【正文】 距檢查 第三章 圖書館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì) 22 1hh2 h?? ?中 黑 紅（ ） = （ 18 ）水準(zhǔn)測(cè)量中，為了消除 i角誤差 ， 在觀測(cè)中應(yīng)盡量做到前、后視距相等，對(duì)不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量其要求不同） 。 沉降觀測(cè)各等 級(jí)精度要求和觀測(cè)方法 沉降觀測(cè)點(diǎn)的精度要求和觀測(cè)方法，根據(jù)工程需要，可按表 33 所列選定 。 （ 2） 水準(zhǔn)測(cè)量的路線校核 ?（ 16 ） + （ 17 ） 100（ 18 ） = 21hh2 h? ? ? ?中 黑 紅（ 100 ） = （ 18 ）第三章 圖書館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì) 23 等級(jí) 往返測(cè)、附合路線、閉合路線閉合差（ mm） 平原丘陵 山區(qū) 三等水準(zhǔn)測(cè)量 士 12√ D 士 15√ D 四等水準(zhǔn)測(cè)量 士 20√ D 士 25√ D （ 3） 內(nèi)業(yè)計(jì)算： 水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)結(jié)束之后即可進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算 。 K 為前、后視水準(zhǔn)尺紅黑面零點(diǎn)的差數(shù)， K 為 4787 或4687。 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量在一測(cè)站上水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)雙面水準(zhǔn)尺的順序?yàn)椋? （ 1）照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)尺黑面，讀下絲（ 1）、上絲（ 2）和中絲 讀數(shù)（ 3）； （ 2）照準(zhǔn)前視水準(zhǔn)尺黑面，讀中絲（ 4）、下絲（ 5）和上絲讀數(shù)（ 6）； （ 3）照準(zhǔn)前視水準(zhǔn)尺紅面，讀中絲讀數(shù)（ 7）； （ 4）照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)尺紅面，讀中絲讀數(shù)（ 8） 。 三角高程測(cè)量主要適用于山區(qū)，布設(shè)方便，工作量小，其精度比精密水準(zhǔn)測(cè)量的精度低 。 觀測(cè)過(guò)程中，如遇地震影響、連續(xù)大雨水浸等情況，要及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù) 。 （ 2） 施工期間停工時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在停工時(shí)和重新開工時(shí)各觀測(cè)一次 。 基準(zhǔn)點(diǎn)在開工前埋設(shè)并精確測(cè)出高程 。 第三章 圖書館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì) 18 三、圖書館沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)情況 我 校圖書館為圓弧狀，分別在東西兩側(cè)各均勻埋設(shè)有 5 個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，相鄰觀測(cè)點(diǎn)間隔 5 米左右由南到北排列，且均位于主要承重部位 。 觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在基坑工程影響范圍以外，一般不小于 3050 米且數(shù)量不應(yīng)少于兩個(gè) 。 對(duì)需要定向的工作基點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)定向點(diǎn)，并應(yīng)選擇穩(wěn)定且符合照準(zhǔn)要求的點(diǎn)位作為定向點(diǎn) 。 我 校圖書館于 2020 年 10 月建成，至現(xiàn)在已有一年半，所以本次觀測(cè)屬于建筑物落成后運(yùn)營(yíng)期間的沉降變形觀測(cè) 。 變形觀測(cè)屬于精密測(cè)量，測(cè)量精度要求較高，要做到“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量” 。 為了確保施工安全和加強(qiáng)勞動(dòng)管理，施工單位和監(jiān)理單位以及營(yíng)運(yùn)單位必須對(duì)建筑物變形觀測(cè)引起足夠的重視，確定恰當(dāng)精度，采用正確方法，確保觀測(cè)成果的可靠性 。 （ 6） 觀測(cè)結(jié)果的記錄 對(duì)觀測(cè)值按照事先設(shè)定了的記錄表格進(jìn)行記錄，確保記錄完整、準(zhǔn)確、可靠 。 值得注意的是，在整個(gè)變形觀測(cè)期間要按時(shí)、按規(guī)定、按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，以便取得完整可靠的第一手原始資料，確保觀測(cè)精度，并對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行正確的變形分析 。 在我國(guó)，對(duì)于不同內(nèi)容的變形觀測(cè)，其精度要求在測(cè)量規(guī)范中均有明確規(guī)定 。 如果不統(tǒng)一 ， 就需要作一些特殊的處理使其統(tǒng)一 。 例 如 ： 設(shè)有水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)如圖 231 所示 ， 兩期的高差觀測(cè)值見表 231。 