建筑物沉降观测技术设计文档格式.docx

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第1章绪论

沉降观测的目的和意义

沉降观测是指定期地对沉降体的有关几何量进行测量，并从测量数据中整理、分析出沉降规律的过程。

随着人类社会的进步和国民经济的开展，加快了工程建设的进程，并且对现代工程建筑物的规模、造型、难度提出了更高的要求。

与此同时，沉降监测的意义更加重要。

众所周知，工程建筑〔构〕物在施工和运营期间，由于受多种主观和客观因素的影响，会产生沉降，沉降如果超出了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的平安，给社会和人民生活带来巨大的损失。

尽管工程建筑物在设计时采用了一定的平安系数，使其能平安承受所考虑的多种外荷载影响，但是由于在设计中不可能对工程的工作条件及承载能力做出平安准确的估计，施工质量也不可能完美无缺，工程在运行过程中还可能发声某些不利的变化因素，因此，国内外仍有一些工程出现事故。

所以，保证工程建筑物平安是一个十分重要且很现实的问题。

为此，沉降监测的首要目的是要掌握沉降的实际性状，为判断其平安提供必要的信息以及在防震救灾和防止工程破坏方面有着重大的意义。

工程建筑〔构〕物的沉降和变形相似，按其类型来区分,可以分为静态沉降和动态沉降。

静态沉降通常是指沉降观测的结果只表示某一期间内的沉降值,也就是说,它是时间的函数。

动态沉降是指在外力的影响下而产生的沉降,故它是外力为函数来表示动态系统对于时间的变化,其观测结果是表示建筑〔构〕物在某个时间的瞬时沉降。

沉降观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测,求得其在两个观测周期的变化量,而为了求得瞬时变化,那么应采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置。

沉降观测的内容,应根据建筑物的性质与地基情况来定。

要求有明确的针对性,既要有重点,又要作全面考虑。

以便能正确反映出建筑物的变化情况,到达监视建筑物的平安运营,了解其沉降规律之目的。

沉降观测的方法要根据建筑的性质、使用情况、观测精度、周围环境以及对观测的要求来选定。

一般垂直位移多采用精密水准测量、液体静力水准测量、微水准测量的方法进行观测。

通过沉降观测取得第一手资料,监视建筑物的状态变化和工作情况,在发生不正常现象时,及时分析原因,采取措施,防止事故发生,并改善运营方式,以保证平安。

建筑物沉降是有原因的，沉降观测和沉降分析的目的是为了了解沉降体沉降趋势和沉降原因，以便及时采取措施保护建筑物的平安。

一般来讲，建筑物沉降的原因主要包括客观原因和主观原因两个方面。

客观原因主要包括：

主观原因主要包括:

〔1〕自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度、土壤的物理性质等；

〔2〕与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式及动载荷〔如风力、震动等〕的作用。

〔3〕、设计错误。

〔4〕、施工质量差。

〔5〕、施工方法不当。

通过以上建筑〔构〕物沉降原因分析，我们可以得出以下的结论：

对建筑〔构〕物坚持长期周密的沉降观测，可以检查出各种建筑物和地质构造的稳定性，及时发现问题防患于未然。

在科学理论上，还可以更好地了解沉降体沉降的机理，检验有关工程设计的理论以及建立正确的预报沉降的理论和方法。

沉降观测的任务是通过对建筑物上的沉降观测点进行定期的重复观测，得到假设干次观测数据，经过数据处理后，获得其沉降值，然后根据沉降值分析引起沉降原因和预测建筑物的沉降趋势。

因此沉降监测可以监视建筑物在施工或运营过程中所处的状态，一旦在发生不正常现象时，便能及时地采取措施，防止事故发生而造成财产损失和人员伤亡。

因此，建筑物沉降观测的意义可以归纳为以下三个方面:

第一、由于各种因素的影响，在建筑物施工和运营期间必须对其进行沉降观测，以确定沉降大小和预测沉降的趋势及其对建筑物平安的影响。

如:

建筑物地基沉降观测。

这种观测的目的是为了保证建筑物的平安，即平安监测。

第二、由于土（地）基组成成分复杂、土力学对实验数据的依赖性很大，有必要在各地对大量不同根底形式的建筑物进行观测，以便为今后的设计积累资料，作为验证设计方法和修改、制定设计方案的依据。

第三、为了对某中新结构、新材料的性能作出科学的或客观的评价，需要在一个较短的时间内，借助于外力让建筑物产生沉降，以取得科学数据。

此时，测量工作者要在短时间内以较高的精度测量出一系列的沉降值。

以上三个方面说明了对建筑物进行沉降观测的必要性和现实意义。

历史的经验与教训己经很明确地告诉我们，加强建筑物沉降观测的理论研究和实际工作是十分重要的，也非常必要。

建筑物沉降测量研究现状及开展方向

沉降测量现状

沉降观测方法与测量仪器的开展密切相关。

根据建筑〔构〕物的不同性质，在沿用传统的测量方法的根底上，沉降观测方法变得更加灵活和简单。

在仪器使用方面，全站仪、GPS等测量仪器取代了传统的光学仪器并朝着自动化方向开展。

沉降分析方法，在20世纪50年代以前，主要是沉降观测资料的整理、计算、分析。

使沉降分析得以迅速开展的是下面这些突破性的工作。

1971年德国测量学家H·

pelzer开始采用统计检验的理论来分析沉降网点的稳定性，随后其他学者也提出了各种不同的方法。

当代的沉降分析从各种不同的方向来分析解释建筑物的沉降，例如曲线形态判断法、数据线性回归分析法、非线性曲线预测模型、时间序列预测模型、非平稳监测数据时间序列分析法等，有了众多的分析方法使得更好的分析建筑物的沉降，从而为建筑事业做出与众不同的奉献。

