1、建筑物變形觀測的方案設計 學校：123456 學院：123456 班級：123456 姓名：123456 指導老師：123456.目錄第一章 緒論41.1 變形監測的發展趨勢41.2 國內外研究現狀51.3 研究背景71.4 本文主要研究的內容81.5 本次方案設計內容9第二章 變形觀測概述102.1 變形產生的原因102.1.1 自然條件及其變化102.1.2 與建筑物本身相聯系的原因102.1.3 人類的活動、工程建設等所造成的原因102.2 變形監測的基本概念11第三章 建筑物變形觀測方案設計123.1 建筑物變形監測的內容123.2 變形監測頻率的確定143.3 監測部位和測點布置的確

2、定163.3.1 變形網點的布置要求163.3.2 標志埋設173.4 變形監測依據及精度要求18第四章 變形監測方案的設計與實施224.1 工程概況224.2 測量等級的選定224.2.1 沉降觀測精度224.2.2 沉降觀測周期224.3 沉降點的布置234.4 觀測方法步驟234.4.1 建立水準控制網234.4.2 建立固定觀測路線244.5 儀器觀測方法與過程244.5.1 測量儀器244.5.2 沉降觀測方法的選定24第五章 數據處理255.1 觀測資料的整理255.2 觀測資料的處理255.3 沉降觀測成果整理255.4 沉降觀測數據的計算255.5 繪制沉降觀測圖34第六章 監

3、測數據回歸分析366.1 回歸分析的概念366.2 回歸分析預測法的基本程序與方法366.2.1 回歸分析預測法的基本程序366.2.2 回歸模型的建立方法366.3 一元線性回歸模型376.4 恒大華府沉降變形預測386.4.1 線性回歸分析38灰色系統預測分析44結論48致謝49參考文獻50第一章 緒論1.1 變形監測的發展趨勢隨著現代科學技術的不斷進步，變形監測的方法與技術也快速的發展。以沉降儀、測斜儀、應變計為代表的地下測量技術正朝著自動化、數字化、網絡化的方向發展;而對于地面測量技術，測量機器人和三維激光掃描儀的問世，極大的提高了傳統地面測量的效率，初步實現了地面觀測自動化與數字化;

4、在變形監測技術方面，光、機、電技術的飛速發展，研制出一些可以自動監測的高精度的監測儀器，為實現了在線分布式的監測; 隨著以上各種技術的不斷發展，現代變形測量技術正在向多層次、高精度、高效率、自動化的方向發展。在二十世紀八十年代以前，變形監測技術主要是采用常規大地測量的方法來監測變形體的變形情況。常規大地測量是主要是采用全站儀、經緯儀、水準儀、測距儀等常規的測量儀器來測定變形監測點的變形值，它是過去以及現在進行變形監測的主要手段。在許多國家，傳統常規大地測量方法仍然是變形監測的主要手段，其他技術(如空間定位技術、攝影測量技術)尚無法替代。比如工程建筑物的沉降觀測，傳統常規大地測量精密水準測量仍然

5、是成果最可靠、精度最高且簡單易行的方法。因此傳統測量方法，在國民經濟的發展建設中仍然具有重大的不可忽視的作用。但不可否認的是，傳統測量方法也有許多缺點，比如，測量效率低、自動化程度較差。但隨著激光三維掃描技術和測量機器人的出現，將改變以全站儀、經緯儀、水準儀等為主的傳統地面觀測技術的局面。攝影測量技術包括地面攝影測量技術和航空攝影測量技術。攝影測量的方法有很多的優點，可以在同一時刻對變形體進行大范圍的觀測，并且具有外業工作量小、效率高的特點。近幾年來，近景攝影測量在橋梁、隧道、滑坡、大壩、結構工程及高層建筑的變形監測在許多方面得到了廣泛的應用，并且它的監測精度可以達到毫米級的水平。伴隨著計算機

6、技術及人工智能技術的快速發展，攝影測量技術已進入了數字攝影測量的時代。數字攝影測量技術就是通過將攝影的相片轉換成數字影像，然后利用數字影像處理技術和數字影像匹配技術，從而獲得同名像點的坐標，進而計算出對應物點的空間坐標的方法，將具有更高的效率和更高的精度。隨著地面攝影測量技術的不斷完善，將會在變形監測中發揮越來越大的作用。GPS系統的建立給定位技術帶來了革命性的巨大變化。與傳統方法相比，GPS技術在變形監測方面不僅具有精度高、速度快、效率高、操作簡便等優點，而且當利用GPS技術與計算機技術、數據傳輸、處理與分析技術進行集成時，可以實現從數據采集、管理、傳輸到變形分析及預報的高度自動化，并且達到

7、遠程實時監控的目的建立技術先進而又實用的GPS變形在線監控實時分析系統，對于大壩、橋梁、高層建筑物，滑坡體和地區性地殼變形監測具有重要的意義。并且隨著各種科學技術的發展與完善，使得高精度、實時、連續、自動監測的GPS測量技術的逐漸走向現實。 空間定位系統、地理信息系統、遙感與攝影測量并稱為“3S”。而“3S”技術已經從各自獨立發展進入到三種技術相互集成融合并且飛速發展的階段。單一的一種技術具有一定的局限性，但“3S”技術的集成則可以全面的分析、研究包括變形信息在內的各種災變信息之間的相互關系，并且能夠提供有力的技術支撐。而TGPS（時態GPS技術）具有更加深入的技術。它不但具有GIS的一般功能

