现代变形监测重点内容与思考题

第1章变形监测概述

一、什么是工程建筑物的变形？对工程建筑物进行变形监测的意义何在？

工程建筑物的变形：由于各种相关因素的影响，工程建筑物及精密设备都有可能随时间的推移发生沉降、位移、挠曲、倾斜及裂缝等现象，这些现象统称为变形。

变形监测：利用专门的仪器和设备测定建（构）筑物及其地基在建（构）筑物荷载和外力作用下随时间而变形的测量工作。

内部变形监测内容主要有工程建筑物的内部应力、温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等；

外部变形监测又称变形观测，其主要内容有建（构）筑物的沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、挠度观测等。

意义：通过变形监测，可以检查各种工程建筑物及其地质构造的稳定性，及时发现问题，确保工程质量和使用安全；

更好地了解建（构）筑物变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，建立正确的变形预报理论和方法；

以及对某种工程的新结构、新材料和新工艺的性能作出科学的客观评价。

二、工程建筑物产生变形的主要原因，及变形的分类？

原因：(1) 自然条件及其变化：建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的变化，以及相邻建筑物的影响等。

(2) 与建筑物本身相联系的原因：如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动荷载的作用、工艺设备的重量等。

(3) 由于勘测、设计、施工以及运营管理方面的工作缺陷，还会引起建筑物产生额外变形。

分类：(1)按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形(2)按变形状态则可分为静态变形和动态变形

三、变形监测的主要任务和目的？

任务：是周期性地对拟定的观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量；或采用自动遥测记录仪监测建（构）筑物的瞬时变形。

目的：(1)监测——以保证建（构）筑物的安全为目的，通过变形观测取得的资料，可以监视工程建筑物的变形的空间状态和时间特性；在发生不正常现象时，可以及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证建（构）筑物的安全。（变形的几何分析）

(2)科研——以积累资料、优化设计为目的，通过施工和运营期间对建筑物的观测，分析研究其资料，可以验证设计理论，所采用的各项参数与施工措施是否合理，为以后改进设计与施工方法提供依据。（变形的物理解释）

四、高层建筑的主要变形特点？

（1）基础较深，需进行基坑回弹测量（2）沉降量较大，需进行沉降观测（3）楼体高力矩大，需进行倾斜观测（4）风荷载大，需进行风振测量（5）墙体温差大，需进行日照变形观测

五、制约变形监测质量的主要因素有哪些？

（1）观测点的布置；（2）观测的精度与频率；（3）观测所进行的时间。

六、确定变形监测精度的目的和原则？

变形监测的精度，取决于建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。如何根据允许变形值来确定观测的精度，因其与观测条件和待测建（构）筑物的类型以及观测的目的相关。

七、确定变形监测的频率主要由哪些因素决定？应遵循什么原则？

（一）因素:观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，同时与观测目的也有关系。（二）原则:

1.变形监测的频率应以既能系统地反映所测变形的变化过程，又不遗漏其变化的时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素的影响来确定。

2.当实际观测中发现异常情况时，则应及时相应地增加观测次数。

八、简述变形监测的主要技术和数据处理分析的主要内容。

主要技术：(1) 地面测量方法：包括常规几何水准测量、三角高程测量、方向角度测量、距离测量等； (2)空间测量技术：包括卫星定位、合成孔径雷达干涉等；(3) 摄影测量和地面激光扫描；(4) 专门测量手段：包括激光准直、各类传感器测量和应变计测量等。 数据处理分析：

１．成因分析（定性分析）：成因分析是对结构本身(内因)与作用在结构物上的荷载（外因），加以分析、研究，确定变形值变化的原因和规律性。

２．统计分析(定量分析)：根据成因分析的结果和其他相关影响，对实测数据进行统计分析，剔除粗差和系统误差的影响，找出分布规律，从而导出变形值与引起变形的有关因素之间的函数关系。

九、我国开展变形监测工作的主要内容。

【沉降观测】（1）基坑回弹测量（2）地基分层沉降观测（3）建筑场地沉降观测（4）建筑物的沉降观测 【位移观测】（5）建筑物水平位移观测（6）建筑物倾斜观测（7）建筑物裂缝观测（8）日照变形观测和风振测量

第2章 垂直位移与水平位移观测

1．测量标志按其性质和用途分别分为哪几种？

工作性质分类：

（1）平面标志用来构成测量建筑物平面位移的平面控制网。

（2）高程标志则构成观测建筑物沉降或进行垂直位移观测的高程控制网。

用途分类：

（1）变形点又称变形观测点：直接埋设在所要观测研究的建（构）筑物上，它们和待测建筑物一起移动，以表明建筑物空间位置的变化。

(2)工作基点即测量控制点：（包括测站点、联系点、检核点和定向点等工作点），仪器安置在工作基点上以测定变形点的平面位置和高程。

（3）基准点：是变形监测控制网的基础，通常埋设在变形地区之外，便于长期保存和具有很好的稳定性，是建（构）筑物是否产生变形的参照点

2．什么叫变形点？有哪些结构要求？

（1）变形点（观测点）应与研究的建筑物牢固地连接在一起，随建筑物的变形而移动。（2）标志能长期保存，不受破坏。（3）变形点与工作基点能互相通视，目标鲜明，便于观测。（4）可安置相应的仪器设备等。

3．什么叫工作基点？平高点？

平高点即平面高程控制点

4．什么叫基准点？基准点的结构和埋置分别有哪些要求？

（1）标志能长期保存。这种标志通常采用钢筋混凝土或金属材料制成。

（2）标志应稳定不动。标志的埋设位置应仔细选择，远离变形区域，并将其基础埋设到可靠的深度上，同时采用专门的稳定结构。

（3）标志的上部结构应便于测量仪器和设备以要求的精度进行安置和对中。标志露出地面的高度要适当，标志之间通视良好，便于观测。

（4）标志头上应有可微动的装置，以便将标志中心移到设计的位置。

5．高程基准点为何采用双金属标志？试用公式推导说明双金属标志的原理。

为了避免由于温度变化对标志高程的影响，可设计并埋设双金属标志。利用钢管和铝管具有不同的温度膨胀系数，在变形监测的同时，测定两管长度的变化差值并加以改正，即可达到消除由于温度变化对标志高程影响的目的。

推导：

假设钢管和铝管原长为L 0，其膨胀系数为：661024，1012--?=?=铝钢αα

实测时由于温度变化的影响，钢管和铝管的实际长度变化为：

钢钢钢L L t L L L ?+=+=000α

铝铝铝L L t L L L ?+=+=000α

因为温度t 未知，且难以测定；故实际测量时，测定钢、铝两管的伸缩差值，即

)(0铝钢铝钢αα-??=-=?t L L L

由前面的假设和推导，得t

L L t L L 铝铝钢钢αα00，=?=? )(0铝钢铝钢αα-??=-=?t L L L 根据上面两式，可得：???????-=-=??-=-=??铝铝钢铝铝钢铝

钢铝钢钢铝钢钢ααααααααααααt L t L L t L t L L 0000)()( 将上式移项后，得??-=???-=?铝

钢铝铝铝钢钢钢ααααααL L ，代入钢、铝的膨胀系数：661024，1012--?=?=铝钢αα

故得到钢、铝两管伸缩量：?-=??-=?2，铝钢L L

6．垂直位移观测的主要内容和测量方法有哪些？

垂直位移观测主要包括：基坑回弹观测、地基土分层沉降观测、建（构）筑物基础及结构本身的沉降观测、地表沉降观测等。

常用方法主要有： 水准测量、液体静力水准测量和三角高程测量等。

7．简述沉降观测点布置的基本要求与具体方法。

基本要求：在拟定沉降观测点的布置方案时，通常是由设计部门提出要求有施工组织计划者提出布置方案，在施工期间进行埋设。

观测点应有足够的数量，观测点应牢固地与待测物体连接在一起，便于观测，并使其在整个观测期间不被破坏。

具体方法：对于民用建筑物，通常在建筑物四角、中点、转角处、沉降缝及伸缩缝的两侧等关键部位布置观测点。

当建筑物较大时，沿着建筑物的周边每隔10～15m 布置一个观测点；

对于混合结构，观测点布置在承重墙上；

对于框架结构，可隔一、二个柱子设观测点。

对于宽度大于15m 且内部有承重墙或支柱的建筑物，或位于膨胀土地区的建筑物，其内部也应布置观测点。

观测点的布置视地基、建筑结构及观测要求而定。

对于一般工业建筑来说，除了柱子基础上布设观测点之外，在主要设备基础的四周以及动荷载四周和地质条件不良之处也要布置观测点。

对于电视塔、水塔、烟囱、油罐、高炉等高耸建（构）筑物，应沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，且点位不少于4个。

当建筑物比较重要而地基情况复杂时，为了研究各土层压实情况，应布置分层沉降观测点。布点时，以布设在基础中心线上为宜，条件不允许时，也可布设在基础边缘。

分层沉降观测点埋设得最大深度应达到理论计算的受压层的底部，其余各层观测点的深度和数量应根据土层和应力的大小而定。

8．什么是沉降水准测量？沉降观测有哪几种方法？

为测定建筑物沉陷量所进行的水准测量工作称为沉降水准测量。

几何水准测量、液体静力水准测量、短视线三角高程测量。

9．沉降水准测量的精度等级是如何确定的？

沉降水准测量精度等级的选取，取决于观测对象预计沉降量的大小和观测目的。

由下列换算公式计算出单程观测测站高差中误差μ，则可得沉降水准测量等级精度指标m 0。250

d M ?=μ 10．沉降水准测量的主要误差来源？测站中误差如何确定？

1.观测误差(1)照准误差(2)符合水准器气泡居中的误差(3)读数误差；

2.仪器误差(1)调焦误差(2)水准尺分划误差(3)尺底不平的误差(4)水准仪的i 角误差；

3.外界条件的影响(水准尺立尺不直的误差和其他外界条件的影响)

