餐厅沉降观测及数据处理方案设计毕业论文

餐厅沉降观测及数据处理方案设计摘要本文对变形监测目前的主要应用技术与方法进行了概述，对变形监测各项技术的未来发展趋势进行了一定论述。经过对高级中学餐厅出现的墙体裂缝、餐厅漏水等问题的实际考察后，设计出了餐厅的沉降观测及数据处理的具体方案，并对首期观测数据进行了分析处理，对餐厅的后期观测和问题的治理给出了一定建议。本设计主要针对某学校餐厅的实际设计出了具体的变形监测方案，其主要内容包括餐厅变形监测的内容；监测的方法、使用的仪器和监测的精度；水准基点的埋设和沉降观测点的布置；监测的周期；数据的处理方法和变形的分析方法等。并对首期观测数据进行了几何分析，绘制出了观测点的沉降曲线。该设计是针对某学校餐厅具体问题制定的，他对餐厅所出现问题的处理有建设性指导意义，对餐厅的正常运营作用巨大。关键词变形观测水基准点沉降观测点沉降曲线HIGHSCHOOLRESTAURANTLULIANGSETTLEMENTOBSERVATIONANDDATAPROCESSINGDESIGNABSTRACTINTHISPAPER,THEMAINDEFORMATIONMONITORINGTECHNOLOGYANDMETHODSOFAPPLICATIONARESUMMARIZEDONTHEDEFORMATIONOFTHETECHNOLOGYTOMONITORTHETRENDOFTHEFUTUREDEVELOPMENTOFACERTAINPAPERAFTERHIGHSCHOOLCITYRESTAURANTEMERGINGCRACKSINTHEWALL,RESTAURANTSLEAKAGEANDSOONAFTERTHEACTUALSTUDY,DESIGNEDTHERESTAURANTSSETTLEMENTOBSERVATIONANDDATAPROCESSINGOFTHESPECIFICPROGRAM,THEFIRSTPHASEOFOBSERVATIONANDANALYSISOFDATAPROCESSING,ONTHERESTAURANTTHELATTEROBSERVATIONANDTHEISSUEOFGOVERNANCEISGIVENACERTAINPROPOSALTHEDESIGNOFTHEMAINCITYHIGHSCHOOLFORTHEACTUALDESIGNOFTHERESTAURANTSPECIFICDEFORMATIONMONITORINGPROGRAMS,ITSMAINCONTENTSINCLUDETHECONTENTSOFDEFORMATIONMONITORINGRESTAURANTMONITORINGMETHODS,THEUSEOFPRECISIONINSTRUMENTSANDMONITORINGSTANDARDSLAIDBASISPOINTSANDOBSERVATIONPOINTSOFTHELAYOUTOFTHESETTLEMENTMONITORINGCYCLEDATAPROCESSINGMETHODSANDDEFORMATIONANALYSISMETHODSTHEFIRSTOBSERVATIONOFTHEGEOMETRICDATAANALYSIS,MAPPINGOUTSETTLEMENTCURVEOFTHEOBSERVATIONPOINTSTHEDESIGNISCITYHIGHSCHOOLFORTHESPECIFICQUESTIONSFORMULATEDBYTHERESTAURANT,HEAPPEAREDONTHERESTAURANTTODEALWITHTHEISSUEOFCONSTRUCTIVEGUIDANCEONTHEROLEOFTHENORMALOPERATIONOFTHERESTAURANTSGREATKEYWORDSDEFORMATIONOBSERVATIONDATUMBENCHMARKSETTLEMENTOBSERVATIONPOINTSETTLEMENTCURVE第一章变形观测理论与技术进展综述第一节变形观测理论与进展一、变形观测的定义及发展（一）变形观测的定义变形观测是指对特定的建（构）筑物在其荷载情况下，在其外部周围（不受影响）布设观测网作为基准点，在观测建（构）筑物上布设观测点，定期地测量观测点相对基准点的变化量，对其定期观测的数值进行比较，了解观测物的变形随时间的发展情况，测定建筑物及其地基在建筑物本身的荷载或受外力作用下，一定时间段内所产生的变形量及其数据的分析和处理工作。内容主要包括沉降、倾斜、位移、挠曲、风振等变形观测项目。（二）变形观测的目的从宇宙中的星球到我们生活的地球及其地区、城市，甚至一个具体的建筑物以至物体的构件都存在着变形。变形总是存在的，但变形超过一定的限度会给我们的生命和财产带来危险。一个工程从施工开始到竣工，以及建成运营后很长一段时间，高楼（沉降）、大坝（位移）、高烟囱（倾斜）等变形是不可避免的，因而，变形观测的一个重要目的在于检查各种工程建筑物和地质构造的稳定性，对变形进行几何分析，掌握规律，预测预报变形，达到工程安全运行的目的。变形观测的另一个重要的目的是科学研究，对变形进行解释，验证工程建筑物的设计理论及地壳运动的假说和地质勘察资料和设计数据的可靠程度，研究变形的原因和规律，改进工程建筑物设计，建立正确的变形预报的理论与方法。（三）变形观测的特点1精度要求高。与其他测量工作相比，变形观测要求的精度高。用于实用的目的，一般要求精度达到1MM。