8、外，而且能夠清晰的記載研究區域內各種地質現象隨時間的演繹變化過程，描述四維空間的地質現象，而這對滑坡等地質災害的監測預報具有十分重要的作用。因此，研究“3S”集成變形監測系統的技術，也是變形監測技術的發展趨勢之一。1.2 國內外研究現狀目前建筑物的變形監測，由傳統的單一固定的監測方法向點、線、面的空間立體交叉監測的模式發展。但傳統常規測量方法精密水準測量仍然是高精度變形監測信息獲取的主要手段。縱觀國內外數十年變形監測手段的發展與進步，建筑物變形監測技術的發展成果主要有下幾個方面(1)測量機器人，是一種能夠自動精確照準讀數獲取角度、距離、三維坐標等信息并且代替人進行自動搜索、跟蹤、辨識、分析、判

9、斷、推理及自我控制的智能型電子全站儀。它是以全站儀為基礎，并集成步進馬達、CCD影像傳感器從而構成視頻成像系統，并且能夠智能化的控制應用軟件進行計算。這種技術實現了建筑物一定范圍內的無人職守、全天候、全方位的變形自動監測，是一種很好的技術手段。(2)攝影測量技術。地面攝影測量是利用地面基線兩端點上的專用攝影機拍攝的相片對目標進行攝影測量。基本過程如下：用攝影經緯儀對觀測目標進行攝像，獲取相片后用掃描儀數字化，輸入計算機得到數字影像，然后通過內業量測和數據處理得到變形體的二維或是三維坐標，比較不同時刻相同目標點的位移情況，平差計算建立變形體的表面數值模型。這種通過將攝影的相片轉換成數字影像，然后

10、再利用數字影像處理技術和數字影像匹配技術獲得同名像點的坐標，進而獲得變形物點的坐標，具有效率高、勞動強度低等優點。地面攝影測量可用于房屋建筑、橋梁隧道、道路邊坡、水電工程、地下工程、高聳構筑物的變形觀測，精度可達亞毫米級。 (3)高精度GPS形變測量。GPS系統的建立給定位技術帶來了革命性的變化。應用GPS靜態定位技術在多個測站上進行長時間觀測，得到的數據后利用計算機進行處理，可以在幾百公里甚至上千公里的距離上達到厘米級甚至毫米級的觀測精度。由于GPS技術具有精度高、速度快、操作便捷等優點，而且當通過利用GPS技術和計算機技術、數據傳輸、處理與分析技術進行集成時，可實現從數據采集、傳輸、管理到

11、變形分析及預報的自動化，達到遠程網絡實時監控的目的，而且當GPS用于變形監測時具有很高的精度，它的平面位置精度可達1-2mm，高程精度可達2-3mm,因此在建筑物變形監測方面具有很強的優勢。它在建立和維持全球和地區的地心坐標框架、地震預報、精密形變測量、地球動力學研究及精化大地水準面等方面都發揮十分重要的作用。(4)合成孔徑雷達干涉測量，是一種新型的極具潛力的空間對地觀測技術，是繼GPS之后，在測繪領域又發生的一次革命性變化。InSAR是根據時間測距的成像機理，充分利用了雷達回波信號所攜帶的相位信息，能全天候、全天時地獲取地面精確三維信息。其原理是通過兩幅天線同時觀測或兩次平行的對某一區域進行

12、觀測，從而獲得同一地區的重復觀測數據，然后提取地球表面三維的信息。目前，在InSAR基礎上擴展的差分干涉技術和集成技術，對于研究地表變形、火山運動、冰川漂移、城市沉降、山體滑坡、大壩監測等方面具有極大的優勢。(5)三維激光掃描技術。它是二十世紀九十年代中期出現的一項高新測量技術。它具有高效率、不接觸、實時、動態、主動性、高精度、數字化、自動化等特性。它通過高速激光掃描測量的方法，大面積、高分辨率地快速獲取被測表面對象的三維坐標數據，并且定期或周期對監測體的掃描數據對比分析，做出對檢測對象的正確評估，對變形監測而言，這種技術具有重要的意義，它可以實時的對測量數據進行對比，判斷位移及變形情況。目前

13、國外已對該領域做了大量的研究精度可以達到毫米水平。 1.3 研究背景近20年來，我國興建了大量的工業與交通建筑物、城市高層建筑物和地下工程設施、安裝了許多大型精密機械和科學的實驗設施等。這其中不可避免的因為建筑物變形的原因導致的安全事故，給人民生命和國家造成不可挽回的財產損失。事故的產生有很多原因，比如說，建筑物變形的影響。在工程建筑物及其設備的施工運營過程中，都會產生變形。當這種變形在一定的允許范圍之內時，應認為是正常的現象，但是如果當變形值超過了允許的限度時，就會影響建筑物的正常運營與使用，嚴重時甚至會危及建筑物的安全造成建筑物的垮塌等嚴重安全事故。因此，變形觀測作為工程建筑物施工及運營期

