《大坝变形观测》PPT课件.ppt

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1、101 二月 2023大坝变形观测大坝变形观测任课教师任课教师：高高 飞飞合肥工业大学土木与水利工程学院合肥工业大学土木与水利工程学院水利水电工程专业水利水电工程专业201 二月 2023第一章第一章 变形监测概述变形监测概述第二章第二章 垂直位移与水平位移观测垂直位移与水平位移观测第三章第三章 变形监测新技术与工程实例变形监测新技术与工程实例第四章第四章 变形监测数据处理基础变形监测数据处理基础本课程主要内容本课程主要内容大坝变形观测大坝变形观测301 二月 2023第第2 2章章 垂直位移与水平位移观测垂直位移与水平位移观测 2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志

2、 2.2 垂直位移观测垂直位移观测 2.3 地面倾斜测量地面倾斜测量 2.4 2.4 水平位移观测网及观测标志水平位移观测网及观测标志 2.5 水平位移测量技术概述水平位移测量技术概述 2.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 2.7 激光准直测量激光准直测量 2.8 引张线法测量水平位移引张线法测量水平位移 2.9 建筑物主体倾斜和挠度测量建筑物主体倾斜和挠度测量 2.10 裂缝测量裂缝测量大坝变形观测大坝变形观测401 二月 2023第第2章章 垂直位移与水平位移观测垂直位移与水平位移观测 地面和建（构）筑物的变形包括：地面和建（构）筑物的变形包括：垂直位移：垂直位移：沉降和回弹沉

3、降和回弹水平位移：水平位移：水平方向上的位移（与轴线垂直方向上）水平方向上的位移（与轴线垂直方向上）位移观测（5）建筑物水平位移观测（6）建筑物倾斜观测（7）建筑物裂缝观测（8）日照变形观测和风振测量 沉降观测（1）基坑回弹测量（2）地基分层沉降观测（3）建筑场地沉降观测（4）建筑物的沉降观测 501 二月 2023一、垂直位移观测的重要性一、垂直位移观测的重要性 随着工程建筑物的修建，建筑物的基础和地基所随着工程建筑物的修建，建筑物的基础和地基所承受荷载不断增加。承受荷载不断增加。当地基承载力相同时，建筑物将发生均匀沉降。当地基承载力相同时，建筑物将发生均匀沉降。若地基承载力不同，会发生不均

4、匀沉降。若地基承载力不同，会发生不均匀沉降。有的建筑物建成时是均匀沉降，后来由于地下水有的建筑物建成时是均匀沉降，后来由于地下水位以及周围荷载的改变，引起了不均匀沉降。位以及周围荷载的改变，引起了不均匀沉降。建筑物这种沉降变形，其值在一定范围内时可视建筑物这种沉降变形，其值在一定范围内时可视为正常现象。如超过某一限度就会影响建筑物的正为正常现象。如超过某一限度就会影响建筑物的正常使用，严重的还会危及建筑物的安全。常使用，严重的还会危及建筑物的安全。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志601 二月 2023 例如著名的意大利比萨斜塔，例如著名的意大利比萨斜塔，塔高塔高

5、54.5m54.5m，为，为8 8层圆柱形建筑，层圆柱形建筑，始建于始建于11741174年。最终于年。最终于13701370年年（有报道为（有报道为13501350年建成）建成。年建成）建成。当时塔顶中心偏离垂直线当时塔顶中心偏离垂直线2.1m2.1m，这却反而成了斜塔的特，这却反而成了斜塔的特色，从而成为世界闻名的建筑色，从而成为世界闻名的建筑奇观，令它成为名闻遐迩的旅奇观，令它成为名闻遐迩的旅游胜地。游胜地。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志一、垂直位移观测的重要性一、垂直位移观测的重要性 701 二月 2023 到到19901990年比萨斜塔的基础南年比萨

6、斜塔的基础南端的沉降为端的沉降为2.8m2.8m（其基础承压（其基础承压为为kg/cmkg/cm）；北端的沉降为）；北端的沉降为1.2m1.2m（相应压力为（相应压力为kg/cmkg/cm），塔顶最高处偏离垂），塔顶最高处偏离垂直线达米。倾斜量正以每年直线达米。倾斜量正以每年1mm1mm速度在加速倾斜。速度在加速倾斜。于于19901990年年1 1月关闭，并开始新月关闭，并开始新一轮的加固工程。耗资一轮的加固工程。耗资25002500万万美元，历时美元，历时1111年，于年，于20012001年年1212月比萨斜塔重新对游客开放。月比萨斜塔重新对游客开放。6米54.5米2.1 垂直位移监测网布

