变形监测与沉降技术设计书

1 变形监测与沉降技术设计书 一、工程概况 为了掌握 四舍在施工期间的工作状态，通过对辽宁科技大学四舍的定期观测，揭示出井点降水、荷载、时效对辽宁科技大学四舍的影响及其规律，校核原设计的各种基本假定和计算结果的正确性，及时发现问题以便采取措施，保证施工能安全稳定地运行。为此，对该辽宁科技大学四舍进行了垂直沉降变形观测。 二、采用的技术规范 1、国家水准测量规范 2、 建筑变形测量规程 3、工程测量规范 三、变形监测控制网 （一）观测的精度要求 根据建筑物的特点及规范要求：为了能准 确反映辽宁科技大学四舍的变形情况，达到监视辽宁科技大学四舍安全的目的，本工程使用 电子水准仪，对辽宁科技大学四舍进行二级沉降观测。 （二） 使用的仪器设备 1、 对 二 级沉降观测，可使用 电子水准仪 ，采用变换仪 2 器高法进行监测。 2、仪器精度论证 沉降点按四等水准测量的要求观测，测站高差中误差主要有置平误差平m，瞄准误差瞄m，读数误差读m，对仪器进行检校。 三、 点位 设计 （一） 变形点布置 1、为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以 15 30 米为宜，均匀地分布在建筑物的四周。通常情况下，建筑物设计图纸上有专 门的沉降观测点布置图。 2、再就是，埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，非凡要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。 3、具体图见附图 3 测区概况：辽宁科技大学四舍位于校内东区，北方为纳米科技公司 ，西近辽宁科技大学二舍，交通便利。 基准点和监测点设计图：基准点共选四个，分别标号 A、 B、 C、 3 个，分别编号： 二） 基准点设计 基准点是变形观测的基础，必须保证坚固和稳定，因此点位应选在变形区以外，地质条件好，又能够永久保存的地方。为检核基准点的稳定，垂直位移监测的基准点均设置成基准点组。 对于埋设在基础上的观测点，在埋设之后就开始第一次观测，往后随着荷重的逐步增加（例如砌筑墙壁或安装设备后，机器开始工作之前等），重复进行观测。在运行期间重复观测的周期，根据沉陷的快 慢而定：每月、每季、每半年或每年观测一次，一直到全停止为止。 由于在观测各个基础时水准路线往往不很长，并且其闭合差一般 4 不会超过 1 2此闭合差可按测站平均分配。如果观测点之间的距离相关很大，则闭合差可以按距离成比例地分配。 （三）基准点的布设、埋设方法 （ 1）基准点位置的选择 基准点是变形监测的基础，基准点一般要求绝对稳定，在位置选择时要注意以下几方面：位置要选在变形范围以外；地势稳定；深埋。 （ 2）基准点布设形式 基准点可分为两级：固定基准和工作基准。固定基准点一般选择 3 个以上，距建筑 物一定的距离（一般不少于 建筑物高）当有 3 个点时，除某两点的连线与主要轴线平行外，另一点应跨过建 (构 ) 筑物且对其长边基本构成等腰或三个基点基本构成直角三角形；当点数多于 3 个时，除应满足以上条件外，其余的点应较均匀地分布在建 (构 )筑物的四周，距离可偏远一些。工作基点选择在地势相对稳定便于观测的位置。一般在离建筑物 30m 以外 150m 以内地势稳定的地方选择和埋设水准点。 （ 3）基准点的埋设 尽量利用城建部门建立的水准点和各级平面控制点，作为沉降观测的起算点。 在该区域内有修建年代较长、 基础稳定的建筑物时，则可在该建筑物上设置墙上水准点。在墙上凿一个长约 200洞，直径为 20约 250圆钢嵌进洞内约 200出墙外约 50上弯的标头呈圆形用水泥将洞填满，洞口抹齐与墙面平。 建立浅埋水准点。该点应选在较隐蔽而且通视良好保证安全的地方。首先挖长 1150 110右的小浅井，地面整实。用直径 20约 117螺纹钢上部凿成半圆形，下部焊成十字将焊成的十字型螺纹钢放入井内，直接灌注混凝土，露出地面约 60右，顶部要砌筑保护盖。 