14、間十分重要一部分也越來越引起各個部門的重視。故而，在工程建筑物的施工和運營期間，必須對其進行變形監測，以判斷建筑物的安全性。建筑物變形觀測能夠在建筑物的沉降期間獲得建筑物的沉降資料，然后通過分析研究變形觀測過程中獲取的的資料以監視工程建筑物的狀態的變化和運營的情況。在發現不正常的變形現象時，及時的分析就建筑物變化趨勢和原因，判斷建筑物的變形情況，采取適當的措施來防止事故發生，并改善建筑物運營方式，以保證安全。其次，通過對觀測資料的分析和研究，可以驗證地基與基礎的計算方法是否正確，工程結構的設計方法是否合理。工程建構筑物的設計、施工、管理和研究工作需要參考資料和經驗數據，而在施工及運營期間的變形

15、觀測可以對不同基礎與工程結構的建筑物規定合理的允許的變形值。而且也可以為建筑物施工過程中最適合采用的哪種結構、材料以及施工工藝提供安全可靠及科學客觀的依據。建筑物的沉降觀測是安全運營必不可少的監測手段，它提供了建筑物的施工運營期間動態變化和工作情況，這對分析建筑物變形原因和及時采取必要的措施，防止事故發生，改善運行管理方式，保證建筑物安全是十分重要的。在變形觀測資料的內業的處理方面，相繼發展了過程線，回歸性分析，統計分析等分析手段，變形監測技術正在飛速發展，所有這些理論以數學模型與理論為基礎，促進了變形監測分析技術的發展，確保了建筑物的安全。我國于1998年由建設部頒布了建筑物變形測量規程，這

16、充分表明了變形監測的重要性以及我國對變形觀測技術的重視。對工程建筑物進行定期、系統的監測發現異常及時采取工程補救，不論是施工期間還是運營期間非常重要。變形監測對掌握變形體的實際性狀，為判斷其安全提供必要的信息。比如，1985年6月12日長江三峽新灘大滑坡的成功預報，保證災害的損失達到最低的限度。它不僅使滑坡區1371人在滑坡前夕安全撤離，并且使下游的客輪及時避險，為國家減少直接經濟損失8700萬。通過對變形監測資料進行嚴密的數據處理，做出變形體變形的幾何反洗和物理解釋，更好的理解變形機理，可驗證有關工程設計理論和變形的模型假設，以改進現行的工程設計理論，建立、健全科學的變形預報理論和方法。1.

17、4 本文主要研究的內容本文首先論述的是變形監測的基本概念、監測內容及方法、以及具體的精度要求及規范；著重研究高層建筑物的變形觀測方案設計及數據處理；最后依據數據處理結果作為高層建筑物變形回歸分析的重要依據，從而預測建筑物變形的發展趨勢，避免因變形原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的變形，也為以后的勘察設計提供可靠的資料及相應的變形數據。主要研究內容如下（1）廣泛查閱資料，初步分析和探討高層建筑物變形監測的內容、分類；（2）深入分析和探討建筑物的沉降觀測和主體傾斜觀測方案設計方法和分析處理數據處理技巧；（3）探討變形數據對建筑物變形的影響及更好的預防和發現高層建筑的變形來源。1.

18、5 本次方案設計內容（1）沉降監測基準網的布設、測量及成果處理形成穩固可靠的沉降觀測基準網（2）按設計圖紙及規范要求，布設沉降觀測點，埋設觀測原器件（3）沉降觀測點的沉降觀測（4）觀測資料的匯總，審核，成果的處理（5）對觀測成果進行回歸分析，預測建筑物的沉降情況第二章 變形觀測概述2.1 變形產生的原因各種工程建筑物都要求堅固穩定，使變形量達到最小，以延長使用年限，但是不可避免的，任何建筑物都或多或少的產生變性。工程建筑物產生變形主要由三方面的原因引起，一是自然條件及其變化，二是與建筑物本身相聯系的原因，三是由于人類的活動。其沉降的具體原因有下列幾種因素2.1.1 自然條件及其變化建筑物地基工

19、程地質、水文地質、巖土的物理力學性質、大氣溫度和地下水位的變化等。例如，建筑物基礎的地質條件不同，有的穩定、有的不穩定、會引起建筑物的不均勻沉陷，使其發生傾斜:建筑在土基上的建筑物，由于土基的塑性變形而引起沉陷；由于溫度與地下水的季節性和周期性的變化，會引起建筑物的規律變形。另外，地震作為一種自然災害，它的破壞是巨大的。地震后對地面的影響是巨大的，它會使地面產生大面積的沉降。例如，1966年3月邢臺地震后表明，有的地區地面升高7厘米，有的地方則下沉30厘米多。2.1.2 與建筑物本身相聯系的原因建筑物本身的荷重、建筑物的結構及荷載（如風力、震動等）的作用。當在不穩定的地基上，修建大型的廠房、水