(1)单转点法每测站的高差中误差

222外

仪观站单m m m m ++±= (2)双转点法每测站的高差中误差

2222外仪观站双m m m m ++±=

11．水准线路的环线闭合差及限差如何确定？

(3)每测站的高差允许值

站m h 2=?（取2倍测站高差的中误差为每测站的高差允许值）

(4)沉降水准测量环线闭合差的限差

n m n f h h 站限2±=?±= 式中：n 为水准线路环线的测站数

12．观测点高程的中误差如何计算（加权）？

若不考虑起始误差的影响，则H i 1、H i 2的中误差分别为：11n m m i H 站= 111:n P =其权为 i 点的高程 H i 是 H i 1 和 H i 2 的加权平均值，即 n H n H n P P P H P H H i i i i i 21122

12211+=++=

i 点的高程H i 的中误差按加权平均值中误差计算 ： []222222121P m P m P m i i i H H H +±=n

n n m 21站±= 13．什么是水准线路的最弱点？最弱点的沉降量及其精度是如何计算的？

根据误差理论可知，水准环线最弱点就是环线的中点（最弱点即整个水准路线中精度最低点） n n n m m i H 21站±= n m m H 2

max 站±= 14．沉降水准测量实施有哪些要求和注意事项？其观测周期如何确定？ 要求：1．水准线路应力求站数最小，不得超过限制的测站数。 22max

max 2站m m n i ??= 2．当观测点

较多时可组成几个环线，或布设成环内附合线路，但不得附合两次，附合点应选精度较高的点，避开环线上的最弱点。3．如果个别点难以编入环线时，可用中视法观测两次，并在环线上注明。

注意事项：1．工程开测前，应对水准仪和水准尺进行检验和校正。2．观测前应检查各观测点和水准点是否符合要求，有无松动情况，以便作业顺利进行。3．观测时采取措施减少温度和大气折光的影响。 4．施工阶段进行沉降观测时，应纪录观测时的施工进度，以便绘制沉降量与荷载关系曲线图。5．沉降观测中应采取“三固定”的办法来提高观测点沉降量的精度，即在沉降观测中固定观测人员，固定所用仪器和在施测中固定施测路线（镜位与转点）。

15．为什么要进行地基分成层沉降观测？

当建筑物比较重要而地基情况复杂时，为了研究各土层压实情况，应布置分层沉降观测点。布点时，以布设在基础中心线上为宜，条件不允许时，也可布设在基础边缘。

分层沉降观测点埋设得最大深度应达到理论计算的受压层的底部，其余各层观测点的深度和数量应根据土层和应力的大小而定。

16．三角高程测量的基本原理？有哪些误差？如何消除或减小误差的影响？

l i cD a D h AB AB AB -++=2tan R

K c 21-= 球气差改正包括：球差改正f 1和气差改正f 2 R

D f h 221=?= R D K f 222-= 式中： K －大气垂直折光系数；Ｒ－地球曲率半径，取Ｒ=6371km 。22

212)1(cD R D K f f =-=+ R K c 21-= 14.0717====R R r R K 17．倾斜测量的概念？地面倾斜测量主要有哪几种方法？

倾斜测量应包括两类：（1）相对于水平面的倾斜测量；（2）相对于垂直面的倾斜测量。 相对于水平面倾斜测量的主要方法有三种：（1）精密水准测量方法（2）倾斜仪测量方法（3）液体静力水准测量方法

18．倾斜测量仪如何分类？主要有哪几种？

倾斜仪按用途分为两类：（1）测量水平度的倾斜仪；（2）测量垂直度的倾斜仪。

倾斜仪按构造分为三类：（1）水准管式倾斜仪（气泡式）； （2）电子倾斜仪；（3）垂直钟摆式倾斜仪。

19． 液体静力水准测量的基本原理？其读数方法有哪几种？

基本原理就是物理学中的连通管原理。假设两容器中：1、液体的密度分别为ρ1、ρ2 ；2、液面所受压强分别为p 1、p 2 ；3、液面至假定高程基准面的高程为H 1、H 2 ；4、重力加速度为g 根据贝努利方程: 222111H g p H g p ??+=??+ρρ, b a h -=

如图所示，A 、B 两点的高差： ()()212121b b a a H H h ---=-=?

读书方法：

1．目视法

采用容器壁上分划线的读数，直接目视读取液面的位置。该法由于刻划误差以及人眼分辨率的限制，很难达到较高的精度，一般为±1mm 。结构简单，使用方便。

2．目视接触法

利用转动测微器（测微圆环），带动触针（水位指针）上下移动。根据光学折射原理，在液体表面上下方，可同时观测到触针的实象和虚象。移动触针并观测液体表面，当触针尖端的两象正好接触时，说明此时触针尖端正好与液体表面接触，由目视测定，而液面位置读数则由测微器读出。该法具有较高的精度，其最小读数可达0.01mm 。

以上两种方法有着共同的缺点：存在人的读数误差，不能进行远距离测量，逐点观测工作量繁重且效率低。最大的缺点是不能实现观测自动化，不能进行连续观测。这就失去了液体静力水准测量的一大特点，也限制了仪器的使用范围。

3．传感器法

利用液面上的浮体与位移传感器相连，当液面高度变化时，使得浮体升降，引起传感器电量发生变化，从而完成非电量（液体升降值）向电量转换的过程。

4．光电接触法

采用控制电路装置带动触针上下移动，当针尖与液面（此时液体必须是导电液）接触的瞬间，电路自动记录信号，经处理后可计算出液面的位置，精度可达±0.02mm 。

20．液体静力水准测量主要误差来源？适用场合？

误差来源1．观测误差 — 有读数、目视、接触判断误差等

2．仪器误差①仪器的零点误差②仪器安置误差③观测头倾斜误差④量测设备的误差⑤观测

系统联结部件温度变形误差⑥液体流失造成的误差

3．外界条件的影响①外界振动的影响②温度的影响③气压的影响④液体蒸发的影响⑤液体污染的影响

具体应用： 1．液体的选用，在液体静力水准系统中，可使用的液体包括： 水、汞（水银）、酒精和油等，各有优缺点。 2．应用场合①大型水电枢纽的沉降位移观测（廊道内）；②现代大型实验设备的安装、调试和监测； ③高速轨道和大型平面的抄平；④地震预报及地质构造和固体潮的测定；⑤辐射、污染地区和场所的自动遥测等。

第2章 垂直位移与水平位移观测

一、简述基准线法进行水平位移观测的基本原理，及需注意的主要问题。

视准线法又称基准线法，测量的原理是以通过建筑物轴线或平行于建筑轴线的固定不变的铅直平面为基准面，并以此为根据测定建筑物的水平位移。

视准线法进行水平位移观测的主要问题：1. 保证基准面稳定(1) 端点强制对中,对中误差<0.1mm(2) 检核端点变化,并施加改正2. 提高观测精度(1) 精密设计测量标志点的照准觇牌

(2) 选择良好的观测时段,优化观测程序

二、基准线法主要有哪几种具体观测方法？【各有何优缺点？主要误差来源？?无】

1. 活动觇牌法:活动觇牌法又称移动觇牌法，是利用直接安置在观测点上的移动觇牌来测量偏离值。 移动觇牌读数尺上最小分划为１ｍｍ，利用游标可以读到0.01ｍｍ。

2.测小角法:测量小角度法是利用精密经纬仪（如DJ2型以上的经纬仪）精确地测出基准线与置镜点到观测点视线之间所夹的微小角度，并按下式计算偏离值。

i i i s αtan ?=?→i i i s ρα=? 3. 激光准直法：激光准直法是由激光束建立基准线的方法，根据其测定偏离值的原理不同，又可分为激光经纬仪准直与波带板激光准直。 (1)激光经纬仪准直(2)波带板激光准直

4. 引张线法 ：在两端工作基点A 、B 上用重锤拉紧一直径约0.6mm ～1.2mm 的不锈钢丝建立基准线，测定中间各观测点的偏离值。三测回观测平均值的精度可达±0.03mm 。

三、基准线端点的检核主要有哪几种方法？如两端点确有位移，则对观测点偏离值有何影响，推导公式并分析其精度。

1.三角测量法；

2.后方交会法 ；

3.延长基准线法

对于基准线观测，如图所示，当端点Ａ、Ｂ由于本身位移而变动到了Ａ’ 、Ｂ’时，则对P 点进行观测所得到的偏离值不再是L i ’，而变成了L i 。

由图不难看出，端点位移对偏离值的影响为:

()b b a S S L L AB

iB i i i ?+?-?=-'=δ P 点实际偏离AB 基准线的偏离值为: iB AB i i i i S S b a b L L L ?-?+

?+=+='δ 假设P i 点首次观测时，偏离基准线的偏离值为L ’0i ，则所求该点的实际位移值为 :