在对建筑物变形观测中，为了准确地反映出建筑物的变形情况，测量的误差应小于变形量的1/101/20。2重复观测。变形观测网必须相隔一定时间进行重复观测，只有重复观测，才能从观测点坐标或高程的变化中发现变形。3严密地进行数据处理。有许多变形体的变形都较小，有时与测量误差有相同的数量级，故要对变形数据进行严格的平差，运用一些办法从含有观测误差的观测值中分离出变形信息。4与多学科相联系。变形观测工作不仅需要测量知识，还需要与土木工程和动力学工程等学科知识。5责任重大。由于变形量都是微小变化，它要求一丝不苟的认真工作，从带有误差的观测值中找出变形观测的规律，及时预报危害变形，使人们避免灾害，保证人们的生命和财产安全，因而变形观测责任重大。（四）变形观测的技术发展伴随着时代的发展，变形观测的技术从常规的大地测量技术到现代的新科学技术方法，在不断更新进步。目前，变形观测技术包括常规大地测量技术、特殊变形测量技术、摄影测量技术和GPS技术。1常规的大地测量技术与特殊测量手段常规的大地测量技术是应用水准测量的方法，通过测定高程、角度和边长或坐标来测定变形的技术。监测主要是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，其主要观测内容包括精密高程测量、精密角度测量、精密距离测量等。其优点主要表现在能够提供变形体整体的变形状态；灵活性大，能适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的外界条件；观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的校核和精度的评定，可以提供绝对变形信息。其缺点主要表现在观测时间长，外业工作量大,布点受地形条件影响大,不易实现连续监测和自动化监测；在有些地方由于受到地形和外界条件等限制,其工作效率和精度往往受到很大的影响。特殊测量手段也称传感器与激光技术测量，包括应变测量、准直测量和倾斜测量。它具有测量过程简单，可监测变形体内部的变形，容易实现自动化和连续监测等优点。但是，通常只能提供局部的和相对的变形信息。2摄影测量技术摄影测量技术包括地面摄影测量技术和航空摄影测量技术。与其它变形监测技术相比较,摄影测量的优势体现在可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位关系；可用于规则、不规则或不可接触物体的变形监测；像片上的信息丰富、客观而又可长期保存,有利于进行变形的对比分析；监测工作简便、快速、安全等。近几年发展起来的数字摄影测量和实时摄影测量在建筑物及滑坡等变形监测中的成功应用,为摄影测量在变形监测中的应用开拓了更加广泛的前景。但由于摄影距离不能过远,且大多数的测绘部门不具备摄影测量所需的仪器设备,因而摄影测量技术在变形监测中的应用尚不普及。3GPS测量技术全球定位系统的应用给测量技术带来一场深刻的革命。由于GPS测量具有测站间无需通视、高效、高精度、快速、全天候、可实现无人值守、能同时测定点的三维位移等优点，所以在近年来GPS技术在变形监测中已获得越来越广泛的应用。如用于大地形变监测与地震预报、大坝变形监测、地表沉降观测、山体滑坡变形监测、高层建筑物形变监测等。利用GPS技术,可实现数据采集、数据处理以及变形分析的自动化。目前,采用GPS定位技术进行精密工程测量和大地测量,平差后控制点的平面位置精度为1MM2MM,高程精度为2MM3MM。据相关资料介绍,国外从20世纪80年代开始用GPS进行变形监测。自90年代以来,世界上许多国家纷纷布设地壳运动GPS监测网,为地球动力学研究和地震与火山喷发预报服务。例如,日本国土地理院从1993年开始了GPS连续观测网的筹建工作,到94年日本列岛已建立由210个GPS连续观测站组成的连续监测系统COSMOS,目前的观测站总数已发展到1000多个。该系统于1994年10月1日正式起用,10月4日就监测到北海道东部近海81级大地震,并清晰地记录了地震前后的地壳形变。此后,又成功地捕捉到三陆远海地震及兵库县南部地震的地壳形变。1995年1月17日16时35分,在日本阪神72级大地震后,该系统在进行快速、准确、精细地监测与分析地壳运动方面起到了很大的作用。二变形观测的分类变形观测从观测类别可分为建（构）筑物地基和基础变形观测和建（构）筑物变形观测。1建（构）筑物地基和基础变形观测基坑回弹测量地基分层沉降测量建筑物的沉降测量2建筑物上部变形观测有沉降观测位移观测裂缝观测挠度观测倾斜观测振动观测沉降观测、位移观测、裂缝观测、挠度观测、倾斜观测、振动观测等，其都与建（构）筑物的安全性、不稳定程度有关。除了以上观测种类外，对于滑体我们还要进行滑坡观测等。为了我们的生命和财产安全，我们必须对周围变形体的变形做出正确的判断。三、变形观测的内容（一）变形观测的具体工作根据变形观测的目的，可概括变形观测的具体工作由三部分组成1根据不同的观测对象、目的设置基准点及观测点。2进行多周期的重复观测（平面或高程，或是三维观测）。3进行数据整理与统计分析。（二）变形观测的主要内容建筑物变形观测主要内容包括以下几点1基准点设置为了在变形观测中测定绝对位移，选择不变动的基准点是很重要的。基准点一般分工作基准点和基准点两级。工作基准点设置在建筑物附近的稳固位置，直接用于测定观测点的位置变化；基准点一般选在变形范围外远离建筑物的地区。