20、塔或高層建筑物時，隨著荷載的增加，基礎的壓力會逐漸增加，土層會被壓縮，地基逐漸下沉，進而引起建筑物的沉降變形。2.1.3 人類的活動、工程建設等所造成的原因礦產資源的開采滿足了國家的能源需求，為國家的生產建設提供原材料。但地下開采引發的開采沉陷又反過來對地表造成破壞，伴隨著我國經濟的發展，地下開采的規模也不斷擴大,地表的沉降變形問題也日趨嚴重。此外，地下水的升降對建筑物的影響是巨大的，由于過量的使用地下水，會使城市地基發生大面積的沉降，進而使建筑的產生變形。比如20世紀50年代和60年代初上海地區地面沉降監測結果表明，地面沉降量每年約為幾厘米。而且外界的爆破、重載運輸產生的連續性的機械振動，對

21、建筑物的變形產生連續性的影響，會引起建筑物所在地表移動而產生變形。此外，還有其它因素導致建筑物的變形，比如，由于勘測、設計、施工以及運營管理工作不夠完善，或是由于建筑物本身的質量問題，附近工程建筑物的興建改變了地面原有的狀態，對于建筑物的地基施加了一定的外力，由于地下工程的開挖，使得其上部或周圍建筑物本身及其基礎的原有應力狀態失去平衡，都會使建筑物產生變形。2.2 變形監測的基本概念所謂變形監測，就是利用專用的測量儀器對變形體的變形現象進行觀測的工作。具體上，是周期性的對變形體上的監測點進行測量，得到一組可靠的數據，對數據進行處理，進而判斷變形體的變形情況。其任務是確定在外力作用下，變形體的形

22、狀、大小及位置變化的空間狀態和時間特征。變形監測的研究對象大到整個地球，比如地級移動監測、地球板塊運動的監測，也可以小到一個工程建筑物或構筑物，比如高層建筑物的沉陷觀測，滑坡體的滑動監測，基坑的變形監測。而建筑物的變形觀測就是測定建筑物及其地基在建筑物荷重和外力作用下隨時間而產生的變形的工作。建筑物的變形是指在建筑物施工和使用運營過程中，建筑物會逐漸產生不同程度的變形，并使周圍地表及附屬物產生變化的現象，通常指建筑物（構筑物）的沉降、位移、傾斜以及由以上原因可能產生的裂縫、擾曲、扭轉等情況。建筑物變形監測的任務是周期性的對變形觀測點進行觀測，從觀測點的三維坐標（x，y，z）的變化情況中了解建筑

23、物變形的空間，并通過對歷次觀測結果進行反復比較，了解其變形隨時間的變化情況。第三章 建筑物變形觀測方案設計建筑物變形監測的內容包括沉降觀測、水平位移觀測、傾斜觀測、裂縫和撓度觀測。通常所說的建筑物變形觀測是指沉降觀測，建筑物沉降量一般不大，在短期內一般不會產生顯著的變化，因而要進行長期而細致的沉降監測。沉降觀測工作通常自地基基礎施工完畢后或基礎墊底澆灌完成后開始，直到沉降穩定變形量達到合理范圍，都要進行定期的沉降監測，以便得出地基和基礎在施工和運營期間最全面的質量指標，由所得到的觀測資料可以選擇加固地基和基礎的方法。要達到變形監測的預期目的，必須通過對監測對象的分析，提出監測的精度，合適的監測

24、頻次，制定相應的監測方案。3.1 建筑物變形監測的內容1、 沉降觀測建筑物的沉降是地基、基礎、上層結構及外界影響力共同作用的結果。沉陷觀測又稱為垂直位移觀測，它是測定建筑物基礎及其本身在垂直方向上的隨時間的變化量。這種變化一般是由于地基不穩固、負載變化以及自重壓力所產生的，同時季節及氣溫的變化也會產生影響。因此，沉陷觀測一般在地基基礎施工時就開始進行，直至施工若干年后，有足夠的數據表示其停止位移，才能停止觀測。具體方法為：在建筑物在施工運營期間，定期用精密水準測量儀器，對埋設在建筑物地基及附近的觀測點測量其高程，比較不同周期的高程求得其沉降值。通過計算分析相對沉降是否有異常，來判斷建筑物的安全

25、性。同時，也可用其它方法測定沉降值，比如：地面立體攝影測量的方法、液體靜力水準測量的方法。2、水平位移觀測指建筑物整體在平面方向上的的位移。水平位移觀測是測定建筑物上的觀測點的平面位置隨時間而產生變化量的工作。位移產生的原因有：外界壓力、地基不穩、荷載的變化等因素。由于外力作用的不穩定性，因此建筑物發生位移并不能夠確定，可能是任意方向的，也可能是某一特定的方向。當建筑物的位移發生在任意方向時，常用的測定位移方法為前方交會法，對于那些由于視線的阻擋而不宜用交會法觀測的建筑物，可采用導線測量的方法，變化位移值可通過計算不同觀測周期所獲得的觀測點坐標求得。而對于特定方向位移的測定常用基準線法，由于建