7、设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志801 二月 2023 在第在第3232届国际地质大会上介届国际地质大会上介绍（绍（20042004年年6 6月，意大利佛罗月，意大利佛罗伦萨）纠偏扶伦萨）纠偏扶“正正”加固工程加固工程之后，比萨斜塔的倾斜角从之后，比萨斜塔的倾斜角从5.55.5 减小到减小到55，纠偏近，纠偏近50cm50cm。经科学预测，比萨斜塔倾斜经科学预测，比萨斜塔倾斜变形要再达到变形要再达到19901990年以前的水年以前的水平，将需要平，将需要300300年时间。年时间。5.56米54.5米2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志一、垂直位移观测的重要

8、性一、垂直位移观测的重要性 901 二月 2023 又如我国苏州市的虎丘塔，建又如我国苏州市的虎丘塔，建于公元于公元959959年，塔高出地面年，塔高出地面47.5 47.5 mm。呈八角形，是一座砖身木檐。呈八角形，是一座砖身木檐的阁楼式佛塔，计七层。的阁楼式佛塔，计七层。据变形资料分析，塔顶中心偏据变形资料分析，塔顶中心偏离底层中心离底层中心2.3m2.3m，底层地面南，底层地面南北高差北高差0.480.48米。倾斜使塔的中心米。倾斜使塔的中心北移，塔身最大倾角为北移，塔身最大倾角为3 35959，被称为被称为“中国第一斜塔中国第一斜塔”。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网

9、布设及观测标志一、垂直位移观测的重要性一、垂直位移观测的重要性 1001 二月 2023西安大雁塔西安大雁塔 有有13001300余年历史的大余年历史的大雁塔也沉降了雁塔也沉降了1198 1198 mm;1985 1985年向西北方向倾年向西北方向倾斜斜998998mm，至至19961996年倾年倾斜达斜达1010.51010.5mm;平均每年倾斜平均每年倾斜1 1mm.2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志一、垂直位移观测的重要性一、垂直位移观测的重要性 1101 二月 2023 位于广东开平市位于广东开平市蚬蚬(xian)(xian)冈镇的一冈镇的一处碉楼，共处碉

10、楼，共7 7层层;其倾斜角为其倾斜角为1515;大于意大利比大于意大利比萨萨斜斜塔的塔的倾倾斜度。斜度。广东开平碉楼广东开平碉楼 2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志一、垂直位移观测的重要性一、垂直位移观测的重要性 1201 二月 2023 建（构）筑物的沉降和倾斜，很多是由于建（构）筑物的沉降和倾斜，很多是由于其自身基础和结构问题造成的；当基础产其自身基础和结构问题造成的；当基础产生整体不均匀沉降时，建筑物势必会出现生整体不均匀沉降时，建筑物势必会出现倾斜。倾斜。而基础的沉降或不均匀沉降，又与周围环而基础的沉降或不均匀沉降，又与周围环境的变化和诸多人为因素相关。境

11、的变化和诸多人为因素相关。如大型煤矿的地下开采，造成地面大范围如大型煤矿的地下开采，造成地面大范围沉降或塌陷；地下水的大量抽取使地下水沉降或塌陷；地下水的大量抽取使地下水位急剧下降等。位急剧下降等。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志一、垂直位移观测的重要性一、垂直位移观测的重要性 1301 二月 2023 建（构）筑物变形监测网的点位及其使用的测量建（构）筑物变形监测网的点位及其使用的测量标志，如何确定、应具备什么样的构造特点、如何标志，如何确定、应具备什么样的构造特点、如何布设等，是变形监测工作中的一个重要的环节。布设等，是变形监测工作中的一个重要的环节。1.1

12、.按工作性质分类按工作性质分类 可分为平面标志和高程标志。可分为平面标志和高程标志。（1 1）平平面面标标志志用用来来构构成成测测量量建建筑筑物物平平面面位位移移的的平平面控制网。面控制网。（2 2）高高程程标标志志则则构构成成观观测测建建筑筑物物沉沉降降或或进进行行垂垂直直位移观测的高程控制网。位移观测的高程控制网。二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 测量标志的分类测量标志的分类2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志1401 二月 20232.2.按用途分类按用途分类按按不不同同的的用用途途形形观观测测使使用用的的测测量量标标志志可可分分为

