變形觀測技術.ppt

1、變形觀測技術變形監(jiān)測方案的制定,1、變形監(jiān)測方案制定的主要內容 2、變形觀測的精度 3、變形觀測周期與頻率,為什么要進行變形觀測？什么是變形觀測？,工程建筑物的興建，從施工開始到竣工，以及建成后整個運營期間 都要不斷地或周期性的監(jiān)測這些建筑物的變形情況，一般來說，由于各 種因素的影響，工程建筑物及其設備在其運營過程中都會發(fā)生變形，在 一定的限度內，這種變形可以認為是正?，F(xiàn)象，但如果這種變形超過了 規(guī)定的限度，就會影響建筑物的使用，嚴重時，還會危及建筑物的安全 造成人類生命財產的巨大損失。 對可能產生變形的各種自然的或人工的建筑物或構筑體統(tǒng)稱為變形 體。對變形體在運動中的空間和時間域內進行周期性

2、的重復觀測，如地 殼運動中由于地應力的長期累積而可能導致產生地震所進行的地殼變形 觀測；山體不穩(wěn)定可能導致滑坡所進行的坡體變形觀測；采礦、采油和 抽取地下水而導致的地表沉陷監(jiān)測以及攔河大壩的安全穩(wěn)定性監(jiān)測等都 是變形觀測的具體實例。,變形觀測分為變形監(jiān)測和變形檢測,一、變形監(jiān)測方案制定的主要內容,變形監(jiān)測方案的制定必須建立在對工程場地的地質條件、施工方案、 施工周圍環(huán)境詳盡調查了解基礎之上，同時還需與工程建設單位、施工 單位、監(jiān)理單位、設計單位以及有關部門進行協(xié)調。由于變形監(jiān)測方案 的制定將影響到觀測的成本、成果的精度和可靠性，因此，應當認真、 全面的考慮。 一般地，變形監(jiān)測方案制定的主要內容

3、有： 監(jiān)測內容的確定； 監(jiān)測方法、儀器、監(jiān)測精度的確定； 施測部位和測點布置的確定； 監(jiān)測周期的確定。,1、監(jiān)測內容,監(jiān)測內容的確定主要根據(jù)監(jiān)測工程的性質和要求，在收集和閱讀工 程地質勘查報告、施工組織計劃的基礎上，根據(jù)施工周圍的環(huán)境確定變 形觀測的內容。如，建筑物的變形監(jiān)測就可能包含建筑物的沉降監(jiān)測、 水平位移監(jiān)測、傾斜監(jiān)測、裂縫監(jiān)測以及撓度監(jiān)測等。對于危巖滑坡的 成災條件，變形監(jiān)測則主要包括：危巖、滑坡地表、及地下變形的二維 或三維位移、傾斜變化的監(jiān)測；有關物理參數(shù)應力應變、地聲變化的 監(jiān)測；環(huán)境因素地震、降雨量、氣溫、地下水等的監(jiān)測。 2、監(jiān)測方法與儀器 變形監(jiān)測方法和儀器的選擇主要取決

4、于工程地質條件以及工程周圍 的環(huán)境條件，根據(jù)監(jiān)測內容的不同可以選擇不同的方法和儀器。比如對 于局部性的外觀變形監(jiān)測，高精度水準測量，高精度三角、三邊、邊角 以及測量機器人監(jiān)測系統(tǒng)是工程建筑外部變形監(jiān)測的良好手段和方法。 而鉆孔傾斜儀、多點位移儀則非常適合于工程建筑物的內部的變形監(jiān)測。 在礦山地表移動觀測方面，常用水準儀測高差，全站儀測坐標，現(xiàn)已采 用GPS監(jiān)測技術、數(shù)字近景攝影測量技術等，并滿足了變形監(jiān)測的精度 要求。,二、變形觀測的精度,國內外對變形觀測精度的要求存在不同的看法，但有一條比較統(tǒng)一， 即變形觀測的精度取決于變形觀測的目的。為檢測施工變形，其觀測精 度要求較低 ，以能反映施工變形