沉降测量开展方向

作为工程测量中极为重要的一个分支，沉降观测伴随着变形观测在近几十年来得到了迅速的开展。

这主要表达在如下几个方面：

1、在观测手段方面：

首先摄影测量技术、激光技术及自动化技术在沉降观测中正在得到越来越广泛的应用。

目前，国内对上述技术的应用都进行了成功的试验并已投入了实用，未来的工作是如何进一步地推广并加以完善。

GPS定位技术已在区域性沉降观测及大型工程沉降监测中得到应用（如清华大学运用GPS技术成功地对虎门大桥沉降观测）；

其它如甚长基线干预（VLBI）及卫星激光测距（SLR）等空间技术在国外已进行了一系列的试验。

结果说明:

这些方法对于监视地壳的板块运动等都是很有开展前途的。

2、在数据处理和沉降分析方面：

理论上更严密、实用上更合理的数据处理方法（如:

自由网平差、验前方差估计、抗差估计等）得到了越来越广泛的应用，而且这种趋势仍将长期保持下去。

在这方面，除了传统的假设检验、回归分析等建立在统计理论根底之上的方法和建立在力学、物理学根底之上确实定函数模型法以外，其他新的方法也得到了试验和初步的应用。

例如运用模糊类分析的方法、灰色理论、人工神经网络进行沉降分析，这些方法将为沉降数据处理和分析带来新的生机。

3、在计算机应用方面：

自从二十世纪四十年代美国制造出第一台计算机以来，计算机在各行业的应用一直以迅猛的速度开展，目前己渗透到社会生活的各个方面。

在沉降观测的各个环节，也都发挥着其积极的优势。

更为可喜的是，在某些方面，国内己经取得了初步的、以及具有一定水平的成果:

（1）观测现场的自动控制；

（2）外业观测数据的自动采集；

（3）沉降观测数据的处理和分析；

（4）沉降观测原始数据和处理成果的保存；

（5）各类沉降图件的绘制；

综上所述，我们可以认为：

一种能综合各种经验、知识、情况和观测资料采集与沉降分析的专家系统的开发将是未来计算机在沉降观测应用中的开展方向。

在前人研究的根底上，本文主要对建筑物沉降观测的以下方面做了研究：

1、建筑物沉降观测根本内容及方法。

主要分为控制网的布设、水准基点和沉降观测点的标志与埋设、沉降观测的方法等。

2、沉降观测系统点的布设及其精度确实定。

本文对建筑〔构〕物沉降观测点的布设根本原那么及其精度进行了分析说明。

第2章沉降观测网的布设

沉降观测的根本原理是：

在沉降体上选择一定数量的有代表性的点，通过对这些点重复观测来求出这些几何量的变化值。

沉降观测中的测量点通常分为：

基准点、工作点和观测点。

基准点—由于观测点的位置是变化的，为了反映观测点的变化，从理论上讲还必须有一定数量位置固定或变化甚小的点，我们称之为“基准点〞或简称为“基点〞。

基准点通常埋设在比拟稳固的基岩上或在沉降区之外，应尽可能长期保存和稳固。

工作点—又称工作基点。

由于实际工作的原因，如基点距观测点很远，为了防止观测过程中的误差积累等因素我们还要埋设一些介于观测点和基点之间的过渡点，即所谓的“工作基点〞。

它一般埋设在被观测对象附近，要求在观测期间内保持相对稳定。

观测点—它是位于沉降体上的具有代表性的点，我们称之为“观测点〞或简称为“测点〞。

一般地，我们把由基点、工作基点、测点构成的观测系统叫做“沉降观测系统〞。

建筑物沉降观测工作的成败，要受到诸多因素的影响，其中最根本的影响因素是沉降观测方案的设计与布设。

它们包括：

沉降观测的内容、观测精度确实定、观测周期〔频率〕确实定、测点、工作基点及基点的布设等，下面分别予以讨论。

2.1沉降观测的精度

沉降观测的必要精度取决于具体工程允许沉降值的大小和观测目的。

观测目的通常分为检查施工、监视建筑物平安和研究沉降过程三种情况。

一般说来，检查施工对沉降观测精度的要求较低，监视平安稍高，研究沉降过程要求精度最高。

在实际测量中，合理的精度是重要的，因为过高的精度要求使测量工作复杂，费用和时间增加。

而精度定得太低又会增加沉降分析的困难，使所估计的沉降参数误差太大，甚至会得出不正确的结论。

讨论沉降观测必要精度的根本思路是：

先根据有关因素求出形变观测值（一般是