变形监测设计书.doc

工程建筑物的变形监测设计书 1、变形监测的内容 变形监测是对监视对象或物体（简称变形体）进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征。变形监测又称变形测量或变形观测，它包括全球性的变形监测、区域性变形监测和工程的变形监测。变形一般分为两类：变形体自身的形变和变形体的刚体位移。变形体自身的形变包括：伸缩、错动、弯曲、和扭转四种变形，而刚体位移则含整体平移、整体转动、整体转动、整体升降和整体倾斜四种变形。 变形监测主要包括水平位移、垂直位移监测，偏距、倾斜、扰度、弯曲、扭转、震动、裂缝等的测量，主要是对描述变形体自身形变和刚体位移的几何量的监测。 2、工程概况 安徽建筑工业学院理化实验楼总建筑面积为6800㎡，主体结构为5层框架结构，高度约28m，设计使用年限50年。 测区位于安徽合肥经济开发区内，测区位属城市郊区，测区地势平坦，建筑错落有致，建筑密度较小，通视条件较好，便于开展变形监测作业。路况一般多为水泥路。该测区4月平均气温20℃，属多雨天气。 3、测区已有资料和依据测量规范 1、测区内4个二等水准控制点； 2、测区1：1000核心要素地形图； 测量规范：《工程测量规范》《建筑物变形测量规范》 4、控制点及监测点的布置方案 原理：在实验楼的外围布设一条闭合水准环形的路线，再由水准环的固定点测定各测点的高程，这样每隔一定周期进行一次精密水准测量，用严密的平差的方法对测量的外业成果进行严密平差，求出各水准点和沉降监测点的高程最或然值。 由于实验楼周围没有己知的水准点，在进行变形观测时，在离建筑物60m-90m的地方埋设了4个基准点，与实验楼的监测点构成独立的水准网。监测点布设时从整体到局部，先设计后实施，监测点应该选择在建筑物的四周及建筑物外墙每10-20米处。 5、测量的方法及仪器设备 使用水准仪和水准尺，根据水平视线确定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求各水准点和沉降监测点的高程。 使用的仪器：NI005精密水准仪和观测水准尺 在所选择的闭合回路上选取3个普通水准标石作为固定点，将整个闭合回路分为6个测段，每个测段中设置偶数个测站，站与站之间距离应适中。 仪器的使用 a、安置水准仪 打开三角架并使高度适中，目测使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三角架头上用连接螺旋将仪器牢固的固定在三脚架头上。 B、粗略整平 粗平时借助圆水准器的气泡居中，使视准轴粗略水平。在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指的方向一致。 C、瞄准水准尺 首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察；转动物镜对光螺旋进行对光，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。 D、观测读数 水准测量采用中丝读数法，进行往返观测，每站观测顺序为后－后－前－前，黑－红－黑－红。由往测转向返测时，两根标尺应互换位置，并应重新整置仪器。 外业观测结束后，应对手簿进行全面检查。合格后，利用平差软件进行平差计算求得各点高程。 6、控制网的优化 变形网初步设计后，应根据应用的目的和观测条件等，进行变形网的优化工作。 （1）可区分性：当变形模型已知时，采用网的灵敏度和精度。 （2）可靠性：分网的内可靠和外可靠两种。其中内可靠是指变形网能发现最小粗差的能力；外可靠是指没有发现的粗差对变形网待估参数的影响。 （3）成本：即建网所需的费用。有两种原则：最大原则（费用一定，网的质量最好）；最小原则（网的质量满足要求，费用最低 变形网进行优化设计时，主要进行一类优化（图形优化）设计，并考虑可靠性研究。 7、测量的必要精度论证 施测过程按二等水准进行测量，确定使用德国蔡司公司生产NI005电子水准仪，该仪器性能稳定，测量精度:每公里往返测量误差0.4mm,测量数据自动记录，自动存储，前后视距差限制，同方向两次测量数据自检，超过限差自动提示重测。在每次观测前，应对水准仪进行i角检查朴基准点稳定性检查，成果合格才可进行观测点的测量;每次观测采用相同的观测路线和观测方法;使用同一仪器和设备;固定观测人员;在基本相同的环境和条件下作业。每站前后视距差不超过0.4m，每站同方向观测值之差不超过0.4mm，全程采用闭合水准路线测量方法施测。 ??? ?水准仪在进行变形监测测量中，影响其每站高差中误差主要有m置平，m照准与m读数，由于三者相互独立，故每站高差中误差为： 8、成果的整理方法 在建筑物沉降观测过程中应随时收集有关资料，主要内容包括水准点布置图及高程、位置和编号，变形观测点布置图，为沉降情况分析或和交工时提交资料做好准备。根据外业观测的数据，基于最小二乘最小范数原则下进行平差