26、筑物的基線及其平行線可認為是固定不變的，所以可以用測量儀器定期測定建筑物相對于它的偏離值，以計算位移值。但要求該基準線兩端基點應選在變形影響范圍之外，并設立牢固標石以防止其發生位移。此外，水平位移的測量，也可采用邊角交會法、極坐標法、三角測量法等。3、傾斜觀測由于建筑物地基有差異沉降或受外力不均勻，而使建筑物豎直軸線產生垂直偏差。測定建筑物傾斜的方法有兩種：一種是直接測定建筑物的傾斜，懸吊垂球法是直接測定建筑物傾斜的方法中最簡單的，通過測定建筑物相對垂球偏差值可直接測定傾斜量。而對于測定建筑物主體的傾斜，可以通過周期性的測量建筑物頂部及其對應底部的觀測點或頂部中心點相對于底部中心點的相對位移值

27、，便可以測定建筑物的偏移值。而對于另一種，建筑物沉降是不均勻的，可以測定建筑物的相對沉陷來計算建筑物的傾斜量。比如測定整體度較好的建筑物的傾斜觀測，便可以根據基礎差異沉降推算主體傾斜值4、裂縫觀測建筑物裂縫往往出現在建筑物基礎局部產生不均勻沉降時的墻體。由于受到建筑物差異沉降或其它因素的影響時，其墻、柱、梁、板等部位都有可能產生裂縫。而裂縫觀測就是測定建筑物上裂縫隨時間的發展情況的工作。通過裂縫觀測可以測定建筑物裂縫的位置、走向、長度和寬度變化，來判斷裂縫是否危及建筑物的安全。一般情況下，建筑物、構筑物和水壩的裂縫觀測，宜在裂縫兩側設置觀測標志，定期觀測其位置的變化，以取得裂縫的大小和走向及變

28、化情況。而對于較大的裂縫，應在其最寬處及裂縫末端至少布設一對觀測標志。裂縫觀測結果常與其它數據一起供探討建筑物變形的原因、變形的發展趨勢和判斷建筑物的安全等參考。5、撓度觀測測定建筑物在受力后撓曲程度的工作稱為撓度觀測。具體的觀測內容是測定建筑物的監測點在鉛垂面內的高程值相對于底部的高程值的差值。高層建筑物通常采用的方法為前方交會法。而當建筑物內部有豎直通道時，多采用垂線觀測來測定建筑物的撓曲度，也就是從建筑物的頂部附近直到建筑物底部懸掛一根下掛重錘的不銹鋼絲，并將觀測點設置在建筑物不同高程上，用測量儀器定期測出各點與垂線最低點的相對位移，通過計算并比較不同周期的觀測成果，從而求得建筑物的撓度

29、值。對于目前比較先進的電子傳感設備，由于電子設備的敏感度較高，可將觀測點相對于垂線的微小位移變換成電感輸出，經放大后由電橋測定便可顯示各點的撓度值。 總體上來說，變形監測的方法的選定，有許多因素的影響，其主要依據有：監測項目的特點、精度要求、變形速率以及監測體的安全性等指標。表3.1 建筑物變形監測類別與方法的選定類別監測方法水平位移監測三角形網、極坐標法、交會法、GPS測量、正倒垂線法、視準線法、引張線法、激光準直法、精密測距、伸縮儀法、多點位移計、傾斜儀等垂直位移監測水準測量、液體靜力水準測量、電磁波測距三角高程測量等三維位移監測全站儀自動跟蹤測量法、衛星實時定位測量（RTK）、攝影測量法

30、等主體傾斜經緯儀投點法、差異沉降法、激光準直法、垂線法、傾斜儀、電垂直梁等撓度觀測垂線法、差異沉降法、位移計、撓度計等監測體裂縫精密測距、伸縮儀、測縫計、位移計、攝影測量等應力、應變監測應力計、應變計3.2 變形監測頻率的確定變形監測的頻率取決于變形的大小、速度、觀測的目的以及安全性的要求。變形監測頻率的大小應能反映出變形體的變形規律，并可隨單位時間內的變形量大小而定；大壩隨水位的高低而確定觀測頻率。當變形量較大時，應增大監測頻率，來監測建筑物可能出現的問題，確保建筑的安全；當變形量減小時，說明建筑物的變形已達到穩定，可減小監測頻率，以節約相應的人力物力。沉降觀測周期可用以下經驗公式確定：T2

31、mhKvmh表示沉降觀測點的高差中誤差v表示沉降觀測速度，一般取平均沉降量與觀測日的比值K表示變形值與其誤差比通常在使用階段，沉降觀測的周期可參照下表表3.2 沉降觀測周期的選定沉降速度/（mm/d）觀測周期/月沉降速度/（mm/d）觀測周期/月>0.30.50.020.0560.10.310.010.02120.050.13<0.01停止通常情況下，在工程建筑物建成的初期，變形速度較快，經過一段時間后建筑物的變形趨于穩定，因此初始階段的觀測頻率也要大一些，后期可以適當減少觀測次數，但仍然不能夠停止觀測，仍需進行定期觀測。具體可以根據以下原則1、根據編制的工程施測方案對埋設的觀測點