13、三类，即：为三类，即：变形点、工作基点和基准点变形点、工作基点和基准点。（1 1）变形点又称变形观测点）变形点又称变形观测点 直直接接埋埋设设在在所所要要观观测测研研究究的的建建（构构）筑筑物物上上，它它们们和和待待测测建建筑筑物物一一起起移移动动，以以表表明明建筑物空间位置的变化。建筑物空间位置的变化。测量标志的分类测量标志的分类2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 1501 二月 2023测量标志的分类测量标志的分类2.2.按用途分类按用途分类(1)(1)变形点又称变形观测点变形点又称变形观测点(2)(

14、2)工作基点即测量控制点工作基点即测量控制点（包包括括测测站站点点、联联系系点点、检检核核点点和和定定向向点点等等工工作作点点），仪仪器器安安置置在在工工作作基基点点上上以以测测定变形点的平面位置和高程。定变形点的平面位置和高程。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 1601 二月 2023 (3)(3)基准点基准点 是是变变形形监监测测控控制制网网的的基基础础，通通常常埋埋设设在在变变形形地地区区之之外外，便便于于长长期期保保存存和和具具有有很很好好的的稳稳定定性，是建（构）筑物是否产生变形的参照点。性，

15、是建（构）筑物是否产生变形的参照点。测量标志的分类测量标志的分类2.2.按用途分类按用途分类(1)(1)变形点又称变形观测点变形点又称变形观测点(2)(2)工作基点即测量控制点工作基点即测量控制点2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 1701 二月 2023 为了测定建筑物的沉降，就要在最能反映建为了测定建筑物的沉降，就要在最能反映建筑物沉降的位置上埋设观测点筑物沉降的位置上埋设观测点（变形点）（变形点）；为了测定观测点的沉降，要在建筑物附近地为了测定观测点的沉降，要在建筑物附近地基比较稳定且便于观测的地点

16、埋设水准点基比较稳定且便于观测的地点埋设水准点（即（即高程工作基点）高程工作基点）用来测定观测点的沉降。用来测定观测点的沉降。至于水准点本身有无变动，要由离建筑物较至于水准点本身有无变动，要由离建筑物较远的远的水准基点水准基点来检测。来检测。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 1801 二月 2023 在拟定沉降观测点的布置方案时，通常是在拟定沉降观测点的布置方案时，通常是由设计部门提出要求有施工组织计划者提由设计部门提出要求有施工组织计划者提出布置方案，在施工期间进行埋设。出布置方案，在施工期间进行埋设

17、。观测点应有足够的数量，观测点应牢固地观测点应有足够的数量，观测点应牢固地与待测物体连接在一起，便于观测，并使与待测物体连接在一起，便于观测，并使其在整个观测期间不被破坏。其在整个观测期间不被破坏。1.1.沉降观测点布置的基本要求沉降观测点布置的基本要求2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 1901 二月 2023 对于民用建筑物对于民用建筑物，通常在建筑物四角、中点、转角，通常在建筑物四角、中点、转角处、沉降缝及伸缩缝的两侧等关键部位布置观测点。处、沉降缝及伸缩缝的两侧等关键部位布置观测点。当建筑物较大时

18、当建筑物较大时，沿着建筑物的周边每隔，沿着建筑物的周边每隔101015m15m布置一个观测点；布置一个观测点；对于混合结构对于混合结构，观测点布置在承重墙上；，观测点布置在承重墙上；对于框架结构对于框架结构，可隔一、二个柱子设观测点。，可隔一、二个柱子设观测点。对于宽度大于对于宽度大于15m15m且内部有支柱的建筑物，或位于且内部有支柱的建筑物，或位于膨胀土地区的建筑物膨胀土地区的建筑物，其内部也应布置观测点。，其内部也应布置观测点。2.2.沉降观测点布置的具体方法沉降观测点布置的具体方法 观测点的布置视地基、建筑结构及观测要求而定。观测点的布置视地基、建筑结构及观测要求而定。2.1 垂直位移

19、监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 2001 二月 2023 对于对于一般工业建筑一般工业建筑来说，除了柱子基础上布来说，除了柱子基础上布设观测点之外，在主要设备基础的四周以及动设观测点之外，在主要设备基础的四周以及动荷载四周和地质条件不良之处也要布置观测点。荷载四周和地质条件不良之处也要布置观测点。对于对于电视塔、水塔、烟囱、油罐、高炉等高电视塔、水塔、烟囱、油罐、高炉等高耸建（构）筑物耸建（构）筑物，应沿周边在与基础轴线相交，应沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，且点位不少于的对称位置上布点，且点位不少于4 4个