3. 如果自由網(wǎng)中各點(diǎn)都是變形點(diǎn) ， 即它們都是非固定不變的穩(wěn)定點(diǎn) ， 根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)和形變點(diǎn)情況分析 ， 認(rèn)為它們是等概率形變的 ， 在這種情況下 ， 采用重心基準(zhǔn) ， 相應(yīng)的采用偽逆平差最為合適 。 一般地 ， 如果變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中存在若干個(gè)固定點(diǎn) （ 有多余起算數(shù)據(jù) ）， 最好采用固定基準(zhǔn)并做間接平差 ， 以此基準(zhǔn)求得的位移量屬絕對(duì)位移 。 重復(fù)觀測(cè)的頻率取決于觀測(cè)的目的、預(yù)計(jì)的變形量大小和變形速率 。 量 技術(shù) 包括甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量 （ VLB1） 、衛(wèi)星測(cè)高、全球定位系統(tǒng) （ GPS） 等 。 二、建筑物變形觀測(cè)的方法： 第二章 變形觀測(cè)的基本理論 9 1. 常規(guī)測(cè)量方法 包括精密水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、三角 （ 邊 ） 測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)法等 。 例如：在高大建筑物周圍進(jìn)行深基坑開挖，就會(huì)對(duì)其原有建筑物產(chǎn)生一個(gè)額外的變形 。 制定合理的變形觀測(cè)方案是沉降變形觀測(cè)的第一步，也是非常重要的一項(xiàng)工作，因?yàn)樗绊懙接^測(cè)的成本以及成果的精度和可靠性，因此，必須認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行設(shè)計(jì) 。在光電測(cè)量?jī)x器蓬勃發(fā)展的今天 ， 除了大量出現(xiàn)的種類繁多的測(cè)距儀 ， 全站儀等以外 ， 還出現(xiàn)了諸如激光經(jīng)緯儀、激光準(zhǔn)直儀、激光水準(zhǔn)儀等光電測(cè)量?jī)x器 。 自 1990 年徠卡公司第一臺(tái)數(shù)字電子水準(zhǔn)儀問(wèn)世 ， 徠卡公司和蔡司公司相繼成功地將數(shù)字電子水準(zhǔn)儀推向市場(chǎng) ， 實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)標(biāo)尺的精密照準(zhǔn) ， 標(biāo)尺分劃讀數(shù)和視距的讀取、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和處理等數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化 ， 從而減輕了水準(zhǔn)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度 ， 提高了測(cè)量和成果質(zhì)量 。 二、測(cè)量技術(shù)儀器的發(fā)展?fàn)顩r 變 形信息獲取方法的選擇取決于變形體的特征、變形監(jiān)測(cè)的目的、變形大小第一章 引言 6 和變形速度等因素 。 經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)查，獲悉目前己開展的變形觀測(cè)項(xiàng)目，有以下幾個(gè)方面 ： 1） 建筑物基礎(chǔ)沉降觀測(cè) —對(duì)建筑物基礎(chǔ)的升降情況進(jìn)行觀測(cè) ； 2） 建筑物水平位移觀測(cè) — 對(duì)建筑物水平位移情況進(jìn)行觀測(cè) ； 3） 建筑物傾斜觀測(cè) — 對(duì)建筑物的傾斜情況進(jìn)行觀 ； 4） 建筑物裂縫觀測(cè) — 對(duì)建筑物的裂縫情況進(jìn)行 觀測(cè) ； 5） 建筑物撓度觀測(cè) — 建筑物 （ 或構(gòu)件 ） 橫向或縱向由于受自身的荷載或外力作用等產(chǎn)生撓曲，對(duì)其觀測(cè)即為撓度觀測(cè) ； 6） 建筑物風(fēng)振變形觀測(cè) — 高聳建筑物在強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)產(chǎn)生水平位移，嚴(yán)重時(shí)將造成頂部搖晃、樓體彎曲、墻體裂縫、引起共振 。 它不僅使滑坡區(qū)內(nèi) 457 戶 1371 人在滑坡前夕全部安全撤離，無(wú)一人傷亡，而且使正在險(xiǎn)區(qū)長(zhǎng)江上、下游航行的 11 艘客貨輪及時(shí)避險(xiǎn)，免遭災(zāi)難 。 由于建筑物破壞性變形危害巨大，變形觀測(cè)的作用逐步為人們了解和重視，因此在建筑立法方面也賦予其一定的地位，建設(shè)部已制定頒布了中華人們共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測(cè)量規(guī)范》 （ JGJ/T897） ，并自 1998 年 6 月 1 日起施行 。 第一章 引言 3 圖 11 變形觀測(cè)與分析預(yù)報(bào)流程圖 變形監(jiān)測(cè)工作的意義重點(diǎn)表現(xiàn)在兩方面，首 先是實(shí) 用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，為安全性診斷提供必要的信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施；其次是科學(xué)上的意義，包括更好地理解變形的機(jī)理，驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)的假說(shuō)，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)以及建立有效地變形預(yù)報(bào)模型 。 