32、進行初測，初測應增加觀測量，以提高初始值的可靠性。2、在施工階段，變形觀測的觀測周期應按照施測方案設計的內容進行。對于一般性建筑，對于精度的要求并不高，可以在地下室砌完或基礎完工后開始觀測，而對于高層建筑物，則需要從基礎底部完工或基礎墊層后開始觀測。觀測次數與時間的確定應根據施工進度及荷載情況。對于民用建筑，觀測周期可每加高 12 層觀測一次，如建筑物均勻增高，荷載每增加25%時各測一次；而工業建筑物可以按不同施工階段分別進行觀測，比如，由于某種原因的暫時停工，可在停工時和重新開工時各觀測一次。而在停工期間，為了保證建筑物的安全，可每隔 23 月觀測一次。3、在建筑物使用階段，觀測次數的確定應

33、根據沉降速度大小和地基土類型。一般情況下，在第一年應觀測 34 次，第二年應觀測 23 次，第三年后每年至少一次，直至建筑物達到穩定為止。4、當出現特殊情況時，比如荷載突然增加、長時間連續降水使基礎四周大量積水等情況，都應該增加變形觀測次數，以確保建筑物的安全。當遇到突發狀況時，比如建筑物突然發生大面積沉降或嚴重裂縫時，需進行每日或 23天一次的連續觀測。3.3 監測部位和測點布置的確定對建筑物進行變形監測時，通常需要在建筑物的特征部位埋設變形監測點，以代表整個建筑物的變形情況。還需要在變形影響范圍之外的地方埋設基準點，定期的測量觀測點相對于基準點的變形值，以達到控制變形觀測精度，保證變形觀測

34、順利實施的目的。3.3.1 變形網點的布置要求變形監測網的網點，分為基準點、工作基點和變形觀測點，可分為二級控制，也可以由基準點直接控制觀測點。通常情況下，其布設應符合下列要求1 、基準點，作為變形監測的控制點，應選在變形影響區域之外的位置來保證其穩固可靠。每個工程至少應有三個間隔盡量相等、間距一般不大于100m的基準點，這樣有利于檢查三點之間的高差變化。對于大型的工程項目，其基準點的安置有特殊要求，應采用帶有強制歸心裝置的觀測墩，或者采用雙金屬標鋼管標。2 、工作基點，作為基準點與觀測點的過渡點一般選在地基比較穩定且便于使用的位置。通常將工作基點布設于靠近建筑物，盡量不受其變形影響且距觀測點

35、 20100m，穩固，便于長期保存的位置，埋設深度應在地下水位之下級凍土層以下 0.5m 。同樣，在大型工程施工區域內，水平位移監測工作基點宜采用帶有強制歸心裝置的觀測墩，垂直位移監測工作基點可采用鋼管標。而對通視條件較好的小型工程，可不設立工作基點，在基準點上直接測定變形觀測點。3、 變形觀測點，應設立在能夠反映監測體變形特征的位置或監測斷面上，監測斷面一般分為：關鍵斷面、重要斷面和一般斷面。需要時，還應埋設一定數量的應力、應變傳感器。建筑物變形觀測點一般選擇在地基基礎上。具體位置要求如下：1、建筑物的四角及沿承重墻每隔812m或間隔23個筑基上設置一個觀測點，高于15m的建筑物，其內部承重

36、柱上應布設觀測點。2、建筑物的拐角處、高低層之間或新舊建筑物連接處、縱橫交接處的兩側應布設觀測點。3、設備基礎的縱橫軸線兩端，基礎四角，負重、結構、基礎變化處，填挖方分界線兩側，沉降縫兩側均應設置觀測點。4、高聳型建筑物應在其四周對稱布設觀測點。 3.3.2 標志埋設變形監測基準點是控制變形監測精度的基礎，因此要認真對待布設一定數量（不少于三個）的基準點位。需要保證所設置的變形網點牢固、便于長期保存與利用，并且盡量避免氣溫變化過大與加固群樓基礎而進行打樁對其的影響。布置變形網點時根據在施工前所收集的資料，比如建筑平面圖、地層結構圖，并考慮建筑場地實際條件，最后與建筑施工單位有關人員商議從而確定

37、變形網點的布置。在布設過程中，盡量避免將所有的變形網點布設于建筑物的同一方向，要使布設的變形網點平均分布于建筑物的四周，使局部的微小變形對此次觀測的影響達到最小。變形網點的埋設應根據附近建筑物的分布情況、土壤的堅實程度以及監測對象的特點來確定。通常情況下，變形網點應埋設在不易受土壤膨脹和收縮的影響的基巖上，這樣便可保證變形網點的穩固可靠。如下圖1所示，水準基點的埋設按以下要求進行。為確保不受冬季凍漲變形的影響，用 22mm 鋼筋和混凝土埋入地表下1.21.5m。對于建筑物的沉降觀測，觀測點應布設在最能夠反映建筑物變形的點上。觀測點的布設要考慮到基礎的地質條件、建筑結構、內部應力的分布等因素。埋

38、設時要保證觀測點與建筑物的連接要牢固，使得觀測點的變化能真正反映建筑物的沉陷情況。隨著工程基礎框架由地面向上延伸，將一根帶十字標志的鋼筋的觀測點應埋設在澆注建筑物每根混凝土的基柱中,如圖2所示，在施工過程中直到變形觀測工作結束要保證標志始終露在外面，以便根據它們獲得柱子的精確高程。鋼筋標志要放入澆注的混凝土中，使它牢固，否則會影響觀測精度。圖1 水準基點的布設 圖2 沉降觀測點的布置 3.4 變形監測依據及精度要求由于變形監測涉及的安全問題，故與其他測量工作相比，變形監測的精度要求更高。確定合理的測量精度是很重要的，過高的精度要求使測量工作復雜，增加費用和時間，而精度定的太低又不能保證建筑物的