()i iB AB

i i i i i L S S b a b L L L d 00'-?-?+?+='-+=δ 因观测点至基准线端点距离为一常数，令 AB

iB i S S K =

故上式写成： ()i i i i i L b K a K L d 0

1'-??-+??+= P i 点位移值的精度计算公式 :

()22221222端测m K K m m i i d i ?+-+=对上述中误差计算公式进行分析：（1）当观测点在基准线中点时，取21==AB iB i S S K → 222212端测m m m i d += （2）当观测点靠近任一端点时，取近似值 ： 10==i i K K 或→ 2222端测m m m i

d += 对基准线法的精度进行分析：

（1）当观测点在基准线中点时：2222

12端测m m m i d += （2）当观测点靠近任一端点时：2222端测m m m i

d += 由此可见，观测点越靠近基准线端点，则端点位移对变形观测的影响越大。

但此时，实际测定观测点偏离值的精度较高，因此，在实际变形观测工作中，仍认为在整条基准线上测定观测点位移值的精度均匀一致，即整条测线上任意点位移值的精度比较接近。

四、推导并分析测小角法的精度公式，如何确定测小角法的观测测回数？

测小角法基本公式： i i i s ρα=

? 中误差：

222222211i

i i S i i m m S m αρρα+=? 1.对距离的测量精度要求

因测距精度明显高于测角精度，通常取 i

i S i i m m S ραρα31

=→i S i i m m αρ??=?16.3 i S i i m m αρ??=?16.3→i i S s m m i i ???=?16.3→i

i S i i m S m ??=?16.3 假设ｍΔi =0.5ｍｍ，Δi ＝40ｍｍ ，则253

1==i S S m K i 假设ｍΔi =0.5ｍｍ，Δi ＝100ｍｍ ，则6321=

=i S S m K i

规定测小角法对距离的测量精度要求为： 2000

1≤K 2.对角度的测量精度要求

因实际工作中的测距误差非常小，故略去中误差公式右边第二项后，即可得：

222222211i i i S i i m m S m αρ

ρα+=?→i S m m i i ρα=? 观测小角度时主要误差来源为照准误差，由误差传播定律可求得：

v m m v 06''±==α→v S m S m i v i i

06''?±=?=?ρρ 角度测回数n 的确定

设测站至观测点的水平距离S =200m ，测定偏离值的精度为m Δ=0.5mm 。现用望远镜放大倍数为40倍的DJ1级经纬仪进行观测，那么小角度应观测几个测回？ s ρα=?→S m m ρα=? 测量小角度必须满足的精度25.05.01000

200520626''±=??''±==?m S M ρ

α 小角度观测一测回的中误差 5.14006''±=''±==v m m α 所以要使小角度达到规定的精度，则小角度观测的测回数n 应满足

n

m M αα=→3.852.05.122

22==≥ααM m n 取测回9=n

五、绘图说明前方交会法进行水平位移观测的基本原理，并计算位移值。

前方交会法的基本原理是利用两个或两个以上稳定的已知点作为测站

点和定向点，分别用高精度光学经纬仪（或电子全站仪）测定观测点方

向与定向点方向之间的水平角，从而求出待定观测点的坐标。不同周期

观测所得到的坐标差，即为该点的位移量。

A

P A P AP x x y y --=αtan ααα-=AB AP βαα+=BA BP 位移值计算BP AP P B A x αα?+?=?11 BP AP P B A y αα?+?=?22

待测点P 的总位移量： 22P P y x P ?+?=?其位移方向由Δx P 和Δy P 的符号确定。

六、简述建筑物产生倾斜和裂缝的主要原因。

倾斜的主要原因: 由于建筑物地基基础的整体不均匀沉降(或其他工程质量原因)。 裂缝的主要原因: 由于建筑物地基基础的局部不均匀沉降(或其他工程质量原因)。

七、一般建筑物的倾斜观测主要有哪几种方法？倾斜角、倾斜度和倾斜位移量如何计算？ 倾斜度: H i ?==αtan 倾斜位移值Δ: L

H i δα=?==tan (Ｌ－建筑物的基础宽度；δ－ＡＢ的不均匀沉降差；Ｈ－建筑的高度)

1．沉降量计算法 ;2．经纬仪投影法 3．经纬仪测算法4．电子倾斜仪法;5．近景摄影测量法;6．三维激光扫描仪

八、简述经纬仪投影法和经纬仪测算法的【区别无】和观测步骤。

经纬仪投影法:用经纬仪对建筑物的上下墙角进行投影，再用图解的方法得到该建筑物的倾斜位移值。

经纬仪测算法步骤：

1. 在建筑物延长线上, 距墙角1.5~

2.0H(楼高)的地面P 1点安置经纬仪(或全站仪),并测量仪器至墙角的距离L 1

2. 测定建筑物顶部和下部两观测点标志间的水平角θ1

3. 计算倾斜偏离值: 111L e ρθ'

'= 4. 首次观测得到e 10, 以后第i 观测周期结果为e 1i ,则建筑物的倾斜位移值为:

110111011L L e e i i i ρθρθ''-''=-=? ρθθ'

'-=?11011)(L i i 5. 在AP 1的垂直位置上, 用上述同样方法选定P 2点安置经纬仪, 测算得建筑物在该方

向上的倾斜位移值:ρθθ''-=?22022)(L i i 6. 综合P1和P2两点所测算得到的建筑物在各自方向上的倾斜位移值Δ1和Δ2得到该建筑物总的倾斜位移值: 222

1i i i ?+?=?

九、绘图说明利用纵横轴线法进行塔式建筑物倾斜观测的原理和步骤。

（1）在塔式建筑物纵横两轴线的延长线上选定测站点C 1，与建

筑物之间的距离约为建筑物高度Ｈ的1.5～2倍，选一起始方向

Ｄ１点，用经纬仪观测1、2和3、4点。得到方向值： β1、 β2、

β3和 β4

（2）分别计算建筑物底部中心位置a 1和顶部中心b 1的方向值:

βa 1和 βb1

22

11βββ+=a 24

31βββ+=b

（3）计算建筑物顶部中心a 1相对于底部中心b 1的倾斜角: θ1

111b a ββθ-= 2

)()(43211ββββθ+-+= 若倾斜角θ1=0, 则无倾斜

（4） 计算建筑物在C 1a 1垂直方向上的倾斜位移量: e 1

1

1

1L e ρθ''= )(2)()(143211R d e +?''+-+=ρββββ （5）用上述同样的方法,在C 1a 1的垂直方向上选定另一测站点C 2,依次观测5、6、7、8点，得各点方向值： β5、 β6、β7和 β8

（6）计算建筑物在C 2a 2垂直方向上的倾斜位移量: e 2

222L e ρθ'

'= )(2)()(287652R d e +?''+-+=ρββββ （7）计算建筑物总倾斜位移值Δ及倾斜度 i

2221e e +=? H

i ?==αtan 十、试推导前方交会法进行塔式建筑物倾斜观测的基本公式。

已知地面A 、B 两点坐标：

（x A ，y A ）、（x B ，y B ）

待测建筑物顶部中心点为P 点。

（1）在A 、B 两点上分别安置经纬仪，瞄准P 点或其边缘，测算

出α和β角。

（2）计算待定点P 点坐标（x P ，y P ）,基本公式:

)cos()

sin(sin cos ααβαβα-+==-AB AB AP AP A p D D x x )sin()

sin(sin sin ααβαβα-+==-AB AB AP AP A p D D y y 由基本公式:

)cos()

sin(sin cos ααβαβα-+==-AB AB AP AP A p D D x x 得到：

)sin sin cos (cos sin cos cos sin sin cos ααααβαβαβαAB AB AB AP AP A p D D x x ++==-

分子分母同除以βαsin sin 得

βααααcot cot sin cot cos ++=

-AB AB AB AB A p D D x x 得到：

β

ααβαβαβααcot cot cot )(cot cot )cot (cot cot cot cot +-+-+++=+?+?+=A B A B A AB AB A p y y x x x y x x x 得到β

ααβcot cot cot cot ++-+=B A B A p y y x x x 再根据第二个基本公式: )sin()sin(sin sin ααβαβα-+==-AB

AB AP AP A p D D y y 同理得到

β

ααβcot cot cot cot +-++=B A B A

p x x y y y 若首次观测得到: ),(00P P y x 则倾斜位移量为: ???-=?-=?0

0P Pi Pi P Pi Pi y y y x x x 第i 次观测时,P 点总位移量为: 22Pi Pi y x ?+?=?