20、。个。2.2.沉降观测点布置的具体方法沉降观测点布置的具体方法2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 2101 二月 2023 当建筑物比较重要而地基情况复杂时，为了当建筑物比较重要而地基情况复杂时，为了研究各土层压实情况，应布置研究各土层压实情况，应布置分层沉降观测点分层沉降观测点。布点时，以布设在基础中心线上为宜，条件不布点时，以布设在基础中心线上为宜，条件不允许时，也可布设在基础边缘。允许时，也可布设在基础边缘。分层沉降观测点埋设得最大深度应达到理论分层沉降观测点埋设得最大深度应达到理论计算的受压层的底

21、部，其余各层观测点的深度计算的受压层的底部，其余各层观测点的深度和数量应根据土层和应力的大小而定。和数量应根据土层和应力的大小而定。2.2.沉降观测点布置的具体方法沉降观测点布置的具体方法2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志二、垂直位移监测网（点）的布设二、垂直位移监测网（点）的布设 2201 二月 2023 沉降观测点布置及沉降曲线图沉降观测点布置及沉降曲线图2301 二月 2023 注：图中括号前数字是观测点编号；注：图中括号前数字是观测点编号；括号内数字是沉降量（单位：括号内数字是沉降量（单位：mm）沉沉降降观观测测点点布布置置及及沉沉降降曲曲线线图图2401

22、 二月 2023 图 书 馆(老楼)图 书 馆(新楼)新建 合肥工业大学合肥工业大学 图书馆改造沉降观测点分布图图书馆改造沉降观测点分布图143252501 二月 2023kJHG532468971211101BMBBMA合肥工业大学合肥工业大学建筑技术研发中心大楼沉降观测点位分布图建筑技术研发中心大楼沉降观测点位分布图2601 二月 20231.1.基准点的结构要求基准点的结构要求（1 1）标志能长期保存）标志能长期保存 这这种种标标志志通通常常采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土或或金金属属材材料料制成。制成。（2 2）标志应稳定不动）标志应稳定不动 标标志志的的埋埋设设位位置置应应仔仔细细选选择

23、择，远远离离变变形形区区域域，并并将将其其基基础础埋埋设设到到可可靠靠的的深深度度上上，同同时时采用专门的稳定结构。采用专门的稳定结构。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志三、水准基点标志的结构和埋设三、水准基点标志的结构和埋设 水准基点应成组布设，便于检核。水准基点应成组布设，便于检核。（一）水准点标志的结构（一）水准点标志的结构2701 二月 20231.1.基准点的结构要求基准点的结构要求（1 1）标志能长期保存）标志能长期保存（2 2）标志应稳定不动）标志应稳定不动（3 3）标志的上部结构应便于测量仪器和设）标志的上部结构应便于测量仪器和设备以要求的精度进行

24、安置和对中。标志露出备以要求的精度进行安置和对中。标志露出地面的高度要适当，标志之间通视良好，便地面的高度要适当，标志之间通视良好，便于观测。于观测。（4 4）标志头上应有可微动的装置，以便将）标志头上应有可微动的装置，以便将标志中心移到设计的位置。标志中心移到设计的位置。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志（一）水准点标志的结构（一）水准点标志的结构2801 二月 20231.1.基准点的结构要求基准点的结构要求2.2.工作基点的结构要求工作基点的结构要求 对工作基点的结构要求与对工作基点的结构要求与基准点基本相似，只是前两基准点基本相似，只是前两项要求可略放宽。

25、项要求可略放宽。因需安置测量仪器进行观因需安置测量仪器进行观测，故点位应设在靠近观测测，故点位应设在靠近观测目标且便于联测变形点的稳目标且便于联测变形点的稳定或相对稳定的位置。定或相对稳定的位置。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志（一）水准点标志的结构（一）水准点标志的结构2901 二月 20231.1.基准点的结构要求基准点的结构要求3.3.变形点的结构要求变形点的结构要求（1 1）变变形形点点（观观测测点点）应应与与研研究究的的建建筑筑物物牢牢固地连接在一起，随建筑物的变形而移动。固地连接在一起，随建筑物的变形而移动。（2 2）标志能长期保存，不受破坏。）标志

26、能长期保存，不受破坏。（3 3）变变形形点点与与工工作作基基点点能能互互相相通通视视，目目标标鲜鲜明，便于观测。明，便于观测。（4 4）可安置相应的仪器设备等。）可安置相应的仪器设备等。2.2.工作基点的结构要求工作基点的结构要求2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志（一）水准点标志的结构（一）水准点标志的结构3001 二月 20232.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志1 1地表岩石标地表岩石标 高高程程基基准准点点应应尽尽可可能能埋埋设设在在基基岩岩上上。在在山山区区建建设设中以及平坦地区覆盖层很浅时，可采用岩石类标志。中以及平坦地区覆盖