5、大小為度；為確保建筑物安全的變形觀 測精度要求較高，而為了某些科學研究目的則要求精度更高。國際測量 工作者聯(lián)合會第十三屆會議工程測量組提出：“如果的目的是為了使變形 值不超過某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測的中誤差應小 于允許變形值的1/101/20；如果觀測目的是為了研究其變形的過程，則 其中誤差應比這個值少的多” 工程類型眾多，要求各異，很難規(guī)定一個統(tǒng)一的精度標準。小于允 許變形值的1/101/20的要求取值靈活，易被人們接受，對于很重要的工 程人們還是愿意當時能夠達到的最高精度為標準進行觀測。GB50026-93 工程測量規(guī)范將變形測量劃分為四個等級，并規(guī)定了相應的精度指 標，

6、見表2-1，其精度指標為：變形點水平位移中誤差；變形點垂直 位移中誤差；相鄰點高差中誤差。,表2-1 變形測量的等級劃分及精度要求,對于同類工程建筑物，根據(jù)其結構、形狀不同，要求的精度也有差 異。即使同一建筑物，不同的部位的精度要求也不不同。普通的工業(yè)與民用建筑，變形監(jiān)測的主要內容是基礎沉陷和建筑物本身的傾斜。一般來講，對于有連續(xù)生產線的大型車間（鋼結構、鋼筋混凝土結構的建筑物），通常要求觀測工作能反映出2mm的沉陷量，因此，對于觀測點高程的精度，應在1mm以內。特種工程設備，要求變形觀測的精度高達0.1mm。,（一）按允許變形值求觀測中誤差,變形測量工程采用表2-1中那個等級，須通過建筑物的

7、允許變形值推算求得。建筑物的允許變形值，一般由建筑工程規(guī)范中規(guī)定或由設計單位提出。表2-2列出了部分允許變形值。 表2-2 建筑物的地基允許變形值,注：l為相鄰柱基的中心距離（mm）;Hg為自室外地面起算的建筑物高度；傾斜指基礎傾斜方向兩端點沉降差與其距離的比值；局部傾斜指砌體承重結構縱向610m內基礎兩點的沉降差與其距離的比值。 【例】某大樓高90m，箱形基礎長L1=35m，寬L2=25m，求沉陷觀測點高程中誤差。 （二）變形監(jiān)測網的精度設計 變形觀測除在觀測目標上設立變形觀測點，還需設立基礎點和工作點，由基礎點和工作點組成監(jiān)測控制網。若觀測項目較少，基礎點和監(jiān)測點兼用。對于同一變形觀測工程

8、，變形觀測點能夠達到的精度，除取決于監(jiān)測網對觀測點的測量精度m測，也受監(jiān)測網本身的精度影響。最不利情況是監(jiān)測網中的最弱點m弱施測觀測點，則觀測點的觀測中誤差： m觀= 當m觀由允許變形值確定后，就可以選擇觀測點的測量精度m測和監(jiān)測網的精度m弱： m弱= m觀和m弱可以做適當?shù)恼{整，以確定適宜的監(jiān)測網和觀測點的施測精度。一但m弱解算出后，可根據(jù)網形確定權P弱，由此解得觀測值單位權中誤差m0： m0 = 進而確定監(jiān)測網的測量等級與相應技術要求。,三、變形觀測周期與頻率 相鄰兩次變形觀測的間隔時間為變形觀測周期，簡稱觀測周期。 變形觀測周期確定的基本原則是：根據(jù)建構筑物的變形特征、變形速率、觀測精度要求和工程地質條件及施工過程等因素綜合考慮。觀測過程中，根據(jù)變形量的變化情況，應適當調整。通常應使觀測的次數(shù)能反映出變化的過程。 通常按荷載階段和變形是否穩(wěn)定確定觀測周期，第一階段，從基礎施工開始，對地基的荷載逐漸增加，到滿荷載為止，該階段是沉降最快階段，對于一般高樓建筑通常每升高12層觀測一次，或根據(jù)施工進度715天觀測一次；第二階段，從滿荷載到沉降趨向穩(wěn)定階段（日沉降量0.010.04mm認為穩(wěn)定），一般1個月、2個月、3個月、半年不等至沉降停止。有些建筑需終生觀測直至報廢，觀測周期可1年、2年不等。如在觀測過程中變形速度異常、雨水浸泡、地震等，應增