监 测点的埋设和布设要求 确定沉降观测点的位置是非常重要的，必须数量足够、点位适当。沉降观测点的数目和位置又与建筑物的大小、荷载、基础类型和地质条件有关，并且要能够全面反映建筑物的沉降情况。沉降观测点的选择还应便于建筑物基础沉降的现场观测，易于保存，并不受损坏。 5 沉降观测点的布设应遵循以下原则： （ 1）通常在建筑物的四角点、中点、转角处等能反映变形特征和变形明显的部位布设沉降观测点，点间距一般为 10m 20m； （ 2）对于设有后浇带及施工缝的建筑物，应在其两侧布设沉降观测点； （ 3）对于 新建与原有建筑物的连接处，应在其两侧的承重墙或支柱上布设沉降观测点； （ 4）对于一些大型工业厂房，除按上述原则布设沉降观测点外，还应在大型设备四周的承重墙或支柱上布设沉降观测点。 2 0 钢 筋四、 垂直位移监测网建立 （一） 网形确定 垂直位移监测网 有 基准点 ， 由 3 点组成水准点组 。 工作基点 布设时根据场地情况。 （二） 水准观测 沉降点采用四等水准观测。 技术要求 等级 每千米高差全中误差（ 路线长度（ 水准仪的型号 水准尺 附合或环线观测次 数 往返较差、附合或环线闭合差（ 四等 10 16 面 往一次 20 L 注： 1 结点之间或结点与高级点之间，其路线长度，不应大于表中规定的 ； 6 2L 为往返测段附合或环线的水准路线长度（ 水准观测应在标识埋设稳定后进行，其观测主要技术要求，应符合下表的规定。 等级 水准仪的型号 视线长度（ m） 前后视较差（ m） 前后视累积差（ m） 视线离地面最低高度（ m） 黑、红面读数较差（ 黑、红面所测高差较差（ 四等 00 5 10 、 变形监测方法 1、 零数据观测：依照国家一、二等水准测量规范作业，采用二等水准规程观测。将水准基准点组、各工作基点、 建筑物 上的变形点全部纳入主网组成二等水准环路。 2、 周期性观测：在主网复测周期内的各期测量，可直接利用垂直位移监测点附近的工作基点进行垂直位移监测。工作基点本身，可能有下沉，在监测时应以工作基点的首次高程作为起始高程，将工作基点各 次 的沉降量视为常数，在分析资料时加考虑。 3、沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则 7 所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。 1、观测的等级与仪器的选择 （ 1）根据设计要求，本次沉降观测应采用二级变形观测。 （ 2）精度要求：观测点测站高差中误差 2、观测方法 （ 1）沉降观测采用几何水准观测方法。使用 子水准仪配合线条式因瓦合金标尺观测。观测前应对水准仪和水准尺进行全面检查，水准标尺分划线的分米分划线误差和米分划间隔真长与名义长度之差不应大于 它技术要求应完全满足规范要求。首次沉降观测采用往返测，从第二次观测开始，采用单程观测。 （ 2）技术要求 水准观测的视线长度、前后 视距差、视线高度以及水准测量的限差应符合下表规定。 水准观测的视线长度、前后视距差和视线高度（ m） 等级 视线长度 前后视距差 前后视距累计差 视线高度 二等 50 级 基辅 分划 之差 基辅分划所测高差之差 相邻基准点高差中误差 每站高差中误差 往返较差及附合或环线闭合差 检测已测高差较差 8 水准测量主要限差（ 沉降监测点的精度要求（ 注： n 为测段的测站数。 （ 3）具体施测程序及步骤： 基 准点埋设稳定后（ 7）首先对基准点进行往返联测，将数据进行平差计算后，确定每个基准点的高程。 注 :各个基准点要组成闭合水准路线；增加多余观测；坚持“三定”的原则：观测点固定、路线固定、测站固定；采用“后前前后”的读数方法，由于我们采用电子水准仪，故只需变换一次仪器高即可。两次所观测高差在 之内，取其平均值即可。 首次监测应在监测点稳固后及时进行。在每次沉降监测点观测的同时要将基准点进行联测，采取就近符合的原理，之后进行平差计算，求出个节点的高程，然后通过符合水准路线平差法求出各个监测点高程。