27、层很浅时，可采用岩石类标志。2 2深埋金属管标志深埋金属管标志 在在复复盖盖层层较较厚厚的的平平坦坦地地区区，宜宜采采用用钻钻孔孔穿穿过过土土层层和风化岩层达到基岩而埋设的钢管标志；和风化岩层达到基岩而埋设的钢管标志；3 3双金属标志双金属标志 为为了了避避免免由由于于温温度度变变化化对对标标志志高高程程的的影影响响，可可设设计计并埋设双金属标志。并埋设双金属标志。4 4普通混凝土标志普通混凝土标志 （二）水准基点标志的类型（二）水准基点标志的类型3101 二月 20233201 二月 2023双金属高程基准点双金属高程基准点 双金属标志双金属标志 利利用用钢钢管管和和铝铝管管具具有有不不同同

28、的的温温度度膨膨胀胀系系数数，在在变变形形监监测测的的同同时时，测测定定两两管管长长度度的的变变化化差差值值并并加加以以改改正正，即即可可达达到到消消除除由由于于温温度度变化对标志高程影响变化对标志高程影响的目的。的目的。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志3301 二月 2023双金属高程基准点双金属高程基准点 双金属标志的设计和埋置双金属标志的设计和埋置 （1 1）在在保保护护钢钢管管的的内内部部平平行行埋埋设设（或或同同轴轴埋埋设设）两两根根钢钢管管和和铝铝管管，埋埋设设深深度度一一般般要要求求小于小于1515米。米。（2 2）其其顶顶部部高高出出地地面面并并

29、具具有有测测定定两两管管因因温温度变化引起的长度差值的读数装置。度变化引起的长度差值的读数装置。（3 3）如如果果要要求求埋埋设设深深度度超超过过1515米米，可可将将双双金金属属管管改改成成双双金金属属丝丝，下下端端铆铆固固，上上端端拉拉紧紧，原理与双金属管标志相同。原理与双金属管标志相同。2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志3401 二月 2023平行埋设双金属管平行埋设双金属管3501 二月 2023 同同轴轴埋埋设设双双金金属属管管3601 二月 2023双金属高程基准点的原理双金属高程基准点的原理 假设钢管和铝管原长为假设钢管和铝管原长为L0，其膨胀系数为

30、：，其膨胀系数为：因因为为温温度度t未未知知，且且难难以以测测定定；故故实实际际测测量量时，测定钢、铝两管的伸缩差值，即时，测定钢、铝两管的伸缩差值，即 实实测测时时由由于于温温度度变变化化的的影影响响，钢钢管管和和铝铝管管的的实际长度变化为：实际长度变化为：3701 二月 2023双金属高程基准点的原理双金属高程基准点的原理 由前面的假设和推导，得由前面的假设和推导，得 根据上面两式，可得：根据上面两式，可得：3801 二月 2023双金属高程基准点的原理双金属高程基准点的原理 将上式移项后，得将上式移项后，得 代入钢、铝的膨胀系数：代入钢、铝的膨胀系数：故得到钢、铝两管伸缩量：故得到钢、铝

31、两管伸缩量：3901 二月 20231 1远离待测物体远离待测物体 应应埋埋设设在在地地基基土土壤壤受受到到待待测测建建（构构）筑筑物物荷荷载载之后，压力扩散范围以外的地区。之后，压力扩散范围以外的地区。2 2深埋深埋 （1 1）基基准准点点标标志志的的底底部部应应埋埋至至地地下下水水位位变变化化范范围围的下限以下。的下限以下。（2 2）在在冻冻土土地地区区，基基准准点点标标志志的的底底部部应应埋埋至至冻冻土土深度以下深度以下0.50.5米。米。（三）水准基点埋设的基本要求（三）水准基点埋设的基本要求2.1 垂直位移监测网布设及观测标志垂直位移监测网布设及观测标志三、水准基点标志的结构和埋设三

32、、水准基点标志的结构和埋设 4001 二月 2023 用用作作观观测测建建筑筑物物高高程程变变形形的的标标志志形形式式很很多多，常常用的有以下五种形式：用的有以下五种形式：1 1弯钩式墙上变形点弯钩式墙上变形点 焊接、浇铸在建筑物或构件的设计部位焊接、浇铸在建筑物或构件的设计部位2 2铆钉式地面变形点铆钉式地面变形点 固定在地板或基础平面上固定在地板或基础平面上4 4钢结构上的变形点钢结构上的变形点 3 3隐蔽式墙上变形点隐蔽式墙上变形点 内凹在墙体的螺旋结构装置，平时用螺盖保护内凹在墙体的螺旋结构装置，平时用螺盖保护5 5隐蔽式地面变形点隐蔽式地面变形点 2.1 垂直位移监测网布设及观测标志