第3章 变形观测新技术及工程实例

1．全球定位系统GPS 进行工程建（构）筑物变形监测的特点和应用方式有哪些。

特点：1．测站间无须通视;2．可同时提供监测点的三维位移信息;3．全天候监测;4．监测精度高;5．GPS 大地高可用于垂直位移测量;6．操作简便，易于实现监控自动化; 7．具有严格定义的参考系统8．利用GPS 进行变形监测，存在的缺点：（1）GPS 观测会受到现场环境的影响（2）GPS 信号受大气的影响

应用方式：1．地壳形变观测（1）甚长基线干涉测量系统（VLBI ）（2）卫星激光测距系统（SLR ）

（3）全球定位系统（GPS ）2．大坝变形观测3．高层建筑物变形观测 4．大型桥梁变形观测

2．GPS 变形监测的主要过程、步骤应注意的问题。

1．GPS 观测站选择与标志建立

（1）GPS 测站的设置应尽可能避开易产生多路径效应和易受电磁场影响的地方。

（2）GPS 测站应设立稳固的标石，尽量采用强制对中装置，保持点位的稳定，便于长期观测。

（3）GPS 接收天线应高出地面0.5米以上。

（4）GPS 参考站与监测点之间距离不要太远。

2．观测模式的选择

GPS 变形监测分为定期重复观测和连续性观测两种模式。

3．数据采集与传输

4．GPS 数据处理

3．SAR 为什么要采用侧视和合成孔径雷达成像？

斜视SAR 波束指向灵活机动，提高了载机平台的安全性和隐蔽性。斜视SAR 可对前方目标提前成像，对后方目标再次成像，能灵活的选择成像区域。

主要特点：高精度（可达毫米级）、大范围、全天候

4．什么是InSAR ？与SAR 有何区别？在使用中有哪些局限性？

合成孔径雷达干涉测量是上世纪60年代逐步发展起来的一种遥感技术。简称：InSAR ；SAR 是合成孔径雷达遥感成像。InSAR 是1．合成孔径雷达遥感成像（SAR ）2．电磁波干涉测量两大技术的融合

局限：1、在实际干涉数据处理中，采用三角函数运算则丢失了相位的整周数，只能得到干涉相位的主值（即缠绕相位），必须通过解缠算法恢复相位完整值。 2、由于相位差的周期性变化，反映在干涉图上表现为干涉条纹。 3、干涉条纹在陆地区域是连续的，较为清晰；

但在水域地区，干涉条纹比较模糊，主要由信号噪声引起。

5．二次差分干涉DInSAR的目的是什么？有哪几种方法？

上述干涉相位中包含五个分量，其中参考分量和地形分量具有显著影响，必须在提取地表形变信息时从初始干涉图中予以剔除，这就是所谓的二次差分干涉DInSAR（Differential InSAR）在忽略大气和噪声影响的前提下，DInSAR的具体方法主要有三种：两轨法、三轨法、四轨法

6．缠绕相位和相位解缠的含义是什么？

在合成孔径雷达干涉测量的实际干涉数据处理中，采用三角函数运算则丢失了相位的整周数，只能得到干涉相位的主值（即缠绕相位），必须通过解缠算法恢复相位完整值。

7．近景摄影测量用于变形监测主要有哪几种摄影方式，绘图表示并说明其特点。

地面立体摄影测量根据主光轴和摄影基线的相对位置不同，其摄影方式分为正直摄影、等偏摄影、交向摄影和等倾斜摄影等。

1．正直摄影是立体像片对的摄影主光轴水平，相互平行并且都垂直与摄影基线方向。2．等偏摄影是立体像片对的摄影主光轴水平，相互平行且与摄影机基线的垂直方向偏离一定的角度。

3．交向摄影方式是指左，右摄影机主光轴在保持水平的情况下，相交成γ角的摄影方式。4．等倾摄影将地面摄影仪的摄影机光轴向上或向下在左右摄影站上作等倾ω角的摄影。8．简述三维激光扫描仪的分类和技术特点。

三维激光扫描仪按测量方式划分有3种：1．基于脉冲式原理；2．基于相位差原理；3．基于三角测距原理。按用途可分为2种：1．室内型；2．室外型。

各种三维激光扫描仪的技术特点

1．脉冲式三维激光扫描仪测距范围最大（几百到几公里）、而且不受环境光线影响，但单点精度较差，扫描频率较低，适合于室外和大型工程使用。

2．基于三角测距原理的三维激光扫描仪由于测量距离有限，受环境光影响较大，但测量精度极高、扫描频率快，适合用于室内精度要求很高的环境。

3．基于相位式的三维激光扫描仪结合了以上两种方式的优点，同时也继承了两种方式的缺点。测距范围和受环境影响程度比三角式好，精度和扫描频率比脉冲式好。

第4章变形观测数据处理

1．变形监测技术资料主要包括哪些内容？

变形监测技术资料主要包括：1．变形监测技术方案设计（监测方案编制）；2．变形监测工作技术总结；3．变形观测数据、计算、分析等成果的编制与汇总。

2．变形监测方案编制的步骤和主要内容。

监测方案编制的步骤（1）收集监测工作所需的基础技术资料；（2）现场踏勘，了解掌握周围环境；（3）编制监测方案初稿；（4）会同有关部门（包括甲方、施工方、监理方等）确定各类监测项目和数据的控制基准；（5）监测方案上报审查、修改完善、报批执行。

监测方案的主要内容：（1）工程概况；（2）监测工作的目的与意义；（3）监测工作执行的技术标准；（4）监测的具体项目与测量点位的布设（包括图件）（5）各监测项目的观测周期与频率；（6）监测仪器设备、精度，以及具体观测方法；（7）监测人员的配置、分工与工作职责；（8）监测资料的整理、数据处理与变形分析方法；（9）监测工作进度、工期、上报的对象与时限；（10）项目管理与质量控制制度、注意事项及建议等。

3．简述建筑物变形观测资料整理和整编的主要内容和步骤。

主要工作是对现场观测所取得的资料加以整理、编制成图和说明，使他们成为可供使用的成果。其具体内容应包括：1. 校核各项原始记录，检查各观测周期变形观测值的计算是否有错误；2. 对各种变形值按时间逐点填写观测数值表、存档或建立数据库; 3.绘制各种变形过程线，建筑物（或基础）变形分布图。

变形观测资料整编工作的主要内容是将变形观测值绘制成各种便于分析的图表，包括：（一）观测点变形过程线，某观测点的变形过程线是以时间为横坐标，以累计变形值（位移、沉陷、倾斜、挠度等）为纵坐标绘制成的曲线。观测点变形过程线可直观地反映出变形的趋势、规律和幅度，对于初步判断建筑物的工作情况是否正常是非常有用的。

（二）建筑物变形分布图，常用的变形分布图有：

1．变形值剖面分布图，这种图是根据某一剖面上各观测点的变形值绘制而成的。分水平剖面图和竖直剖面图，能更直观的反映同一水平上的位移、沉降和挠曲的情况。

2．建筑物（或基础）沉降等值线图，为了了解建筑物或基础的沉降情况，需绘制沉降等值线图，以及建筑物周边地面的等降曲线图。

4．简述建筑物变形观测资料分析的主要目的和主要内容。

主要目的：该阶段是分析归纳建筑物变形过程、变形规律、变形幅度、分析变形的原因，变形值与引起变形因素之间的关系，最好能找出它们之间的函数关系表达式，进而判断建筑物的工作情况是否正常。

在积累大量观测数据后，就可以进一步找出建筑物变形的内在原因和规律，从而修正设计的理论以及所采用的各类经验公式等。

具体内容：１．成因分析（定性分析）２．统计分析(定量分析)

5．定性分析？统计分析？

１．成因分析（定性分析）：成因分析是对结构本身(内因)与作用在结构物上的荷载（外因），加以分析、研究，确定变形值变化的原因和规律性。

２．统计分析(定量分析)：根据成因分析的结果和其他相关影响，对实测数据进行统计分析，剔除粗差和系统误差的影响，找出分布规律，从而导出变形值与引起变形的有关因素之间的函数关系。

建筑物沉降观测点设置与观测要点教学内容

建筑物沉降观测点设置与观测要点

建（构）筑物沉降观测点的设置与观测要点 沉降观测在建筑物的施工、竣工验收以及竣工后的监测等过程中，具有安全预报、科学评价及检验施工质量等的职能。通过现场监测数据的反馈信息，可以对施工过程等问题起到预报作用，及时做出较合理的技术决策和现场的应变决定。 一、相关规范及规范性文件要求 经建设部批准《工程测量规范》（GB50026-2007）为国家标准，自2008年5月1日起实施。其中，第5.3.43（1）、7.1.7、7.5.6、10.1.10条（款）为强制性条文，必须严格执行。《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）为行业标准，自2008年3月1日起实施。其中，第3.0.1、3.0.11条为强制性条文，必须严格执行。原《工程测量规范》（GB50026-93）和《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）同时废止。 此外，经江苏省建设厅审定，确定《建筑物沉降观测方法》（DGJ32／J16-2006）为江苏省工程建设强制性标准，于2006年6月1日起实施，是目前省内建筑物沉降观测参考的主要规范依据。 2008年4月，昆山市建筑业协会制定《关于对创优工程进行现浇楼板厚度、钢筋保护层厚度检测和建筑物沉降观测的通知》（昆建协字（2008）第11号），对本地区创优工程沉降观测的观测点布设、观测周期及时间等要求进行明确，进一步规范了本地区创优工程的沉降观测。 二、沉降观测的对象 根据《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）第3.0.1条（强条）及昆建协字（2008）第11号文要求，下列建筑物在施工及使用期间需进行沉降观测： A、地基基础设计等级为甲级的建筑物； B、复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物；