變形體的范圍可以大到整個(gè)地球，小到一個(gè)工程建（構(gòu)）筑物的塊體，它包括自然和人工的構(gòu)筑物 。 本 次設(shè)計(jì)的目的是： 結(jié)合我校圖書館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì)，掌握變形監(jiān)測(cè)方案的整個(gè)設(shè)計(jì)及觀測(cè)、分析過(guò)程， 對(duì)變形分析在工程建設(shè)及安全保障中的應(yīng)用做進(jìn)一步的深入了解 。02，傾斜值 大于建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 這個(gè)允許值的8 倍 ） ，塔底座處發(fā)生多處裂縫，成為危險(xiǎn)建筑而停止開放，稱為中國(guó)的“比薩斜塔” 。 變形體的變形在一定范圍內(nèi)是允許的，如果超出允許值，則可能引發(fā)災(zāi)害 。 因此需要對(duì)施工中的重要建筑物和已發(fā)現(xiàn)變形的建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，掌握其變形量、變形發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，以便一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)建筑物不利的變形可以及時(shí)采取加固措施，以確保建筑物的施工安全和使用安全 。 主要成果有： （ 1）依據(jù)圖書館所處位置及周圍控制點(diǎn)分布情況，合理地選擇了對(duì)圖書館沉降及其變形進(jìn)行觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，并與已知控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，得到了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立了沉降觀測(cè)網(wǎng)，為進(jìn)一步進(jìn)行多周期觀測(cè)做 好了準(zhǔn)備條件，具有現(xiàn)實(shí)意義 。 例如 ： 蘇州虎丘塔，原名云巖寺塔，建于公元 961 年 （ 宋朝 ） ，距今 1040 年有余 。 1913 年 9 月起，往此谷倉(cāng)裝谷物，仔細(xì)裝載，均勻分布 。 但是在當(dāng)前，地基不均勻沉降、墻體滲水、屋面滲水、管道漏水、下水道堵塞不暢等質(zhì)量通病仍然存在，有些已建住宅的上述情況還十分嚴(yán)重 。 同時(shí)，通過(guò)對(duì)變形觀測(cè)資料的分析，可 以 驗(yàn)證有關(guān)的設(shè)計(jì)理論和假說(shuō)，或用以修正理論上的某些假設(shè)和采用的參數(shù)，為建筑物的安全和損害防護(hù)提供指導(dǎo) （ 見圖 11） ，目前建筑物的變形預(yù)測(cè)正向著邊緣學(xué)科發(fā)展 （ 測(cè)量、結(jié)構(gòu)、施工、計(jì)算機(jī)等 ） 。 眾所周知，工程建構(gòu)筑物在施工和運(yùn)營(yíng)期間，由于受多種主觀和客觀因 素的影響，會(huì)產(chǎn)生變形，變形如果超出了規(guī)定的限度，就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及建筑物的安全，給社會(huì)和人民生活帶來(lái)巨大的損失 。 為確保施工安全和建筑物的安全使用，必須對(duì)其變形進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè) 。 科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)工程及工程建筑物的變形狀況，對(duì)工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)管理極為重要，這一工作屬于變形監(jiān)測(cè)的范疇 。 觀測(cè)回彈值的大小和變化即為基坑回彈觀測(cè) ； 9） 深基坑邊坡及支護(hù)系統(tǒng)變形觀測(cè) — 隨著基坑的開挖，邊坡會(huì)逐漸失去穩(wěn)定，為確保安全要加以支護(hù)，同時(shí)要對(duì)邊坡及支護(hù)系統(tǒng)變形進(jìn)行觀測(cè) ； 10 ） 施工場(chǎng)地、相鄰建筑物及設(shè)施變形觀測(cè) — 由于新建建筑物基坑開挖、基坑施工中井點(diǎn)降水、大量堆載和 卸載或基礎(chǔ)大面積的打樁等原因，必將引起施工現(xiàn)場(chǎng)及相鄰周圍地表的變形，甚至危及相鄰建筑物與設(shè)施的安全 。近 10 年發(fā)展起來(lái)的空間對(duì)地觀測(cè)遙感新技術(shù) — 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（ InSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar）， 在監(jiān)測(cè)地震變形、火山地表移動(dòng)、冰川飄移、地面沉降、山體滑坡等方面，其試驗(yàn)成果的精度已可達(dá) cm或 mm 級(jí)，表現(xiàn)出了很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但精密水準(zhǔn)測(cè)量依然是高精度高程信息獲取的主要方法 。 在水準(zhǔn)測(cè)量中 ， 條碼的像通過(guò)一個(gè)分光器 ， 將光線分成兩束 ， 一束轉(zhuǎn)射到傳感光電二極管陣列上 ， 另一束轉(zhuǎn)射到觀測(cè)鏡上 。 然而，建筑物的變形觀測(cè)的技術(shù)、觀測(cè)方案的選取、觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及建筑物變形數(shù)據(jù)整理和分析預(yù)報(bào)的方法等都還存在著不完善、不科學(xué)的方面，有待不斷的探索與改進(jìn) 。 