沉降观测的基准点通常成组设置,用以检核工作基准点的稳定性。其检核方法一般采用精密水准测量的方法。位移观测的工作基准点的稳定性检核通常采用三角测量法进行。由于电磁波测距仪精度的提高，变形观测中也可采用三维三边测量来检核工作基准点的稳定性。在基准线观测中，常用倒锤装置来建立基准点。这种装置是把不锈钢丝的一端固定在一个锚块上，将此锚块用钻孔的方法浇固在基岩中。不锈钢丝的另一端同一浮体相连接，钢丝被拉紧而处于竖直位置，以它作基准，用坐标仪可以测定工作基准点的位移。变形观测中设置的基准点应进行定期观测，将观测结果进行统计分析，以判断基准点本身的稳定情况。2沉降观测沉降观测是指测定建筑物或其基础的高程随时间变化的工作。建筑物在施工和运营期间，对埋设在基础和建筑物上的观测点，定期用精密水准测量的方法测定它们的高程，比较观测点不同周期的高程即可求得其沉降值。有时也可用地面立体摄影测量的方法及液体静力水准测量的方法测定沉降值。在液体静力水准测量中，可采用探针探测液面高程，也可采用将液面高程的变化用传感器输出等方法实现自动化观测。3位移观测位移观测是测定建筑物上某些点的平面位置随时间变化的工作。建筑物位移可能是任意方向的，也可能发生在某一特定方向。任意方向位移的测定常用前方交会法，或地面立体摄影测量的方法测定；对某些不宜用交会法观测的建筑物，也可采用导线测量方法，位移值均由比较不同观测周期所得的观测点坐标求得。特定方向位移的测定常用基准线法，即以垂直于位移方向的固定不变的铅垂面为观测基准面，定期测定建筑物相对于它的偏离值，以计算位移值。此外，水平位移的测量，可采用边角交会法、极坐标法等。还可采用视准线法，此法的观测基准面由经纬仪的视准线和仪器竖轴建立。根据测定观测点偏离值的方法不同，视准线法又分为测小角法和活动觇牌法。20世纪60年代初，又采用了以激光束代替经纬仪视准线的激光经纬仪准直法和利用光干涉原理的波带板激光准直法。这些方法虽然大大提高了照准精度，但仍不能克服大气折射的影响。在某些特定条件下，可采用引张线法，即用拉紧的钢丝作为基准线。近年来在激光准直法和引张线法中已采用光电传感技术，实现了观测的自动化。4裂缝观测裂缝观测是测出建筑物因基础有局部不均匀沉降而使墙体出现的裂缝。一般在裂缝两侧设置观测标志，定期观测其位置变化，以取得裂缝的大小和走向等资料。建筑物、构筑物和水坝的裂缝观测，宜在裂缝两侧设置观测标志，对于较大的裂缝，至少应在其最宽处及裂缝末端各布设一对观测标志。裂缝可直接量取或间接测定，分别测定其位置、走向、长度和宽度的变化等。5挠度观测挠度观测是测定建筑物受力后挠曲程度的工作。观测方法是测定建筑物在铅垂面内各不同高程点相对于底部的水平位移值。高层建筑物通常采用前方交会法测定。对内部有竖直通道的建筑物，挠度观测多采用垂线观测，即从建筑物顶部附近悬挂一根不锈钢丝，下挂重锤，直到建筑物底部。在建筑物不同高程上设置观测点，以坐标仪定期测出各点相对于垂线最低点的位移。比较不同周期的观测成果，即可求得建筑物的挠度值。如果采用电子传感设备，可将观测点相对于垂线的微小位移变换成电感输出，经放大后由电桥测定并显示各点的挠度值。6倾斜观测倾斜观测是测定建筑物顶部由于地基有差异沉降或受外力不均匀而产生垂直偏差。建筑物（构筑物）主体的倾斜观测，通常测定顶部及其相应底部观测点，定期观测其相对位移值，也可直接观测顶部中心点相对于底部中心点的位移值的偏移值。对整体刚度较好的建筑物的倾斜观测，可采用基础差异沉降推算主体倾斜值。7振动观测振动观测是对于高层建筑物和机械设备往返摆动情况的观测工作。高层建筑物在风力、日照和温度的影响下,某些机械设备在动荷重的状态下,都会发生动。传统的变形观测方法无法满足这方面观测的要求。利用光电系统可以将观点坐标自动记录在纸带上，从而求得建筑物的振动频率和振幅大小。自动倾斜仪能将精密水准气泡的微小倾斜转换成电信号输出，可用于观测转动角的往返变动。利用电子水准器同时测定不同高度的转动角，通过换算可以求得建筑物顶点的振动。8资料整理和分析变形观测资料的整理，通常是将各种变形值编绘成各种图表，如变形值过程线和建筑物变形分布图等。这些图表可用于初步了解建筑物的状况、变形规律，判断建筑物的运营是否正常。变形观测资料的分析，包括验证变形是否存在，分析产生变形的原因，推求变形值同影响因素之间的函数关系。对于前者主要用统计检验方法；对于后者，多应用回归分析方法，求得的函数关系称为回归方程。回归方程不仅可用来定量分析变形的规律，还可以作变形预报。此外，还有对滑坡进行的滑坡观测等等一些观测，不同的观测对象和变形观测目的，变形观测的内容不相同。但是不同的观测体，其变形观测的主要的内容是基本一样的。第二节变形观测实例分析一、实例基本情况简介华宇大厦位于太原市新建路与府西街交汇处的西北角，东侧与金融大厦隔街相望，南北方向总长约44100M，东西方向总长约8800M,是该地区规模最大高层建筑。由两个主塔楼及裙楼组成，地下建筑为3层，地上有两幢32层的主塔楼，主体高度为99050M，裙楼为4层，框架结构剪力墙，该楼北侧为地下车库和高为12层的附属市政办公楼。为了其安全营业和给地下车库附属市政办公楼的施工提供监测资料，因此，需要对华宇大厦进行精密沉降监测，掌握该工程施工期间的沉降变形情况。