《建筑物变形监测》Word

第六章 建筑物变形监测 由于各种因素的影响，建筑物在施工和使用过程中，都会发生不同程度的沉降与变形。所谓变形是指建（构）筑物在建设和使用过程中，没能保持原有设计形状、位置或大小，或是建筑引起周围地表及其附属物发生变化的现象。工程建筑物(或构筑物)变形的量——变形量，通常指建筑物的沉降、倾斜、位移、弯曲以及由此可能产生的裂缝、挠曲、扭转等。对于不同的建筑物，其允许变形值的大小不同。在一定限度之内，变形可认为是正常的现象，但如果变形量超过了建筑物结构的允许限度，就会影响建筑物的正常使用，或者预示建筑物的使用环境产生了某种不正常的变化，当变形严重时，将会危及建筑物的安全。因此，为确保建筑物的安全和正常使用，在建筑物的施工和使用过程中需进行变形监测。 6.1 建筑物变形监测 建筑物变形监测是指对监视建筑物进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征，及时发现不正常变形。变形监测又称变形测量或变形观测。变形监测的结果用变形量来表示，变形测量的内容则由变形测量对象的性质、目的等因素决定。 表达变形量的常用数据指标有移动指标：下沉i W 、水平移动i U ；变形指标：倾斜i 、曲率K 、水平变形ε。 6.1.1移动指标 设i 为监测点的编号，如图6-1。某点的沉降i W 和水平移动i U 如下。 （1）下沉 0i i i W H H =- （6-1） 式中i H 为第i 点计算时刻的高程；0i H 为第i 点初始高程。 (2)水平移动 0i i i U L L =- (6—2) 式中i L 为第i 点到控制点B 的计算时刻的长度；0i L 为第i 点到控制点B 的初始长度。 6.1.2变形指标 由于图6-1中各点的下沉、水平移动各不相同，便产生点位的相对变化，于是产生了变形，变形指标如下。 （1）倾斜。可用相邻工作点2和3的下沉差除以两点间的距离23S 求得； 3223 ,/W W i mm m S -= (6—3)

变形观测与数据处理复习

《变形观测与数据处理》考试复习要点 题型：填空题（20分） 名词解释（10分） 简答（20分） 综合题（问答、计算、填表、绘图等）（50分） 关注课后思考题 第一章概述：变形监测意义与目的；监测周期、精度；监测点、基准点布设原则； 变形观测的定义 通过一定的观测方法和仪器测定构筑物或 工程建筑物各种变形量大小的工作。 变形观测的目的: 1、分析与评价建筑物的安全状态 2、验证设计数据 3、反馈设计施工质量 4、研究正常变形规律和预报变形的方法 ◆安全：其目的是监测建（构）筑物在施工 过程中和竣工后，投入使用中的安 全情况； ◆设计施工：验证地质勘察资料和设计数据 的可靠程度，以改进设计理论和施 工方法；

◆ 科研：研究变形的原因和规律，建立正确 的预报模型，准确的分析预报。 变形观测的意义 1、安全 2、验证与改进设计 3、科学研究 对于机械技术设备：为改进提供技术数据 对于滑坡：成因预报 对于矿山：开挖量加固方法 对于地壳运动： 监测周期:根据变形物的大小、速度而制定出的监测频次。 1）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。 2）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。 3）当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。 4）建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。 观测点（监测点/工作点）布设方案 一般原则： ? 反应整体变形（均匀布点）； ? 变形量大的地段多布点； ? 工程重点地段多布点； ? 其它原因专门提出； ? 有利于观测 1.3.1 精度确定依据 具体工程建筑物的允许误差大小、变形 速度、变形观测的目的 一般而言：从安全角度：观测中误差应小于 允许变形量的1/10～1/20；典型精度±1mm 或相 对精度为10-6 从科学研究角度：应尽量提高精度 2、精度确立原则： 实用、经济、科学、实际 沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。 1）多层建筑物的沉降观测，可采用DS 3水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过 （n 测站数）。 2）高层建筑物的沉降观测，则应采用DS 1精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过: 沉降监测方法； 观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm 。 mm 0 .2n ±mm 0.1n ±

变形监测技术与应用

1.什么是变形? .什么是变形监测?变形监测的目的是什么?变形监测的意义? 变形监测的主要内容有哪些? 答：变形是物体在外来因素作用下产生的形状和尺寸的改变。 变形监测是对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。 目的：1、分析和评价建筑物的安全状态。2、验证设计参数。3、反馈设计施工质量。4、研究正常的变形规律和预报变形的方法。 意义：1、对于机械技术设备：则保证设备安全、可靠、高效地运行：为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据。 2、对于滑坡：通过监测其随时间的的变化过程：可进一步研究引起滑坡的成因：预报大的滑坡灾害。 3、通过对矿山由于矿藏开挖引起的实际变形的观测：可以控制开挖量和加固等方法：避免危险性变形的发生：同时可以改进变形预报模型。 4、在地壳构造运动监测方面：主要是大地测量学的任务。但对于近期地壳垂直和水平运动等地球动力学现象、粒子加速器、铁路工程也具有重要的工程意义。 内容：现场巡视、环境量监测、位移监测、渗流监测、应力、应变监测、周边监测。 2.变形监测技术的发展趋势。 答：由于变形监测的特殊要求：一般不允许监测系统中断监测：就要求监测系统能精确、安全、可靠长期而又实时地采集数据：而传统的设备难以满足要求：因此：科研人员在现有自动化监测技术的基础上：有针对性的研发精度高、稳定性好自动化监测仪器和设备。这方面成果有：自动化监测技术、光纤传感检测技术、CT技术的应用、GPS 在变形监测中应用、激光技术的应用、测量机器人技术、渗流热监测技术、安全监控专家系统 3. 变形监测工作有何特点：常用变形监测技术方法有哪些? 答：特点：1、周期性重复观测2、精度要求高3、多种观测技术的综合运用4、监测网着重于研究点位的变化。 测量技术：1、常规大地测量方法。如：三角测量、交会测量、水准测量。2、专门的测量方法。如：视准线、引张线测量方法。3、自动化监测方法。4、摄影测量方法。5、GPS等新技术的应用。 4. GPS用于变形测量有何优点? 答：速度快、全天候观测、测点间无需通视、自动化程度高：能进行同步变形监测：并实现了数据采集、传输、处理、分析、显示、存储等：测量精度可达到亚毫米级。6.变形观测中观测精度是如何确定的? 变形观测中确定观测周期的原则： 答：如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全：则其观测的中误差应小于允许变形值的十分之一~二十分之一：如果观测的目的是为了研究其变形的过程：则其中误差应比这个数小得多。当存在多个变形监测精度要求时：应根据其最高精度选择相应的精度等级：当要求精度低于规范最低精度要求时：宜采用规范中规定的最低精度。变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则：根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。 7.为什么要对变形监测资料进行检核?检核的方法有哪些? 答：资料分析工作必须以准确可靠的的监测资料为基础：在计算分析之前：必须对实测资料进行校核检验：对监测系统和原始资料进行考证。这样才能得到正确的分析成果：发挥监测资料应有的作用。 校核方法：任意观测元素：如高差、方向值、偏离值。倾斜值等/：在野外观测中均具有本身的观测校核方法：可参考有关的规范要求。进一步校核是在室内所进行的工作：具体有：1、校核各项原始记录检查各次变形值的计算是否有误。可通过不同方法的验算、不同人员的重复计算来消除监测资料中可能带有的错误。2、原始资料的统计分析。可采用统计方法进行粗差检验。3、原始实测值的逻辑分析。根据监测点的内在物理意义来分析原始实测值的可靠性。 8.如何用一元线性回归分析法对变形资料进行检核? 答：1、利用式求得变量y和x的相关系数：查阅相关系数的临界值表：判断y和x线性相关是否密切。2、利用式na+[x]b-[y]=0[x]a+[xx]b-[xy]=0 (n：观测值的个数、[]：求和计算：求回归方程=a+bx的回归系数a,b,建立回归方程。3、在回归直线两侧根据2s画两条平行线：检查新的变形值是否出现在这两条直线所夹的区间内：当观测值超出这一区间时：应作专门分析。 9.变形观测资料整理的主要内容包括哪些?成果表达的形式有哪些? 答：内容：1、收集资料：如工程或观测对象的资料、考证资料、观测资料及有关文件等。2、审核资料：如检查收集的资料是否齐全：审查数据是否有误或精度是否符合要求：对间接资料进行转换计算：对各种需要修正的资料进行计算修正：审查平时分析的结论性意见是否合理等。3、填表和绘图：将审核过的数据资料分类填入成果统计表：绘制各种过程线、相关线、等值线图等：按一定顺序进行编排。 4、编写整理成果说明：如工程或其他观测对象情况、观测工作情况、观测成果说明等。 成果：文字、表格、图形：也可采用现代科技如多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术进行表达。变形监测、分析、预报的技术报告和总结是最重要的成果。 13.工程建筑物变形的原因是什么?工程建筑物变形监测的内容及意义是什么? 答：原因：建筑的自重、使用中的动载荷、振动或风力因素引起的附加载荷、地下水位的升降、地质勘探不充分、设计错误、施工质量差、施工方法不当等。 内容：1、垂直位移监测2、水平位移监测3、倾斜观测4、裂缝观测5、挠度观测6、摆动和转动观测 意义：1、掌握建筑物的稳定性：为安全运行诊断提供必要的信息：以便及时发现问题并采取措施。2、理解变形的

建筑物沉降观测记录

建筑物沉降观测记录 鲁JJ—074 工程名称德州帝景苑小区D楼水准点编号M0 测量仪器 及型号 水准仪 NAL132 水准点所 在位置 东方红路中心水准点高程21.200 仪器检定日期2006年8月6日观测日期自2006年8月10日至 2006 年10月2日 观测点布置简图： 观测点编号观测日期 荷载累加 情况描述 实测标高 m 本期沉降 量（mm） 总沉降量 （mm） 备注 M10 2006年8月10日一层施工完成20.3000 0 0 M102006年8月18日二层施工完成20.2999 0.1 0.1 M102006年8月25日三层施工完成20.2995 0.4 0.5 M102006年9月5日四层施工完成20.2993 0.2 0.7 M102006年9月10日五层施工完成20.2990 0.3 1.0 M102006年9月14日六层施工完成20.2984 0.6 1.6 M102006年9月16日七层施工完成20.2982 0.2 1.8 M102006年9月21日八层施工完成20.2982 0 1.8 M102006年9月26日九层施工完成20.2982 0 1.8 M102006年10月2日十层施工完成20.2981 0.1 1.9 观测单位名称中国建筑技术集团有限公司 观测单位印章项目(专业)技术负责人审核人施测人