33、垂直位移监测网布设及观测标志四、沉陷观测点标志的结构和埋设四、沉陷观测点标志的结构和埋设 4101 二月 20234201 二月 2023长江三峡水利水电枢纽长江三峡水利水电枢纽4301 二月 2023长江三峡水利大坝长江三峡水利大坝4401 二月 2023长江三峡水利水电枢纽长江三峡水利水电枢纽测量标志测量标志4501 二月 2023港口弯水库大坝全景港口弯水库大坝全景4601 二月 2023数据通讯控制室全站仪监测站基准点观测点港口湾大坝全自动变形监测系统港口湾大坝全自动变形监测系统4701 二月 2023港口湾大坝基准点控制网港口湾大坝基准点控制网4801 二月 2023港口湾大坝港口湾

34、大坝水准基点控制网水准基点控制网4901 二月 2023港口弯水库大坝工作基点港口弯水库大坝工作基点5001 二月 2023港口弯水库大坝港口弯水库大坝工作基点工作基点5101 二月 2023港口弯水库大坝观测点标志港口弯水库大坝观测点标志5201 二月 2023 垂直位移观测主要包括：垂直位移观测主要包括：基基坑坑回回弹弹观观测测、地地基基土土分分层层沉沉降降观观测测、建建（构构）筑筑物物基础及结构本身的沉降观测、地表沉降观测等。基础及结构本身的沉降观测、地表沉降观测等。常用方法主要有：常用方法主要有：水准测量、液体静力水准测量和三角高程测量等。水准测量、液体静力水准测量和三角高程测量等。1

35、 1基坑回弹基坑回弹 大大型型或或高高层层建建（构构）筑筑物物在在基基础础施施工工时时，需需要要开开挖挖基基坑坑。当当基基坑坑地地基基土土自自重重被被卸卸除除后后，引引起起基基坑坑内外影响范围内岩石层相对于开挖前的回弹。内外影响范围内岩石层相对于开挖前的回弹。2.2 垂直位移观测垂直位移观测一、基坑回弹观测一、基坑回弹观测 5301 二月 20231 1基坑回弹基坑回弹 2.2 垂直位移观测垂直位移观测一、基坑回弹观测一、基坑回弹观测 2 2基坑回弹测量点位布设基坑回弹测量点位布设 回弹测量点位包括：工作基点、定向点和观测点。回弹测量点位包括：工作基点、定向点和观测点。点位布设基本要求：点位布

36、设基本要求：（1 1）坑内观测点布设；）坑内观测点布设；（2 2）坑坑外外观观测测点点，应应在在所所选选坑坑内内方方向向线线的的延延长长线线上距离基坑深度上距离基坑深度1.5 21.5 2倍距离的范围内布设；倍距离的范围内布设；（3 3）工工作作基基点点（含含定定向向点点）应应布布设设在在基基坑坑外外相相对对稳定、便于保存、不受施工影响的地方；稳定、便于保存、不受施工影响的地方；（4 4）施施工工前前后后一一般般均均采采用用闭闭合合或或附附合合水水准准测测量量方方法观测地面观测点的高程。法观测地面观测点的高程。5401 二月 20231 1基坑回弹基坑回弹2 2基坑回弹测量点位布设基坑回弹测量

37、点位布设 2.2 垂直位移观测垂直位移观测一、基坑回弹观测一、基坑回弹观测 3 3坑底回弹测量方法坑底回弹测量方法 当当基基坑坑深深度度在在810810米米以以上上时时，基基础础施施工工前前后后必必须须进进行行基基础础回回弹弹测测量量。回回弹弹观观测测点点应应埋埋至至基基础础坑坑底底0.50.5米以下。米以下。观测时先将地面点已观测时先将地面点已知高程传递到坑底，知高程传递到坑底，再测量回弹观测点的再测量回弹观测点的高程变化量。高程变化量。5501 二月 20232.2 垂直位移观测垂直位移观测一、基坑回弹观测一、基坑回弹观测 二、沉陷观测二、沉陷观测 即定期测量观测点（高程变形点）相对于即定