39、安全性，并且增加變形分析的困難。不同類型的工程建筑物，變形觀測的精度要求差別較大。對于同類工程建筑物，根據其結構、形狀不同，要求的精度也有差異。即使同一建筑物，不同部位的精度要求也不同。因此，制定合理的變形觀測精度，對工程施工是極為重要的。變形監測的精度及規范主要依據：1、建筑物沉降變形測量規程（JB12897-2006）2、工程測量規范（JB50026-2007）3、變形監測等級劃分及精度要求表3.3變形監測等級劃分及精度要求等級垂直位移監測水平位移監測適用情況變形觀測點的高程中誤差（mm）相鄰變形觀測點的高程中誤差（mm）變形觀測點的點位中誤差（mm）一等0.30.11.5變形特別敏感的高

40、層建筑物、高聳構筑物、工業建筑、重要古建筑、大型壩體、精密工程設施、特大型橋梁、大型直立巖體、大型壩體地殼變形監測等二等0.50.33.0變形特別敏感的高層建筑物、高聳構筑物、工業建筑、古建筑、特大型和大型橋梁、大中型壩體、直立巖體、高邊坡、重要工程設施、重大地下工程、危害性較大的滑坡監測等、三等1.00.56.0一般性的高層建筑、多層建筑、工業建筑、高聳構筑物、直立巖體、高邊坡、深基坑、一般地下工程、危害性一般的的滑坡監測、大型橋梁等四等2.01.012.0觀測精度要求較低的建筑物、普通滑坡監測大型橋梁等4、水平位移監測基準網主要技術要求表3.4水平位移監測基準網主要技術要求等級相鄰基準點的

41、點位中誤差（mm）平均邊長L（m）測角中誤差（）測角相對中誤差水平角觀測測回數1級儀器2級儀器一等1.53000.7130000012-2001.012000009-二等3.04001.012000009-2001.8110000069三等6.04501.81100000693502.518000046四等12.06002.5180000465、監測基準網邊長，宜采用電磁波測距。其主要技術要求表3.5監測基準網邊長主要技術要求等級儀器精度等級每邊測回數一測回讀數較差（mm）單程各測回較差（mm）氣象數據測定的最小讀數往返較差（mm）溫度（）氣壓（Pa）往返一等1mm級儀器4411.50.250

42、2（a+b×D）二等2mm級儀器3334三等5mm級儀器2257四等10mm級儀器4-8106、沉降變形監測網主要技術要求表3.6沉降變形監測網主要技術要求等級相鄰基準點高差中誤差（mm）每站高差中誤差（mm）往返較差、附和和閉合差（mm）檢測已測高差較差（mm）一等0.30.070.15n0.2n二等0.50.150.3n0.4n三等1.00.30.6n0.8n四等2.00.71.4n2.0n第四章 變形監測方案的設計與實施4.1 工程概況包頭市恒大華府項目位于包頭市九原區，具體位置位于巴音高勒公園的北側，九原區新政府的東側。包頭市恒大華府項目總體占地面積進1000畝。共分為三期開

43、發，首期占地面積為480畝，主要由11層和18層的小高層組成。恒大華府項目將人類生活環境與自然緊密的結合在一起，小區內湖景園林的總占地面積為129000平方米，并且包括一個面積達24000平方米人工湖，湖水貫穿于小區之中，綠樹成蔭，環境優美。本次對包頭恒大華府項目首一期工程2樓進行沉降觀測，得到觀測的數據。此建筑物地上18層，地下1層，為剪力墻結構，地基建在基巖上，非常穩定。分十九次觀測，得到的觀測數據均為實測，施工順利進行，并能夠真實的反映此建筑物在施工過程中的形變。監測時間自2008年6月3日至2011年11月12日，共計1355天。4.2 測量等級的選定 4.2.1 沉降觀測精度本次對包

44、頭恒大華府A2樓進行沉降觀測，采用三等觀測精度，沉降基準網觀測采用三等水準測量，往返高差較差或高差閉合差應±0.3nmm（n為測站數），最大不超過±0.5nmm，沉降觀測往返高差或高差閉合差應±1.0nmm，（n為測站數），最大不超過±1.5nmm.觀測點測站高差中誤差：0.3 mm；觀測的視線長度：50m前后視距差：1.0m視距累積差：3.0m4.2.2 沉降觀測周期本次觀測采用精密水準測量，觀測的對象屬于一般高層建筑物，在基礎施工完畢即開始首次觀測，由于首次觀測結果是建筑物變形分析的基礎值，一般重復觀測兩次觀測取其平均值來保證其結果的準確性。觀測時嚴