建筑物沉降观测记录 鲁JJ—074 工程名称德州帝景苑小区D楼水准点编号M0 测量仪器 及型号 水准仪 NAL132 水准点所 在位置 东方红路中心水准点高程21.200 仪器检定日期2006年8月6日观测日期自2006年10月8日至2006年11月28日 观测点布置简图： 观测点编号观测日期 荷载累加 情况描述 实测标高 m 本期沉降 量（mm） 总沉降量 （mm） 备注 M102006年10月8日十一层施工完成20.2981 0.1 1.9 M102006年10月12日十二层施工完成20.2981 0 1.9 M102006年10月16日十三层施工完成20.2981 0 1.9 M102006年10月24日十四层施工完成20.2976 0.5 2.4 M102006年10月29日十五层施工完成20.2974 0.2 2.6 M102006年11月3日十六层施工完成20.2971 0.3 2.9 M102006年11月7日十七层施工完成20.2971 0 2.9 M102006年11月13日十八层施工完成20.2971 0 2.9 M102006年11月19日十九层施工完成20.2971 0 2.9 M102006年11月28日二十层施工完成20.2971 0 2.9 观测单位名称中国建筑技术集团有限公司 观测单位印章项目(专业)技术负责人审核人施测人

建筑物的变形观测

第六节建筑物的变形观测 为保证建筑物在施工使用和运行中的安全，以及为建筑物的设计、施工、管理及科学研究提供可靠的资料，在建筑物施工和运行期间，需要对建筑物的稳定性进行观测，这种观测称为建筑物的变形观测。 建筑物变形观测的主要内容有： 建筑物沉降观测 建筑物倾斜观测 建筑物裂缝观测 建筑物位移观测 一、建筑物的沉降观测 建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。 主要工作有： ?水准基点的布设 ?沉降观测点的布设 ?沉降观测 ?沉降观测的成果整理 1、水准基点的布设 水准基点是沉降观测的基准，因此水准基点的布设应满足以下要求： ●要有足够的稳定性水准基点必须设置在沉降影响范围以外，冰 冻地区水准基点应埋设在冰冻线以下0.5m。

●要具备检核条件为了保证水准基点高程的正确性，水准基点最 少应布设三个，以便相互检核。 ●要满足一定的观测精度水准基点和观测点之间的距离应适中， 相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。 2、沉降观测点的布设 进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，沉降观测点的布设应满足以下要求： ●沉降观测点的位置沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉 降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。 ●沉降观测点的数量一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的 距离一般为10～20m。 ●沉降观测点的设置形式(如下图) 3、沉降观测 ??观测周期 ??观测方法 ??精度要求 ??工作要求

（1）观测周期 ● 当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。 ● 在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。 ● 当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。 ● 建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。 （2）观测方法 ● 观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1m m 。 ● 沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。 （3）精度要求 沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。 ● 多层建筑物的沉降观测，可采用D S 3水准仪，用普通水准测量的 方法进行，其水准路线的闭合差不应超过 （n 测站数）。 ● 高层建筑物的沉降观测，则应采用D S 1精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过: （4）工作要求 沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四定： ● 固定观测人员 mm 0.1n ±mm 0.2n ±

边坡变形监测方案实施及数据处理分析

边坡变形监测方案实施及数据处理分析 【摘要】边坡工程施工过程中，由于填挖面大，引起周边环境变形的可能性就高，需要对边坡进行有效的变形监测，针对变化及时采取一些方法处理，以保证设施的安全。这种项目就需要正确地采用一个合理的监测方案，对数据处理、分析。本文结合已完成项目的实例，对边坡进行水平位移和沉降监测，采用监测方法为精密二等水准、极坐标法，并对其进行分析。 【关键词】变形监测；基准网；变形点；边角网；极坐标法；闭合水准路线 1 工程概况 某变电站东南侧边坡于2011年发生滑坡，后采用42根抗滑桩进行加固处理。根据施工单位的反映，抗滑桩施工2012年3月施工完毕后至2012年5月初，抗滑桩发生位移，附近水泥地面发现裂缝，呈放大趋势。为了准确了解抗滑桩变形情况，要求对桩顶水平及垂直位移进行变形监测。 2 监测方案的实施 2.1 基准控制点和监测点的布设 2.1.1 基准网的建立 选择通视良好、无扰动、稳固可靠、远离形变护坡高度3倍即45m外比较稳定的地方埋设四个工作基点，其中三个工作基点A1、A2、A3采用有强制归心装置的观测墩，照准标志采用强制对中装置的觇牌。A2、A3为观测墩，地面高度约1.2m，埋深至基岩位置，A4为主要检核点，埋设在加固坎上，地质较为稳定。 A3、D12、SZ1为沉降基准点，D12在是4×4m的高压电塔加固水泥墩上，建成已超过一年，SZ1在另一电塔水泥墩上，墩台3.5×3.5m，建成时间超过三年，非常稳固。 2.1.2 变形点的建立 变形点应布置在边坡变形较大并能严格控制变形的边坡边沿位置。在边坡顶上布置27个变形监测点，编号分别为东侧为1-27。用膨胀螺栓垂直植入护坡混凝土中，螺栓孔深不小于100mm，露出地面30-80mm，用红色油漆在螺栓上做标记，并将螺栓顶部磨半圆。 基准点与各点位埋设完毕等候5天后，水泥凝固稳定后方可开始进行观测。 2.2 监测精度及频率要求

现代变形监测重点内容与思考题答案

第1章变形监测概述 一、什么是工程建筑物的变形？对工程建筑物进行变形监测的意义何在？ 工程建筑物的变形：由于各种相关因素的影响，工程建筑物及精密设备都有可能随时间的推移发生沉降、位移、挠曲、倾斜及裂缝等现象，这些现象统称为变形。 变形监测：利用专门的仪器和设备测定建（构）筑物及其地基在建（构）筑物荷载和外力作用下随时间而变形的测量工作。 内部变形监测内容主要有工程建筑物的内部应力、温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等； 外部变形监测又称变形观测，其主要内容有建（构）筑物的沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、挠度观测等。 意义：通过变形监测，可以检查各种工程建筑物及其地质构造的稳定性，及时发现问题，确保工程质量和使用安全； 更好地了解建（构）筑物变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，建立正确的变形预报理论和方法； 以及对某种工程的新结构、新材料和新工艺的性能作出科学的客观评价。 二、工程建筑物产生变形的主要原因，及变形的分类？ 原因：(1) 自然条件及其变化：建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的变化，以及相邻建筑物的影响等。 (2) 与建筑物本身相联系的原因：如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动荷载的作用、工艺设备的重量等。 (3) 由于勘测、设计、施工以及运营管理方面的工作缺陷，还会引起建筑物产生额外变形。 分类：(1)按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形(2)按变形状态则可分为静态变形和动态变形 三、变形监测的主要任务和目的？ 任务：是周期性地对拟定的观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量；或采用自动遥测记录仪监测建（构）筑物的瞬时变形。 目的：(1)监测——以保证建（构）筑物的安全为目的，通过变形观测取得的资料，可以监视工程建筑物的变形的空间状态和时间特性；在发生不正常现象时，可以及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证建（构）筑物的安全。（变形的几何分析） (2)科研——以积累资料、优化设计为目的，通过施工和运营期间对建筑物的观测，分析研究其资料，可以验证设计理论，所采用的各项参数与施工措施是否合理，为以后改进设计与施工方法提供依据。（变形的物理解释） 四、高层建筑的主要变形特点？ （1）基础较深，需进行基坑回弹测量（2）沉降量较大，需进行沉降观测（3）楼体高力矩大，需进行倾斜观测（4）风荷载大，需进行风振测量（5）墙体温差大，需进行日照变形观测 五、制约变形监测质量的主要因素有哪些？ （1）观测点的布置；（2）观测的精度与频率；（3）观测所进行的时间。 六、确定变形监测精度的目的和原则？ 变形监测的精度，取决于建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。如何根据允许变形值来确定观测的精度，因其与观测条件和待测建（构）筑物的类型以及观测的目的相关。 七、确定变形监测的频率主要由哪些因素决定？应遵循什么原则？ （一）因素:观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，同时与观测目的也有关系。（二）原则: 1.变形监测的频率应以既能系统地反映所测变形的变化过程，又不遗漏其变化的时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素的影响来确定。

建筑物沉降观测内容

建筑物沉降观测内容 建筑物沉降观测内容包括什么？是怎样观测的？下面是带来的建筑物沉降观测内容的主要内容介绍以供参考。 建筑物沉降观测内容： 1、建筑物沉降观测应测定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。 2、沉降观测点的布置,应以能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定。点位宜选设在下列位置：

1）建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10-15M处或每隔2-3根柱基上。 2）高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。 3）建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处. 4）宽度大于等于15M或小于15M而地质复杂以及膨胀土地区的建筑,在承重内隔墙中部设内墙点,在室内地面中心及四周设地面点。 5）邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处。