38、期测量观测点（高程变形点）相对于水准点（高程工作基点）的高差，以求得观水准点（高程工作基点）的高差，以求得观测点的高程，并将不同时期所测得的高程加测点的高程，并将不同时期所测得的高程加以比较得出建（构）筑物（或地表）的沉降以比较得出建（构）筑物（或地表）的沉降情况资料，包括沉陷量和沉陷速度。情况资料，包括沉陷量和沉陷速度。为测定建筑物沉陷量所进行的水准测量工为测定建筑物沉陷量所进行的水准测量工作称为沉降水准测量。作称为沉降水准测量。5601 二月 20232.2 垂直位移观测垂直位移观测一、基坑回弹观测一、基坑回弹观测 二、沉陷观测二、沉陷观测 沉陷观测的具体工作包括：沉陷观测的具体工作包括：

39、1 1沉陷观测方案设计（测量目的、执行技术标沉陷观测方案设计（测量目的、执行技术标准、精度要求（精度估算）、采用测量方法、使用准、精度要求（精度估算）、采用测量方法、使用的仪器、工作进度及提交的成果等）；的仪器、工作进度及提交的成果等）；2 2沉陷测量点位的布设（观测点、工作基点、沉陷测量点位的布设（观测点、工作基点、基准点等）；基准点等）；3 3沉降水准测量的实施（包括基准点检核）；沉降水准测量的实施（包括基准点检核）；4 4测量成果（观测数据、沉陷量计算、绘制沉测量成果（观测数据、沉陷量计算、绘制沉降曲线图、精度分析与安全预报等）。降曲线图、精度分析与安全预报等）。5701 二月 2023

40、精密水准测量精度等级的精密水准测量精度等级的确定和分析确定和分析 沉降水准测量精度等级的选取，取决于观沉降水准测量精度等级的选取，取决于观测对象预计沉降量的大小和观测目的。测对象预计沉降量的大小和观测目的。第一章曾指出：第一章曾指出：如果观测目的是为了使变形值不超过某一允如果观测目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其观测中误许的数值而确保建筑物的安全，则其观测中误差应小于变形值的差应小于变形值的110120；如果观测目的是为了研究其变形的过程，则如果观测目的是为了研究其变形的过程，则中误差应比这个数值更小中误差应比这个数值更小（1201100）。一、精密水准测量精度等级

41、的确定一、精密水准测量精度等级的确定5801 二月 2023精密水准测量精度等级的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 据据建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范，工业和民用建筑相，工业和民用建筑相邻柱基允许沉降差邻柱基允许沉降差（单位毫米）如下表。（单位毫米）如下表。建筑物结构类型建筑物结构类型相邻柱基允许沉降差相邻柱基允许沉降差 备注备注 中、低压缩性土中、低压缩性土高压缩性土高压缩性土 框架结构框架结构0.002L=12mm 0.003L=18mm L为为柱间柱间隔取隔取6m 砖体墙填充的边排柱砖体墙填充的边排柱0.0007L=4.2mm 0.001L=6mm 基础不均匀沉降时基

42、础不均匀沉降时,不产生不产生附加应力的结构附加应力的结构 0.005L=30mm 0.005L=30mm 5901 二月 2023精密水准测量精度等级的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 以上表中有代表性的允许沉降为例，为保证沉降以上表中有代表性的允许沉降为例，为保证沉降观测的精度，取观测中误差为观测的精度，取观测中误差为 2020确定沉降水准确定沉降水准测量的精度等级，划分成为五个等级。测量的精度等级，划分成为五个等级。允许沉降量允许沉降量沉降观测的中误差沉降观测的中误差 沉降水准量等沉降水准量等级级M 20 20 选用值选用值 4.2mm4.2mm0.21mm 0.21mm 0.2

43、mm 0.2mm 一一12mm12mm0.60mm 0.60mm 0.5mm 0.5mm 二二18mm18mm0.90mm 0.90mm 1.0mm 1.0mm 三、四三、四30mm30mm1.50mm 1.50mm 2.0mm 2.0mm 五五 需要说明的是，以上表的选用值作为沉降水准测量等级划需要说明的是，以上表的选用值作为沉降水准测量等级划分的依据，仅是应用实例之一。过去在一些城市建设和地矿、分的依据，仅是应用实例之一。过去在一些城市建设和地矿、水利等行业的沉降水准测量中常采用这种分等级的方法。水利等行业的沉降水准测量中常采用这种分等级的方法。6001 二月 2023精密水准测量精度等级

44、的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 现行的现行的建筑变形测量规范建筑变形测量规范对沉降水准测量精度对沉降水准测量精度等级划分，作了如下规定：等级划分，作了如下规定：为适应变形监测这种小范围测量工作的具体情况，为适应变形监测这种小范围测量工作的具体情况，应以应以水准测量每测站高差中误差水准测量每测站高差中误差作为沉降水准测量等作为沉降水准测量等级的精度指标。根据这一原则，规范将沉降水准测量级的精度指标。根据这一原则，规范将沉降水准测量的精度等级分为四级，即特级和一、二、三级。的精度等级分为四级，即特级和一、二、三级。其中一、二、三级的精度指标以国家水准测量规范其中一、二、三级的精度指标