二、变形观测实例分析为了对华宇大厦进行施工期间的沉降观测资料收集，在远离华宇大厦变形区域外，太原市政公司院内北侧，埋设了3个水准基点J1、J2、J3，组成沉降监测基准网，另外又埋设3个工作水准点G1、G2、G3，工作点和基准点都布设成闭合环，按技术要求，定期要对3个基准点联测，以便检查其稳定性，每次观测从基准点联测工作点，再从工作点观测沉降点。主要采用精密水准测量观测沉降点的高程，从重复观测成果中分析施工其间华宇大厦主裙楼的沉降情况。根据建筑物沉降观测的一般原则，并结合华宇大厦的实际情况共布设了二十四个观测点。其观测点分布见图1。图1根据国际测量工作者联合会第十三届会议上工程测量组提出变形观测的精度要求如果观测是为了监测建筑物的安全，其观测中误差应小于允许变形值的1/101/20，如果观测是为了研究变形的过程，则其中误差比上述值应小得多。根据这一原则，采用“以当时可能达到的最高精度”确定变形观测精度。确定华宇大厦沉降观测高程最弱点的高程中误差小于等于1MM。为了达到精度要求，选用DS1精密水准仪及配套的铟钢水准尺进行观测，沉降观测依据国家二等水准测量要求进行。并对其观测高程中误差进行预计计算，华宇大厦高程最弱点中误差符合精度要求。2001年4月2003年7月间，对华宇大厦沉降观测点进行了28期观测。经过对观测成果的整理汇总，计算出各观测点的降量。通过对沉降点的分析可知华宇大厦主体在施工期间随着时间的推移及荷重的增加，有下沉现象，塔楼的下沉量比裙楼的下沉量大。依据华宇大厦的实际情况分析沉降原因，其主要原因有沉降观测过程中，由于观测场地的限制，使得观测时仪器前后视距不相等，而不能消除I角误差，形成了沉降观测本身的测量误差；观测期间，大楼内部正在进行内部装修和大型负荷设备的安装，这对大楼的沉降也有一定的影响；在主体施工期间外防水和回填土还没有完成，观测期间降雨量较大，雨水对大厦的地基有一定影响，进而对大厦主体的沉降和工作基点都有影响。通过以上的分析，说明华宇大厦的沉降实属正常，但以后仍需定期观测，保证大厦的安全运行。第三节变形观测技术的发展前景随着社会的进步，科学技术的飞越，变形观测技术和方法正在由传统的单一监测模式向点、线、面立体交叉的空间模式发展。在变形体上布置变形观测点,在变形区影响之外的稳定地点设置固定观测站，用高精度仪器定期监测变形区内网点的三维位移变化是获得变形体变形的一种行之有效的外部监测方法。这些技术和方法也将伴随着社会的发展，而不断的发展。1地面观测技术及其发展趋势在20世纪80年代以前,变形观测主要是采用常规大地测量和某些特殊测量技术。常规大地测量是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值,它是目前变形观测的主要手段。在大多数国家中,传统的常规大地测量方法仍然是人类进行工程建筑物变形监测的主要手段。而且在一些有关的技术领域内,其他技术尚无法替代传统的常规大地测量方法。所以传统的测量方法,在国民经济建设中仍有巨大的作用。特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量,它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点,但通常只能提供局部的和相对的变形信息。地面测量技术发展方向的代表是测量机器人，其在工程测量和三维工业测量以及变形监测等领域正越来越广泛地得到应用。比如在小浪底外部变形监测中的应用,其试验成果明显优于常规方法。2摄影测量方法及其发展趋势摄影测量技术包括地面摄影测量技术和航空摄影测量技术。近十年来,近景摄影测量在隧道、桥梁、大坝、滑坡、结构工程及高层建筑变形监测等方面得到了很好的应用。与其它变形监测技术相比较,近景摄影测量的优点体现在可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位关系；可用于不规则或不可接触物体的变形监测；像片上的信息丰富、客观而又可长期保存,有利于进行变形的对比分析；监测工作简便、快速、安全。近些年来，随着计算机技术的飞速发展，摄影测量已进入了数字摄影测量新时代。数字摄影测量通过将摄影的相片转换成数字影像或用特殊摄影机直接获取被摄物体的“数字影像”，然后利用数字影像处理技术和数字影像匹配技术获得同名像点的坐标，进而计算对应物点的空间坐标。近几年来，数字摄影测量技术也在建筑物及滑坡等变形监测中得到了成功的应用，并显示出良好的应用前景。伴着时代的发展，地面摄影测这种新技术将会在变形监测中发挥越来越大的作用。3GPS测量技术及其发展趋势全球定位系统的应用是测量技术的一项巨大变革。在变形监测方面，与传统方法相比较，GPS技术不仅具有精度高、速度快、操作简便等优点，而且利用计算机技术、数据通信技术及数据处理与分析技术等进行集成，可实现从数据采集、传输、管理到变形分析及预报的自动化，达到远程在线实时监控的目的。近些年来，随着GPS卫星定位技术的发展和精度的提高，使GPS技术在变形监测方面得到了广泛的应用，特别是在板块运动、地表沉降、大坝自动化监测、陆海垂直运动监测、滑坡监测等方面，获得了令人满意的结果和精度，为管理和决策提供了重要的依据。随着技术的进步，建立GPS变形监测在线实时分析系统，建立“3S”集成变形监测系统，建立GPS与其它变形监测技术集成组合的综合变形监测系统等这一些，都是GPS技术在变形监测方面的未来发展趋势。以后GPS技术在变形监测方面将有更长远的发展。第二章某学校餐厅基本情况概述第一节吕梁市高级餐厅情况一、工程概况某学校用地于2005年规划后开始实施征地等手续办理工作。