同一大地水準(zhǔn)面上。由圖

2-4可知，容器底部的C點(diǎn)和：）點(diǎn)

的高差為：

△九=HD-Hc-—h2

圖2-4液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量原理

要直接精密地量測(cè)出液面離容耀底部的高度hl和h2之值是不容易的。在實(shí)際工作中利

用傳感器來(lái)進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)量，工作極為方便且精度很高。假定傳感器I和II的零位距離容器

底部分別為ai和a2,傳感器測(cè)得兩容器內(nèi)液面的高度分別為匕和b2,則C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的

高差就可以寫成：

幽=（q-4）一（生一名）

以上就是液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量的原理。

2）測(cè)量?jī)x器

圖2-5是用目視法讀數(shù)的最簡(jiǎn)單

的儀器。觀測(cè)頭的玻璃管②固定在木

夾板③上，兩玻璃管用軟管連接起來(lái)。

通常用水作為充填液體。在觀測(cè)頭的

下部有龍頭⑤，它是要將儀器搬運(yùn)至

下一站時(shí)截?cái)嘁后w用的。在玻璃管上

刻有分劃，可直接根據(jù)彎月形液而進(jìn)

行讀數(shù)。玻璃管下面有底座，可放到

觀測(cè)點(diǎn)①上，并根據(jù)圓水準(zhǔn)④安置到

工作位置。這種類型的儀器進(jìn)行水準(zhǔn)

測(cè)量的精度為±lmm,僅用來(lái)作較低精

度的測(cè)量。

現(xiàn)在大多采用自動(dòng)化的遙測(cè)儀

器，這種儀器通過(guò)電傳感器來(lái)測(cè)定液

圖2-5液體靜力水準(zhǔn)儀面高度的變化，其精度可達(dá)±0.01mm。

3）測(cè)量注意事項(xiàng)：

（1）觀測(cè)前向連通管內(nèi)充水時(shí)，不得將空氣帶入，可采用自然壓力排氣充水法或人工排氣

充水法進(jìn)行充水；

（2）連通管應(yīng)平放在地面上，當(dāng)通過(guò)障礙物時(shí)，應(yīng)防止連通管在垂直方向出現(xiàn)Q形而形成

滯氣“死角”：連通管任何一段的高度都應(yīng)低于蓄水罐底部，但最低不宜低于20cm：

（3）觀測(cè)時(shí)間應(yīng)選在氣溫最穩(wěn)定的時(shí)段，觀測(cè)讀數(shù)應(yīng)在液體完全呈靜態(tài)下進(jìn)行；

（4）測(cè)站上安置儀器的接觸面應(yīng)清潔、無(wú)灰塵雜物。儀器對(duì)中誤差不應(yīng)大于2mm,傾斜面

度不應(yīng)大于10,：使用固定式儀器時(shí)，應(yīng)有校驗(yàn)安裝面的裝置，校驗(yàn)誤差不應(yīng)大于±0.05mm：

（5）宜采用兩臺(tái)儀器對(duì)向觀測(cè)；條件不具備時(shí)，亦可采用一臺(tái)儀器往返觀測(cè)；每次觀測(cè)，

可取2?3個(gè)讀數(shù)的中數(shù)作為一次觀測(cè)值；讀數(shù)較差限值，視讀數(shù)設(shè)備精度而定，一般為

0.02?0.04mm.

4）測(cè)量特點(diǎn)

液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是精度高，可遙測(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在危險(xiǎn)之處仍可測(cè)量等：缺點(diǎn)

是儀器須固定，操作不靈活，作業(yè)效率低。

2.6流除見(jiàn)測(cè)數(shù)據(jù)處理

I）觀測(cè)資料的整理

（1）校核：校核各項(xiàng)原始記錄，檢查各次變形觀測(cè)值的計(jì)算有否錯(cuò)誤;

（2）填表：對(duì)各種變形值按時(shí)間逐點(diǎn)填寫觀測(cè)數(shù)值表：

（3）繪圖：繪制各種變形過(guò)程線，建筑物變形分布圖等。

2）觀測(cè)結(jié)果與結(jié)果判定

1.觀測(cè)工作結(jié)束后，應(yīng)提交下列成果：

（I）沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)表；

（2）沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖及各周期沉降展開(kāi)圖：

（3）v-t-s（沉降速度、時(shí)間、沉降量）曲線圖：

（4）p-t-s（荷載、時(shí)間、沉降量）曲線圖（視需要提交）；

（5）建筑物等沉降曲線圖（如觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量較少可不提交）：

（6）沉降觀測(cè)分析報(bào)告。

2.根據(jù)沉降量與時(shí)間關(guān)系曲淺判定沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段。對(duì)重點(diǎn)觀測(cè)和科研觀測(cè)工程，

若最后三個(gè)周期觀測(cè)中每周期沉降量不大丁?2亞倍測(cè)量中誤差可認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段。

?般觀測(cè)工程，若沉降速度小于0.01?0.04mm/d,可認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段，具體取值宜

根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性確定。

3）沉降觀測(cè)實(shí)例

1.概況

某住宅樓為三層結(jié)構(gòu)，施工期間需對(duì)該樓進(jìn)行六次沉降觀測(cè)，布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)共6個(gè)，

具體點(diǎn)位布置見(jiàn)下圖：

產(chǎn)

pi----------------------------E3?-

果fi七懂

圖2-6某住宅樓沉降觀測(cè)點(diǎn)布置施示意圖

2.檢測(cè)儀器：DSi精密水準(zhǔn)儀；2m精密錮鋼水準(zhǔn)尺（2根）。

3.現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)

此次沉降觀測(cè)采用兩次儀器高法進(jìn)行觀測(cè)：現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)，整個(gè)觀測(cè)過(guò)程為一閉合水準(zhǔn)路

線；受現(xiàn)場(chǎng)條件限制時(shí)，可使用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

4.原始記錄整理

每次觀測(cè)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)計(jì)算出每次觀測(cè)后各個(gè)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)高程，同時(shí)計(jì)算出各個(gè)測(cè)點(diǎn)

的