注： 首次监测的沉降监测点高程值是以后各次监测用以比较的基础，每个监测点首次高程应在同期监测两次后确定，取两次平均值作为监测点的起始高程值。 （ 4）沉降观测作业要求 得在日出后或日落前约前半个小时、中午前后两小时左右、风力过大仪器标尺不稳定时、气温突变时进行观测。 2要定期对水准仪及水准标尺的水准器和 i 角进行检查。 3进行往返测时，每测段往测与返测的测站数均应为偶数站。由往测向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器。在同一测站上观 测时，不得两次调焦。 4测站观测标尺顺序：后 前 前 后，采用变仪器高法。 5 要注意保持“三定”的原则。 6 观测周期的确定 高程控制点埋设稳定后方可开始观测，一般埋设后不少于 15 天。根据规程要求，对于砂土地基的建筑物使用阶段观测期限一般不少于 2 年。这样，待稳定后开始首次沉降观测，以后每增高 2 层观测 1 次；施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可第隔 2 3 个月观测一次。建筑物使用阶段第一年观测 4 次，第二年观测3 次，第三年以后每年观测 1 次，直至沉降稳定为止。在观测过程中，如 有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等均应及时增加观测次数。同时，若发现异常沉降或严重裂缝时，应立即并进行逐日或几天一次的连续观测。 二等 0.6 n 0.8 n 等级 往返较差、附合或环线闭合差 高程中误差 相邻点高差中误差 二等 0.6 n 9 六、垂直位移监测网的平差 （ 1）水准网的平差 采用独立水准网的高程起算数据作为首次观测，采用经典严密平差计算基准网。 （ 2）高程网的间接平差 在沉降测量中一般都 要对多节点水准网进行平差计算，如图： 、权的确定 用距离与测站数 n 定权 、列误差方程式 10 7637766338758877555425544223213322117766337637388775578755524422554223322113232188887777666655554444333322221111)()()()()()()()()()()()(0)()(0)()(0)()(0)()(3/) . . . . .(/. . . . . . . ./) . . . . .(/. . . . . . . . . ./) . . . . .(/. . . . . . . . ./. . . . . . . . ./) ; . . .(组法方程规律：每个节点高程平差值就是该节点周围各线路计算的高程的带权平均值 垂直位移监测网的平差成果及精度 11 垂直监测网平差成果表 第 一 次 第 二 次 两次差数 点名 高 程（ m） 高程中误差（ 点名 高 程（ m） 高程中误差（ 注：对于监测网两次测量坐标之差及高程值之差并不一定反映点位的变动，它也可能是测量误差引起的，而这个误差是在规范规定的限差之内，所以该次由两次测量平差成果取平均值得到的首次观测基准值是绝对可靠的。同时也为下次复测监测网进行变形分析时提供了必要的基础数据。 七、垂直位移监测网检验 水准点稳定性检验方法较多，这里采用“平均间隙法”或“单点位移分量法”来对水准网中各水准点进行整体性检验，即假设各水准点都稳定，如果接受原假设则都稳定，如果拒绝原假设证明网中有些升降，可进一步采用逐个剔除法检验出网中稳定点和非 稳定点。 在检验时，首先检验两次观测是否同精度观测。 垂直基准网检验 测次 F 2 自由度 检验结果 备注 1 2 =因 F 2，即都是同精度测量 12 8 资料整理 1、整理原始记录。 2、填写沉降观测成果表，计算沉降量。 （ 1）计算各沉降观测点的周期沉降量：沉降观测点的周期沉降量本次观测所得的高程上次观测所得的高程， （ 2）计算总沉降量：