工程项目为高中、初中、小学和幼儿教育及教师住宅区为一体的教学园区本工程用地。用地有山沟、深渠、坟墓等，土质为良好的种植土种。2006年5月建设单位即“山西大土河焦化责任有限公司”组织的车队回填深沟挖掘高山头，回填压实系数为098，某学校餐厅位于吕梁市离石区凤山顶，70在山头开挖区，挖深为38M45M左右，其中30座落在U形水渠回填土上。餐厅为条形基础，开间为7500MM7500MM,基础上有下水地沟深1400MM，基础回填深度为1400MM，一层、二层、三层地面上全有明暗排水设施。建设单位在餐厅室外，平均三天都有18T压道机815台震荡压实。由于该新建工程计划在2007年9月15日要赶上中考生招生入学后就餐使用，因此在2006年由建设单位筹建办对施工单位提出了工期的要求。工程正式开工为2007年5月1日，8月竣工，2007年9月15日正式投入使用。二、建筑形式与建筑结构某学校餐厅占地面积为10568M2,总建筑面积1535762M2,建筑基底面积为538525M2,容积率为145。建筑层数为三层，建筑最高处为183M，消防设计计算高度为1544M。一层、二层均为4800M，三层为5100M，建筑结构形式为框架结构，建筑结构抗震设防烈度为6度。建筑物设计标高0000为绝对标高1070600M，砌体施工质量控制要求达到B级，建筑结构类别丙类，地基基础设计等级丙级，场地地震烈度为6度,抗震设防烈度6度，设计地震分组第三组,建筑物场地类别为类使用年限为50年。自然条件基本风压WO05KN/M2,地面粗糙类别为B类，基本雪压SO03KN/M2。地类型勘察未见地下水，场地土类型属于类土。地势地坦，无液化和震陷，地基有1/3区域为原沟渠回填区，工程采用钢筋砼独立基础，地基承载力特征值为160KPA。建筑荷载加工间、库房40KN/M2，水箱间120KN/M2，电样间为7KN/M2，其余25KN/M2。主要材料砼环境类别,室外正常环境一类，室内潮湿环境二A类，室外及与土壤直接接触环境二B类。框架0000以下用MU10实心砖M75水泥砂浆,0000以上用MU75水泥焦渣空心砖M75混合砂浆,砼垫层C10梁板柱均为C30。第二节某学校餐厅地基情况和沉降问题一、地基情况某学校餐厅建筑土地为原吕梁市离石区袁家庄村民农用土地和不能种植的荒地沟渠，其地基为农用种植土地开挖和沟渠回填组成，在餐厅基础部位按设计要求大面积分层碾压2000MM厚37灰土。某学校餐厅原址原种植土地开挖后，沟渠回填后地基回填碾压后地基变形情况建筑物地基周边黄土斜坡二、某学校餐厅沉陷问题某学校餐厅面积较大、层高较高、跨度较大，其餐厅回填的沟渠部位正好是餐厅的厨房，下水较多，在主体完工至2008年6月份建筑物西南面的室外还没有回填，基础大部分全都露在下边，西南面水沟渠没有全部的回填起来建筑物周边形成陡峭的大坡。排水系统不是很好，再加至上2007年8月至10月来雨水较多，山上本来是黄土地，雨水下水流入基础。这样，回填土本身自重下沉，开挖区与回填区地基存在不均匀沉降，导致建筑物沉降不均匀、墙体开裂、餐厅漏水等情况出现。餐厅边坡情况餐厅墙体裂缝第三章某学校沉降观测基本方案设计第一节观测目的与观测内容建筑物的沉降观测是一项不可忽视的工作，通过沉降观测，可以监测建筑物的沉降变位情况。根据对某学校餐厅实际状况的认真考察，为了使餐厅可以安全的运营，必须对餐厅建筑物主体和地基的稳定性进行监测。从对某学校餐厅变形数据的几何分析中掌握其变形规律，预测变形，进而为预防餐厅变形及补救的措施提供可靠的数据技术依据。通过对某学校餐厅问题的深刻研究，依据实际情况和本次变形观测的目的，可知本餐厅变形观测的主要内容是沉降观测，还有餐厅内部一些裂缝观测。其沉降观测的主要内容是通过布设水准基点网，和在建筑物上设定观测点，按相关精度要求，由基准点开始对建筑物上的观测点沉降情况进行观测，并对观测数据进行汇总、分析，进而对某学校餐厅沉降的防治措施提出建设性意见。第二节观测必须的资料及分析一、某学校沉降观测资料收集某学校餐厅于2007年5月开工，2007年8月底竣工，9月15正式投入使用。其位于吕梁市离石区凤山顶，70在山头开挖区，挖深为38M45M左右，其中30座落在U形水渠回填土上，基础上有下水地沟深1400MM，基础回填深度为1400MM。餐厅地基土层为良好的种植黄土。餐厅投入使用时，其基础南侧外边仍然没有全部回填，基础最外边距沟渠不足2000MM，一直裸露在外面。由于2007年7月9月份雨水较多雨量较强，并对基础有较强的渗透，使得开挖区与回填区地基存在不均匀下沉。2007年餐厅投入使用后，管道等排水设施密封性和防水等做的不好，在地沟、施工缝隙处都存有浸漏集水。2008年1月餐厅室内出现了墙体裂缝、地面开裂等现象。主要收集资料餐厅周围测区的地形图、行政区划图、交通路线图等；有关居民、交通运输、物资供应、地质、水文、地震、气象、土壤、冻结及地下水位深度等资料；已有的水准测量成果资料，包括路线图、点之记、技术总结、成果表等等。二、方案编写依据及测量方法根据建筑物实际情况，依照工程测量规范、建筑物变形测量规程规定，和餐厅出现不均匀沉降等情况引发的裂隙、倾斜等编写观测方案。由建筑物沉降和裂缝等特征可见，根据建筑物实地情况布设水准基点，再给建筑物四周布设具有沉降代表意义的观测点，把变形沉降观测网与水准基点连成闭合水准路线网。