45、格按照三等水準測量的要求進行，采用紅黑尺并按后前前后的觀測順序進行，為提高觀測的精度，盡量使后視與前視的距離相等，保證每圈的觀測站數為偶數并按照“三固”原則，即每次觀測都采用固定作業人員、固定的儀器設備、固定儀器站的辦法。在作業過程中及時檢查各項限差，如有超限應返工重測。每個周期的觀測必須連續進行并記錄好觀測時間及工程進度。4.3 沉降點的布置4.4 觀測方法步驟4.4.1 建立水準控制網根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案，由建設單位提供的水準控制點(或城市精密導線點)根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。要求：（1） 一般高層建筑物周圍要布置3個以上水準點，其

46、間距不大于100米。（2） 在場區內任何地方架設儀器至少后視能看到到2個水準點，并且場區內各水準點構成閉合圖形，以便閉合檢校。（3） 各水準點要設在建筑物開挖、地面沉降和震動區范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求(大于1.5米)，根據工程特點，建立合理的水準控制網，與基準點聯測，平差計算出各水準點的高程。4.4.2 建立固定觀測路線根據以上原則并結合工程的特點，此樓共布設了13個沉降觀測點。另外，需在建筑物附近較隱蔽且土層較穩定的地方設置不少于3個永久基準點，每次觀測先校核基準點的穩定性，判斷選擇穩定點作為沉降觀測的起算點，基準點的布設是根據現場踏勘的情況考慮基準點的穩定性和觀測精度

47、要求布設的，變形監測的基準點選在遠離該建筑物50米外的堅固地方。4.5 儀器觀測方法與過程4.5.1 測量儀器本工程采用日本索佳SDL30M電子精密水準儀一套,銦鋼水準尺一對4.5.2 沉降觀測方法的選定本次觀測作業采用精密水準儀進行觀測，因為它具有理論嚴密、簡便易行精度高、穩定可靠、可以測定絕對垂直位移等諸多優點，使用它觀測很容易達到觀測目的，且由于恒大華府周邊地勢平坦、視野開闊，使用精密水準測量很容易實現。第五章 數據處理5.1 觀測資料的整理沉降觀測成果包括外業采集的各種原始觀測數據和將原始觀測數據經過處理所得到的結果。它們以數字的形式來表現。對于沉降觀測的周期觀測數據需進行觀測值的質量

48、檢查，如完整性、一致性質量檢查，進行粗差和系統誤差檢驗，方差分量估計，保證沉降觀測數據處理結果正確可靠。對于各監測點上的時間序列實測資料，通過插值方法或擬合方法整理成等間隔的觀測序列以便提供沉降分析使用。對沉降觀測所采集到的原始數據進行整理是沉降觀測重要的一個步驟，因為它有利于原始數據的存檔保管和進一步利用。由于沉降觀測的數據不能一次得到，而需要經過多次不同時期的觀測來完成。因此，對每次采集到的數據進行整理就顯得更為重要。5.2 觀測資料的處理外業觀測所得到的數據由于受到測量儀器，觀測者和外界環境的影響，都會產生這樣那樣的誤差，所以要通過一定的數學模型，對所測得的數據進行平差計算。將各次觀測記

49、錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量并統計表匯總。同時要計算出建筑物平均沉降量、平均沉降速率、各沉降點位沉降速率等重要數據。繪制沉降曲線圖。由于本文重點在于對數據成果的分析，所以取得的數據是平差后的數據。5.3 沉降觀測成果整理沉降觀測成果的整理包括對沉降觀測數據的計算（包括平均沉陷量、累計平均沉陷量與沉陷速度），制作沉降觀測成果表，繪制沉降觀測圖等。5.4 沉降觀測數據的計算 平均沉降量是用來衡量各觀測點在某觀測時的平均沉降量，是衡量沉降觀測成果的重要依據。它的計算公式為：平均沉降量=各點沉降量的和沉降點個數累計平均沉降量=各點累計沉降量的和沉降點個數

50、沉降速度=平均沉降量兩次觀測時間的間隔建 筑 物 沉 降 觀 測 成 果 表觀測次數觀測日期沉降情況沉降情況NoNo2絕對高（m）本次下沉累積下沉絕對高（m）本次下沉累積下沉11053.413490.000.001053.843500.000.0021053.408954.544.541053.838375.135.1331053.408480.475.011053.837830.545.6741053.406631.856.861053.835911.927.5951053.405980.657.511053.835190.728.3161053.401454.5312.041053.830

51、814.3812.69721053.399961.4913.531053.829141.6714.3681053.398651.3114.841053.828021.1215.4891053.397511.1415.981053.826661.3616.84101053.39770-0.1915.791053.825351.3118.15111053.395022.6818.471053.822862.4920.64121053.392592.4320.901053.821231.6322.27131053.390312.2823.181053.819142.0924.36141053.388

52、751.5624.741053.817791.3525.71151053.388040.7125.451053.815762.0327.74161053.386131.9127.361053.814391.3729.11171053.383452.6830.041053.812022.3731.48181053.382441.0131.051053.810841.1832.66191053.380571.8332.881053.810470.3733.03建 筑 物 沉 降 觀 測 成 果 表觀測次數觀測日期沉降情況沉降情況No3No4絕對高（m）本次下沉累積下沉絕對高（m）本次下沉累積下沉11053.379510.000.001053.845910.000.0021053.375084.434.431053.841054.864.8631053.374670