45、以国家水准测量规范规定的规定的每公里往返测高差中数的偶然中误差每公里往返测高差中数的偶然中误差M为依据，为依据，由下列换算公式计算出由下列换算公式计算出单程观测测站高差中误差单程观测测站高差中误差。式中：式中：d d 为各相应等级水准为各相应等级水准测量路线长度（单位：测量路线长度（单位：mm）6101 二月 2023由下列换算公式计算出单程观测由下列换算公式计算出单程观测测站高差中误差测站高差中误差，则可得沉降，则可得沉降水准测量等级精度指标水准测量等级精度指标mm0 0。等级等级MM（mmmm）d d（mm）计算计算值值（mmmm）取用的取用的m m0 0值值（mmmm）特级特级 1010

46、0.0540.0540.050.05一级一级0.450.4530300.160.160.150.15二级二级1.001.0050500.450.450.500.50三级三级3.003.0075751.641.641.501.50精密水准测量精度等级的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 6201 二月 2023 因特级沉降水准测量主要用于特种精密工程和重要科因特级沉降水准测量主要用于特种精密工程和重要科研工程项目的变形监测，现行国家水准测量规范中还没研工程项目的变形监测，现行国家水准测量规范中还没有该等级的有该等级的MM值。值。参考国外有关变形监测规范，并根据我国多年来对高参考国外有关变

47、形监测规范，并根据我国多年来对高精度变形监测精度指标的研究成果，精度变形监测精度指标的研究成果，建筑变形测量规建筑变形测量规范范中提出用不同类型水准仪的单程观测每测站高差中中提出用不同类型水准仪的单程观测每测站高差中误差估值误差估值mmd d（mmmm），可按下列经验公式计算：），可按下列经验公式计算：DS05型 DS1型DS3型 精密水准测量精度等级的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 6301 二月 2023二、沉降水准测量精度分析二、沉降水准测量精度分析 为能合理的进行沉降水准测量并提高其观测精为能合理的进行沉降水准测量并提高其观测精度，现结合沉降水准测量的特点进行精度分析，以度

48、，现结合沉降水准测量的特点进行精度分析，以便得出某些可遵循的结论。便得出某些可遵循的结论。（一）沉降水准测量的误差（一）沉降水准测量的误差 由于沉降水准测量中视线短，站数多，因而在精由于沉降水准测量中视线短，站数多，因而在精度分析中，一般不用每公里的中误差来衡量水准测度分析中，一般不用每公里的中误差来衡量水准测量的精度，而用每一测站的高差中误差来衡量，每量的精度，而用每一测站的高差中误差来衡量，每测站的高差中误差包含有下列几种误差：测站的高差中误差包含有下列几种误差：1.1.观测误差；观测误差；2.2.仪器误差；仪器误差；3.3.外界条件的影响外界条件的影响精密水准测量精度等级的确定和分析精密

49、水准测量精度等级的确定和分析 6401 二月 2023二、沉降水准测量精度分析二、沉降水准测量精度分析（一）沉降水准测量的误差（一）沉降水准测量的误差观测误差观测误差 水准仪每瞄准水准尺读数一次，该读数中水准仪每瞄准水准尺读数一次，该读数中的主要误差来源是的主要误差来源是:(1)(1)照准误差照准误差 (2)(2)符合水准器气泡居中的误差符合水准器气泡居中的误差 (3)(3)读数误差读数误差 精密水准测量精度等级的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 6501 二月 2023二、沉降水准测量精度分析二、沉降水准测量精度分析（一）沉降水准测量的误差（一）沉降水准测量的误差观测误差观测误差

50、（1 1）照准误差）照准误差人眼的极限分辨能力为人眼的极限分辨能力为6060，通过望远镜去，通过望远镜去照准水准尺，照准误差为：照准水准尺，照准误差为：式中：式中：v 望远镜放大倍数，望远镜放大倍数，d 最大视距，最大视距，=206265=206265”精密水准测量精度等级的确定和分析精密水准测量精度等级的确定和分析 6601 二月 2023二、沉降水准测量精度分析二、沉降水准测量精度分析（一）沉降水准测量的误差（一）沉降水准测量的误差观测误差观测误差 （2 2）符合水准气泡居中误差）符合水准气泡居中误差 式中：式中：为水准仪水准管分划值（格值）为水准仪水准管分划值（格值）（1 1）照准误差）