采用用精密几何水准测量观测变形点的高程，视水准基点为不沉降、不动点，计算观测点的高程，每一次观测的高程与前一次观测的高程比较之差为本次沉降量，第一次观测的高程与这一次观测的高程，为同一点这两时段的高差累计沉降量。用沉降量，和累计沉降量与观测时间的关系绘图表示，依据沉降关系计算出沉降速度、倾斜度、建筑物不均匀情况带来的安全系数和沉降曲线公式等。第三节测量执行的技术标准、精度要求与使用的仪器一、测量执行的技术标准1、工程测量规范（GB5002693）2、建筑变形测量规程（JGJ/T897）3、国家一、二等水准测量规范（GB9020492）二、精度要求根据工程的实际情况，及此次变形观测的目的，本次变形观测精度要求应符合工程测量规范表912、934和表953的相应等级的规定。变形测量的等级划分和要求表1变形测量等级垂直位移测量水平位移测量使用范围变形点的高程中误差MM相临变形点高差中误差MM变形点的点位中误差MM一等030115变形特别敏感的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、重要古建筑精密工程设施等二等050330变形比较敏感的高层建筑、高耸构筑物、古建筑重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等三等100560一般性的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物滑坡监测等四等2010120观测精度要求较低的建筑物、构筑物和滑坡监测等垂直位移监测网的主要技术要求表2等级相邻基准点高差中误差MM每站高差中误差MM往返较差、附合或环线闭合差MM检测已测高差较差MM使用仪器、观测方法及要求一等03007015N02NDS05型仪器，视线长度前15MM,前后视距差03MM，视距累积差15MM。宜按国家一等水准测量的技术要求施测二等05013030N05NDS05型仪器，宜按国家一等水准测量的技术要求施测三等10030060N08NDS05型仪器或DS1型仪器，宜按本规范二等水准测量的技术要求施测四等20070140N20NDS2型仪器或DS3型仪器，宜按本规范三等水准测量的技术要求施测沉降观测点的精度要求和观测方法表3等级高程中误差MM相邻点高差中误差MM观测方法往返较差，附合或环线闭合差MM一等03015按国家一等精密水准测量外，尚需设双转点，视线15M，前后视视距差03M，视距累积差15M；精密液体静力水准测量；微水准测量等015N二等05030按国家一等精密水准测量；精密液体静力水准测量030N三等10050按本规范二等水准测量；液体静力水准测量060N四等20100按本规范三等水准测量；短视线三角高程测量140N由变形测量的等级划分和要求，根据本工程具体情况，可将本餐厅的变形观测划为第三等级，其精度要求按相应规定来要求。观测点高程中误差为10MM，相邻点高差中误差为050MM。观测技术要求按照工程测量规范二等水准测量的技术要求来施测。三、仪器准备（一）所用仪器为了满足本次观测精度要求，所用测量仪器为精密水准仪加测微器与铟瓦钢尺配合组成精密水准仪，即DSZ2精密水准仪FS1平板测微器BGYCH铟瓦水准标尺。（二）所用仪器技术指标DSZ2精密水准仪仪器可用于国家三、四等水准测量，仪器级别属于二级，它具有自动补偿机构。DSZ2加FS1可用于国家的二等水准测量和沉降变形等精密测量。主要技术参数每公里往返测量的标准偏差为1DSZ215MM2DSZ2FS107MM望远镜正像放大率32X视场（100M处）23M最短视距16M乘常数100BGYCH铟瓦水准标尺为二、三级水准测量，是地壳变形测量专门设计的铟钢精密水准标尺。技术技术指标有效长度1M、15M、2M分米分划最大刻度误差01MM米间隔长度误差015MM刻度误差02MM基辅差45MM005MM热膨胀率2106/水准器格值201/2MM第四节某学校变形观测控制网与观测点设计一、控制网设计（一）水准点的设置水准基点是变形观测的基本控制点，其设定在变形区域外或深埋于稳定土层中。一般情况下，一组为3个水准点。根据对某学校餐厅实际情况的勘查，在餐厅周围设定3个水准基点，将其设定在餐厅变形影响范围以外。在水准线路观测时，按照二等水准测量要求进行，其观测将和一个原工程建设设定的稳定水准点联测。经过各方面的判定，可知原水准点为稳定点，因此，联测时设定此点原高程为餐厅观测水准网已知高程点（绝对高程点），由此点引测其他水准点高程。设定3水准基点分别为B、G、K，原水准点为KB1（水准点分布图如图2），其水准线路图见图3。图2图3（二）水准点的埋设水准点的埋设按照工程测量规范GB5002693附图45来埋设。（见图4）图4二、观测点设定要求及点位设计（一）观测点设定要求观测点是布设在能够反映建筑物变形特征和变形明显的部位上，供每一次观测的标志。其设定位置应稳固、明显、结构合理，不影响建筑物、构筑物的美观和使用，并应避开障碍物，便于观测和长期保存。一般应布设在建筑物四角或裂缝或沉降缝或伸缩缝的两侧，新旧建筑物或高低建筑物以及纵横墙的交接处。本餐厅沉降观测点的布设应符合以下规定能够反映建筑物、构筑物变形特征和变形明显的部位。标志应稳固、明显、结构合理，不影响建筑物、构筑物的美观和使用。点位应避开障碍物，便于观测和长期保存。建筑物四角或沿外墙每1015M处或每隔23根柱基上。裂缝或沉降缝或伸缩缝的两侧，新旧建筑物或高低建筑物以及纵横墙的交接处。