6）框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。 7）设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。 3、沉降观测的标志,可根据不同的建筑结构类型和建筑材料,采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志等型式.各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点,并涂上防腐剂.标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、电气开关等有碍设标与观测的障碍物,并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离.隐蔽式沉降观测点标志的型式,可按有关规定执行。 4、沉降观测点的施测精度,应以所选定的测站高差中误差作为精

度要求施测。 5、沉降观测的周期和观测时间,可按下列要求并结合具体情况确定。 1）建筑物施工阶段的观测,应随施工进度及时进行.一般建筑,可在基础完工后或地下室砌完后开始观测,大型、高层建筑,可在基础垫层或基础底部完成开始观测.观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定.民用建筑可每加高1-5层观测一次,如建筑物均匀增高,应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测一次.施工过程中暂时停工,在停工时及重新开工时应各观测一次.停工期间,可每隔2-3个月观测一次。 2）建筑物使用阶段的观测次数,应视地基土类型和沉降速度大小而定.除有特殊要求者外,一般情况下,可在第一年观测3-4次,第二年观测2-3次,第三年后每年1次,直至稳定为止.观测期限一般不少

变形监测及数据处理方案

目录 摘要.............................................................................................................................................. I Abtract.............................................................................................................................................. I I 1 工程概况 (1) 2 监测目的 (2) 3 编制依据 (3) 4 控制点和监测点的布设 (4) 4.1 变形监测基准网的建立 (4) 4.2 监测点的建立 (4) 4.3 监测级别及频率 (5) 5 监测方法及精度论证 (6) 5.1水平位移观测方法 (6) 5.2沉降观测方法 (8) 5.3基坑周围建筑物的倾斜观测 (9) 6 成果提交 (10) 7 人员安排及施工现场注意事项 (11) 8 报警制度 (13) 9 参考文献 (13) 附录1 基准点布设示意图 (15) 附录2 水准观测线路设示意图 (16) 附录3 水平位移和沉降观测监测报表 (17) 附录4 巡视监测报表样表 (18) 附录5 二等水准测量观测记录手薄 (19) 附录6 水平位移记录表 (20)

1 工程概况 黄金广场6#楼基坑支护工程位于合肥市金寨路和黄山路交口西南角，基坑开挖深度为12.4m~13.3m，为临时性工程,为一级基坑，重要性系数1.1，基坑使用期为六个月。 由于多栋建筑物与基坑侧壁距离较近，均在基坑影响范围内。按照国家现行有关规范强制性条文，“开挖深度大于或等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。”为了及时和准确地掌握基坑在使用期间的变形情况以及基坑相邻建筑物主体结构的沉降变化，需对基坑进行水平位移(或沉降)变形监测，并对相邻建筑物进行沉降监测。为此，编制以下检测方案。

变形监测技术要求

针对目前变形监测项目应符合以下规范要求 基坑开挖对临近轻轨高架结构的影响主要集中在以下方面：一是坑外土体的位移；二是既有高架桥与基坑相对位置的关系；三是轻轨高架上下部的结构关系；四是轻轨高架的结构基础和埋深情况。五是轻轨高架自身的结构自重和轻轨高架中动载荷的控制与变化情况等。基坑周边轻轨高架在基坑开挖中的变形情况是复杂的，变形的原因是多元的，变形的效果是动态的。在实践工程中，基坑开挖将要造成土体的不均匀沉降和水平方向的位移，不仅要做好岩土工程计算，制定可行性基坑开挖方案，同时还要做好变形监测工作，防止各种因素对轻轨高架桥产生的影响。对于建筑基坑施工对周边轻轨高架的变形影响，高程和平面控制可参考规范二级要求。 变形监测应设置平面和高程基准点，要求设置在变形区域以外，位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的情况而定，在建筑基坑施工过程中宜1~2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。 1、沉降观测的高程基准点不应少于3个，应与工作基点形成闭合环或附合线路。高程基准点和工作基点布设应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器震动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀或破坏的地方，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍。当使用静力水准测量方法测量沉降时，用于联测观测点的工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助

点传递高程。实际工作中采用精度不低于1mm级水准仪配合铟瓦尺或条码尺进行水准测量，观测方式其中高程控制测量、工作基点联测及首次观测值应采用往返测或单程双测站法，其他各次沉降观测点可采用单程观测或单程双测站法。起始点高程宜采用测区原有高程系统。较小规模的监测项目可假定高程系统，较大规模的项目宜与国家水准网联测。二级水准视线长度应≤50m，前后视距差≤2.0m，前后视距差累积≤3.0m，视线高度（下丝）≥0.3m。用数字水准仪观测时最短视线长度不宜小于3m，最低水平视线高度不应低于0.6m。限差要求往返较差及附合或环线闭合差≤1.0√n（mm），单程双测站所测高差较差≤0.7√n（mm），检测已测段高差之差≤1.5√n（mm）。ｎ为测站数。用于运营阶段的结构、轨道和道床的垂直沉降监测点高程中误差±0.5mm,相邻监测点高程中误差±0.3mm。同一项目在不同周期进行变形监测应采用相同的观测路线和观测方法，使用相同的仪器和设备，并应固定观测人员。首次观测应独立观测2次取平均值作为初始值。监测频率可按照设计要求结合基坑施工进度进行拟定，当发生较大沉降时可加密监测频率；连续一个月沉降趋势趋于稳定状态（无沉降差，纯属仪器误差）的情况下，可要求减少监测频率。在项目开始前和结束后应对使用的水准仪、水准标尺进行检验，二级水准观测仪器ｉ角不得大于１５”。水准仪i角的测定办法，如图所示：

变形观测与数据处理论文

变形观测与数据处理论文 题目：土木工程变形监测研究现状 学院： 专业：测绘工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2012/12/27 摘要 变形监测是工程施工、安全运行的保证,通过监测进行设计验证,可以达到优化设计的效果,同时也为工程变形预测预报提供依据。根据我国目前已有监测方法,分析了桥梁、大坝、高层建筑物、地下建筑物、滑坡体等变形监测的研究现状,并对今后有待于进一步开展的工作做了展望。

关键词土木工程变形监测现状 1问题的提出 变形监测的对象时多种多样的，变形体的范围大到整个地球，小到一个工程建筑物的块体。也就是说一切关系到人们生活的实物对象都可以成为变形监测的对象，而同一类型的对象，其产生变形的原因不同，则变形分布及其规律也不相同。所以，在变形监测实施之前，必须弄清楚产生变形的原因，才能布设检测控制网，观测得到可靠的变形数据和正确的变形分析结果。本文将对国内近几年来工程监测的方法及其相关问题作综合性的阐述。 2基坑工程变形测量 我国城市化进程正在方兴未艾，基本建设规模庞大。由于城市用地价格昂贵，为提高土地的空间利用率，同时也是为了满足高层建筑抗震和抗风等结构要求,地下室由一层发展到多层，相应的基坑开挖深度也从地表以下5-6m增大到12-13m。例如，北京中国国家大剧院基坑最深处在35m。当前，中国的深基坑工程在数量、开挖深度、平面尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展。 在深基坑开挖过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形，当变形中任一量值超过容许范围时，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响。深基坑开挖工程往往在建筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑

高层建筑变形监测

高层建筑变形监测 高层建筑从施工准备起，到全部工程竣工后的一段时间内，应按施工与设计的要求，进行沉降、位移和倾斜等变形观测。一般分两部分：一部分是观测高层建筑施工造成周围邻近建(构)筑物和护坡桩的变形以及日照等对建筑物施工影响的变形，以保证安全和正确指导施工，这是直接为施工服务的变形观测；另一部分是在整个施工过程中和竣工后，观测高层建筑各部位的变形，以检查施工质量和工程设计的正确性，并为有关地基基础与结构设计反馈信息。 沉降观测 1施工对邻近建(构)筑物影响的观测 打桩和采用井点降低水位等，均会使邻近建(构)筑物产生不均匀的沉降、裂缝和位移等变形。为此，应在打桩、井点降水影响范围以外设基准点，对距基坑一定范围的建(构)筑物上设置沉降观测点，并进行沉降观测。并针对其变形情况，采取安全防护措施。 2施工塔吊基座的沉降观测 高层建筑施工使用的塔吊，吨位和臂长均较大。随着施工的进展，塔吊可能会因塔基下沉、倾斜而发生事故。因此，要根据情况及时对塔基四角进行沉降观测，检查塔基下沉和倾斜状况，以确保塔吊运转安全。3地基回弹观测 一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回弹的越多，建筑物施工后其下沉也越大。为了测定地基的回弹值，基坑开挖前，在拟建高层建筑的纵、横主轴线上，用钻机打直径100mm的钻孔至基础底面以下300～500mm处，在钻孔套管内压设特制的测量标志，测定其标高。当套管提出后，测量标志即留在原处。待基坑挖至底面时，测出其标高，然后，在浇筑混凝土基础前，再测一次标高，从而得到各点的地基回弹值。地基回弹值是研究地基土体结构和高层建筑物地基下沉的重要资料。 4地基分层和邻近地面的沉降观测 这项观测是了解地基下不同深度、不同土层受力的变形情况与受压层的深度，以及了解建筑物沉降对邻近地面由近及远的不同影响。这项观测的目的和方法基本与地基回弹观测相同。 5建筑物自身的沉降观测 这是高层建筑沉降观测的主要内容。当浇筑基础垫层时，就在垫层上