人工地基和天然地基的接壤处，建筑物不同结构的分界处。建构筑物的基础轴线的对称部位，每一构物不得少于4个点。（二）观测点点位设计根据以上规定，结合本工程的实际情况，在某学校餐厅上布上了14个沉降观测点，具体点位布设见沉降观测点位平面布设图（图5）。其具体沉降观测点点图见图6。图5图6第五节施测人员安排一、施测人员基本素质要求由于变形观测工作对建筑物安全运行作用巨大，因此对变形观测施测人员技术素质要求比较高。结合本工程实际，对本工程施测人员基本素质要求如下施测人员必须接受过专业学习及技能培训，能够熟练掌握仪器的操作，熟悉测量的基本理论原理；能够针对工程的实际特点，不同情况采用不同的观测方法及观测程序；对实施过程中出现的问题能够会分析原因,并采取正确的处理方法；能够运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务；数据处理完全后，能够运用正确的分析方法对建筑物变性情况进行正确的分析等。二、人员调度计划一个工程的人员调度计划是一个工程的人员组织、配置等情况。它的合理安排是一个工程顺利进行必要保证，因此作为一个工程设计的一部分，他是非常重要的。根据某学校餐厅的实际，初步计划观测网水准基点观测40天为一小期，沉降观测点观测平均5天左右观测一次。为此成立专门观测小组，具体安排如下1观测小组由三个专业测绘技术人员组成。2观测时一人观测，一人计数，一人扶尺。3每次的观测观测者不变即观测者是一人，计数者和扶尺者可以互换。4如果观测者出现十分情况不能观测，由剩下的两个技术人员出一人观测，另外可以临时招一人扶尺。一直观测到观测者可以观测时，恢复正常观测秩序。5每次观测完后，由计数者对数据进行计算和处理。第六节变形观测步骤设计一、施测要求变形观测施测时自始自终要遵循“五定”原则。即通常所说的沉降观测的基准点、工作基点和观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测时的环境条件基本固定即在基本相同的环境和条件下工作；观测路线、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，保证了各次复测结果与首次观测的结果有可比性，使所观测的沉降量更真实。在本工程观测过程中，施测人员严格遵循以上原则，相互之间要认真配合；工作时要协调一致，认真仔细；并要做到步步有校核。二、施测步骤设计依据某学校餐厅变形观测具体情况，编写观测步骤如下1建立水准控制网。其主要内容包括工程实际勘察、原有资料收集和水准基点的设计和埋设等。2变形观测沉降点的设定。即依据工程实际，结合工程测量规范，在建筑物上设计观测点和设定其点位。3建立固定的观测线路。根据水准基点和沉降观测点的设定点位，结合餐厅周围的实际地形，设计固定的水准基点观测闭合线路和固定的沉降观测点线路，及确定观测周期等。4变形观测。根据确定的水准基点观测线路、沉降点观测线路和确定的观测周期，进行首次观测及随后的定期观测，记录和检查数据等。5观测数据整理，平差，和处理。将各次观测数据记录整理检查无误后，进行评差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出每个点的每次沉降和累计沉降量，及沉降速度等。6统计表汇总和分析。根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。绘制出观测点的下沉曲线，根据沉降量统计表和沉降曲线图，预测建筑物的沉降趋势。将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关部门，并提出相关建议和措施等。第四章某学校餐厅沉降观测技术设计第一节沉降监测控制网测量方法设计一、观测的基本步骤根据实地形情况把在餐厅室外较稳定地区域布设的水准基点连成养闭合网，以原建设单位所提供的原水准点KB1的高程为绝对高程（高程为1070700M），并以该点为起始观测点，进行水准闭合线路观测。基本步骤如下1在KB1点与K点中间大致中间按置精密水准仪DSZ2，初平后套上测微器FS1，再精平。2铟瓦钢尺上套好尺垫，把固定螺丝拧紧，在已知水准点BK1处立铟瓦钢尺，使钢尺圆水准气泡居中，作为后视点。3后视读数把望远镜的十字丝调的清楚如见，不能存在视差，使十这丝放在起始读数为0的一侧，再调测微器上的测动手轮使的三角丝卡好前整3位数（090）再读测微器上读数毫米和微米（74）并估读一位（9）记录入观测表中为（090749）。4同理如上，还是在BK1点再读铟瓦钢尺起始读数为301552的这一边的读数后视另一方面数。读数为（392303），记入观测记录表中。5把铟瓦钢尺移在水准点K上，同理读前视读数为（155629）；（457180）。6搬站在水准点K点和G点中间，同理如上123456步骤。7搬站在水准点G点和B点中间，同理如上123456步骤。8搬站在水准点B点和KB1点中间，同理如上123456步骤。9形成了闭合路线，先检查观测数据的可靠性，同一后视或前视读数之差为尺常数301552，误差权限在000008。二、观测线路以BK1为起始点，逆时针观测形成闭合线路，其水准观测线路图如图7。图7三、观测数据的记录与计算（一）观测记录某学校餐厅沉降观测水准点观测记录表日期2009320仪器DSZ2FS1观测人员工程名称某学校餐厅表4测点读数高差高差改正数改正后高差（M）高程（M）后视前视KB109074939230364880406488410706000K155629457180106995116K090861392413187993018802G109660411216106976314G0957123972650062154006211B089497391056106982525B1016194031790774794077475KB10241403256991070600015150签字栏监理单位（签章）测施单位（签章）年月日测施单位测量员审核人（二）数据计算1观测数据的检查计算检查观测数据的可靠性，同一后视或前视读数之差为尺常数301552，误差权限必须小于等于000008。（计算如表5）从表中可以看出观测数据符合要求。表5测点后视读数常数差权限前视读数常数差权限KB1090749392303301554K155629457180301551K090861392413301552G109660411216301556G095712397265301553B089497391056301559B1016194031773015590KB10241403256993015592同一点的前后视观测值高差计算如上表4。3高差闭合差限差（容许误差）容FH40LMM适用于平原地区容FH12NMM（适用于山区）高差闭合差H648801879962157747915MM限差容FH12224MM（H容FH）4高差改正数VIHNNI15/4NI375MM则V14；V23；V34；V44如表4。第二节沉降监测点的观测方法设计一、沉降观测的基本步骤根据餐厅实地地形情况，在南侧没有回填达到室外地坪107000M时只能采用附合路线观测，回填后按闭合路线观测。具体观测线路图如下图8。餐厅沉降观测的基本步骤如下在水准点G点与观测点CT1、CT2、CT3大置相对位置安装精密水准仪DSZ2，初平后套上测微器FS1，再精平。铟瓦钢尺上套好尺垫，把固定螺丝拧紧，在已知水准点G处立铟瓦钢尺，使钢尺圆水准气泡居中，钢尺稳定后读数，记录在表格后视点一览上。观测前视观测点CT1，读数并记录；转动望远镜观测CT2读数；再转望远镜照准观测点CT3读数并记录。转站，同理如上，观测CT3为后视点，观测CT4、CT5为前视，如上读数记录。同理再转站观测记录。最后经过转站观测，把观测点高程传递在G点,使的后视和前视高程误差权限在000008。高程传递形成附合路线,也使得观测点的高程在观测权限内。图8二、沉降观测记录与计算（一）沉降观测首次观测记录与计算1观测记录表6工程名程某学校餐厅仪器DSZ2FS1日期2009年3月25日测点后视读数前视读数高差M改正后高差高程（M）G137269438831106976314119663349819205936255E0610703567621926714943030554375E05107031756319823949980906097401070372883874663891040047511937676401234355E0610702494458976739148400234050000305107039598K1062674079070188020106995116K1649024663690061969844984730320930107027209722276152422705785855E06107052974813494143641202995901069651578772213788140094869735029002852401069366331059891361294017425000015106947717116891437052800829655E0610695686126171136330701550855E06106949648135964636124201757355E06106947584131088324104350014211462513050102622525E05107050209G13757543919902875355E06106976338计算及说明签字栏监理单位（签章）测施单位（签章）年月日测施单位测量员审核人2计算计算数值如上表61观测数据正确准确性验证计算铟瓦钢尺一面有两边数值，同一点的观测可读取两个观测值，且两观测数值相减为铟瓦钢尺常数301552。但实际观测数值相减值与尺常数有差距，所以做计算和的数值，检查其是否120。2高差计算高差1；高差2高差（高差1高差2）/23）高差改正数VIH/NI（闭合线路）VIHH1H2/NI（附和线路）4高程计算1点高程G点已知高程HGG和1点高差H1G，其他点依次同理计算。5首次测量即是餐厅沉降观测的第一次观测，沉降量计算就是用本次计算数值为基准和第二次，第三次观测数值及以后的观测数值相比较，从而求出本次沉降量和累计沉降量。3沉降观测报验表见表7施工单位日期2009年03月25日编号01表7工程名称某学校餐厅观测点观测日期实测标高（M）本期沉降量（M）总沉降量（MM）水准点位置及编号室外水准基点（G；K）CT12009032510703567600水准点高程G106976314K106995116CT22009032510703175600水准仪型号DF2FS1CT32009032510703728800观测线路示意图CT42009032510702494400CT52009032510703959800C