建筑物变形监测内容

建筑物变形监测内容 监测项目 1施工对邻近建(构)筑物影响的观测 打桩和采用井点降低水位等，均会使邻近建(构)筑物产生不均匀的沉降、裂缝和位移等变形。为此，应在打桩、井点降水影响范围以外设基准点，对距基坑一定范围的建(构)筑物上设置沉降观测点，并进行沉降观测。并针对其变形情况，采取安全防护措施。 2施工塔吊基座的沉降观测 高层建筑施工使用的塔吊，吨位和臂长均较大。随着施工的进展，塔吊可能会因塔基下沉、倾斜而发生事故。因此，要根据情况及时对塔基四角进行沉降观测，检查塔基下沉和倾斜状况，以确保塔吊运转安全。 3地基回弹观测 一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回弹的越多，建筑物施工后其下沉也越大。为了测定地基的回弹值，基坑开挖前，在拟建高层建筑的纵、横主轴线上，用钻机打直径100mm的钻孔至基础底面以下300～ 500mm处，在钻孔套管内压设特制的测量标志，测定其标高。当套管提出后，测量标志即留在原处。待基坑挖至底面时，测出其标高，然后，在浇筑混凝土基础前，再测一次标高，从而得到各点的地基回弹值。地基回弹值是研究地基土体结构和高层建筑物地基下沉的重要资

4地基分层和邻近地面的沉降观测 这项观测是了解地基下不同深度、不同土层受力的变形情况与受压层的深度，以及了解建筑物沉降对邻近地面由近及远的不同影响。这项观测的目的和方法基本与地基回弹观测相同。 5建筑物自身的沉降观测 这是高层建筑沉降观测的主要内容。当浇筑基础垫层时，就在垫层上设 计指定的位置埋设好临时观测点。一般每施工一层观测一次，直至竣工。工程竣工后的第一年内要测四次，第二年测二次，第三年后每年一次，直至下沉稳定为止。一般砂土地基测二年，粘性土地基测五年，软土地基测十年。 监测内容 位移观测 1护坡桩的位移观测 无论是钢板护坡桩还是混凝土护坡桩，在基坑开挖后，由于受侧压力的 影响，桩身均会向基坑方向产生位移。为监测其位移情况，一般要在护坡桩基坑一侧500mm左右设置平行控制线，用经纬仪视准线法，定期进行观测，以确保护坡桩的安全。 2日照对高层建筑物上部位移变形的观测 这项观测对施工中如何正确控制高层建(构)筑物的竖向偏差具有重

现代变形监测重点内容与思考题答案

第1章变形监测概述一、什么是工程建筑物的变形？对工程建筑物进行变形监测的意义何在？ 工程建筑物的变形：由于各种相关因素的影响，工程建筑物及精密设备都有可能随时间的推移发生沉降、位移、挠曲、倾斜及裂缝等现象，这些现象统称为变形。 变形监测：利用专门的仪器和设备测定建（构）筑物及其地基在建（构）筑物荷载和外力作用下随时间而变形的测量工作。 内部变形监测内容主要有工程建筑物的内部应力、温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等； 外部变形监测又称变形观测，其主要内容有建（构）筑物的沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、挠度观测等。 意义：通过变形监测，可以检查各种工程建筑物及其地质构造的稳定性，及时发现问题，确保工程质量和使用安全； 更好地了解建（构）筑物变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，建立正确的变形预报理论和方法； 以及对某种工程的新结构、新材料和新工艺的性能作出科学的客观评价。 二、工程建筑物产生变形的主要原因，及变形的分类？ 原因：(1) 自然条件及其变化：建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的变化，以及相邻建筑物的影响等。 (2) 与建筑物本身相联系的原因：如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动荷载的作用、工艺设备的重量等。 (3) 由于勘测、设计、施工以及运营管理方面的工作缺陷，还会引起建筑物产生额外变形。分类：(1)按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形(2)按变形状态则可分为静态变形和动态变形 三、变形监测的主要任务和目的？ 任务：是周期性地对拟定的观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量；或采用自动遥测记录仪监测建（构）筑物的瞬时变形。 目的：(1)监测——以保证建（构）筑物的安全为目的，通过变形观测取得的资料，可以监视工程建筑物的变形的空间状态和时间特性；在发生不正常现象时，可以及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证建（构）筑物的安全。（变形的几何分析） (2)科研——以积累资料、优化设计为目的，通过施工和运营期间对建筑物的观测，分析研究其资料，可以验证设计理论，所采用的各项参数与施工措施是否合理，为以后改进设计与施工方法提供依据。（变形的物理解释） 四、高层建筑的主要变形特点？ （1）基础较深，需进行基坑回弹测量（2）沉降量较大，需进行沉降观测（3）楼体高力矩大，需进行倾斜观测（4）风荷载大，需进行风振测量（5）墙体温差大，需进行日照变形观测五、制约变形监测质量的主要因素有哪些？ （1）观测点的布置；（2）观测的精度与频率；（3）观测所进行的时间。 六、确定变形监测精度的目的和原则？ 变形监测的精度，取决于建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。如何根据允许变形值来确定观测的精度，因其与观测条件和待测建（构）筑物的类型以及观测的目的相关。 七、确定变形监测的频率主要由哪些因素决定？应遵循什么原则？ （一）因素:观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，同时与观测目的也有关系。 （二）原则: 1.变形监测的频率应以既能系统地反映所测变形的变化过程，又不遗漏其变化的时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素的影响来确定。 2.当实际观测中发现异常情况时，则应及时相应地增加观测次数。 八、简述变形监测的主要技术和数据处理分析的主要内容。

变形监测技术在桥梁监测中的应用

测绘第35卷第1期2012年2月 13 变形监测技术在桥梁监测中的应用 董学智1 李胜1 李爱民2 （1．四川省第三测绘工程院，四川 成都 610500 ；2．广州博瑞测绘技术有限公司，广东 广州 510430） [摘要] 变形监测是工程测量的重要研究内容，它可以分析和评价建筑物或工程设施的安全状态，研究变形规 律及预报变形，是一种重要的测量监测手段。本文通过对某高速公路的桥梁沉降监测和承台水平位移监测，探 究了在桥梁监测中变形监测的实施方法及数据分析与处理模式，分析了桥梁变形的规律，为桥梁养护提供准确 的监测意见及报告。 [关键词] 变形监测；桥梁监测；数据处理 [中图分类号] P258 [文献标识码] A [文章编号] 1674-5019（2012）01-0013-03 Deformation Monitoring on the Application of Bridge Monitor DONG Xue-zhi1 LI Sheng1 LI Ai-min2 Abstract: Deformation monitoring is an important content of project surveying. It can analysis and evaluate the safe status of buildings or engineering facilities, and find the deformation law for the forecast, which is an important measurement for monitoring. This article through monitoring the subsidence and horizontal displacement of bridges along the other Expressway, to explore the method of deformation monitoring, data analysis with special model, analysis the deformation law of bridges, for bridge maintenance based on the accurate monitoring reports. Key words: Deformation monitoring; Bridge monitor; Data processing 1 引言 近年来，随着我国桥梁建设事业的迅猛发展，桥梁结构和形势日趋复杂，规模也越来越大，桥梁的施工正朝着超大化的方向发展，对其进行变形监测也就显得尤为重要。 变形监测是对被监测的对象或物体进行测量，以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。其主要意义是分析和评价建筑物的安全状态、验证设计参数、反馈设计施工质量、研究正常的变形规律和预报变形[1]。桥梁的变形监测是对桥梁整体性能的监测，其基于工程测量的原理、技术和精密测量仪器，对桥梁在垂直方向和水平方向的位移变形进行定期或实时监测，并通过绘制相应的位移变形影响线或影响面来监测桥梁各部位位移的变形状态，预测其变形规律，为桥梁的维修、养护和管理决策提供依据和指导。 本应用研究通过对广深高速公路的桥梁沉降和水平位移监测，探讨变形监测理论在实际工程问题中的应用，通过合适的数据处理方法，分析和总结桥梁变形的规律，为桥梁的养护、管理和决策提供依据和指导。 2 桥梁变形监测实施原理 变形监测的主要目的是确切地反映建筑物、构筑物的实际变形程度或变形趋势，并以此作为确定作业方法和检验成果质量的基本要求。在桥梁变形监测中，主要包括桥梁沉降监测及承台水平位移监测。地面沉降是一种普遍而又日趋显著的地质现象，是区域性地面高程下降的一种环境地质变化[2]，反映在桥梁监测中主要是桥梁沉降监测。同时，还需要考虑承台在水平方向上的位移，以此来整体把握桥梁的变形方向及程度。 根据不同的测量要求和规范，桥梁变形测量的等级及精度要求也各不相同。在实际的工程监测中，需要根据不同的规范要求实施监测。 2.1 桥面沉降监测 桥面沉降监测主要是监测桥梁在垂直方向上的变形。在沉降观测中，需要始终遵循“五定原则”，即基准点、工作基点、观测点点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测环境条件要一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定[3]。 桥面沉降监测的主要内容包括：沉降观测点布设及网的测量、沉降监测、跨河桥沉降观测等。沉降观测网一般采用闭合水准路线或附合水准路线，用高精度数字水准以进行观测。而对于跨河桥沉降观测，由于桥墩在河中时，观测采用闭合水准测量。