第二章 變形觀測(cè)的基本理論 8 第二章 變形觀測(cè)的基本理論 建筑物的變形有很多種，比如傾斜、位移、裂縫等等，但是為什么會(huì)產(chǎn)生這些變形呢？引起建筑物變 形的原因較多，但最主要的原因有以下三點(diǎn)： ，即建筑物地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等因素引起建筑物變形 。 變形監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)重要的內(nèi)容就是沉降觀測(cè) 。 2. 攝影測(cè)量方法 該法不需接觸被監(jiān)測(cè)的工程建筑物，攝影影像的信息量大，利用率高 。 三 、建筑物變形觀測(cè)的特點(diǎn)： 1. 觀測(cè)精度高 由于變形觀測(cè)的結(jié)果直接關(guān)系到建筑物的安全，影響對(duì)變形原因和變形規(guī)律的正確分析，觀測(cè)必須具有較高的精度 。 要從大量數(shù)據(jù)中精確提取變形信息，必須采用嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理方法 。這種情況實(shí)際 上也是存在的 。 否則就利用“嘗試法”依次去掉不穩(wěn)定點(diǎn) 。 經(jīng)計(jì)算求得的兩期在不同基準(zhǔn)下的變化量見表 232。 1. 變形觀測(cè)具體 方案內(nèi)容（策劃的輸出） （ 1）建筑物變形觀測(cè)的類型：沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)（垂直度觀測(cè)）、位移觀測(cè)、裂縫觀測(cè) 。 （ 3）變形觀測(cè)的頻率 變形觀測(cè)的頻率或次數(shù)取決于變形值的大小，變形速度快慢和觀測(cè)目的 。 （ 5）變形觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 變形觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及其數(shù)據(jù)能否正確反映出建筑 物的實(shí)際變形，與其變形觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)是否合理、全面有直接關(guān)系 。 4. 繪制觀測(cè)點(diǎn)變形過(guò)程曲線和建筑物變形分布圖 。第三章 圖書館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì) 15 第三章 圖書館沉降觀測(cè)方案設(shè)計(jì) 變形觀測(cè)開始前，應(yīng)根據(jù)變形類型、測(cè)量目的、任務(wù)要求以及測(cè)區(qū)條件等進(jìn)行變形觀測(cè)方案的設(shè)計(jì) 。 山東理工大學(xué)圖書館位于大學(xué)西校區(qū)南半部中心位置，由山東天齊置業(yè)集團(tuán)股份有限公司承建，建筑面積45800 平方米，框架結(jié)構(gòu)，建筑高度 米 。 變形觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 變形觀測(cè)點(diǎn)分為控制點(diǎn)和變形點(diǎn)兩大類 。 一、沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則 沉降觀測(cè)點(diǎn)是固定在待觀測(cè)對(duì)象上的測(cè)量標(biāo)志，應(yīng)牢固地與待觀測(cè)對(duì)象結(jié)合在一起，便于觀測(cè)，并盡量保證在整個(gè)沉降觀測(cè)期間不受損壞 。 總之，觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在能表 示出沉降特征的點(diǎn) 。 基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置 沉降觀測(cè)是根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行的，因此要求基準(zhǔn)點(diǎn)的位置在整個(gè)變形觀測(cè)期間穩(wěn)定不變 。 沉降觀測(cè)期間，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，要求這 3 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)間的高差定期進(jìn)行檢測(cè)以 確保其穩(wěn)定性 。 （ 4） 當(dāng)發(fā)現(xiàn)變形有異常時(shí)，應(yīng)進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，觀測(cè)頻率要大一些 。 若沉降速度小于 （ 老土地區(qū)不大于 ，軟土 地區(qū) ） ， 就可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段 。 對(duì)儀器的技術(shù)參數(shù)、觀 測(cè)程序、操作方法、視線長(zhǎng)度及讀數(shù)誤差等都有嚴(yán)格規(guī)定，具體規(guī)定見 下表 31。 要注意的是，每次讀數(shù)時(shí)均應(yīng)在水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)讀取 。 在記錄表中： （ 12） = （ 1）－（ 2） （ 13） = （ 5）－（ 6） （ 14） =（ 12）－（ 13） （ 15） = 本站的（ 14）＋前站的（ 15） （ 12）為后視距離，（ 13）為前視距離，（ 14）為前后視距離差，（ 15）為前后視距累積差 。每次施測(cè)前應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn) 。 h中 為高差中數(shù) 。（ 11）為黑紅面所測(cè)高差之差 。 工作間歇時(shí)，最好能在水準(zhǔn)點(diǎn)上結(jié)束觀測(cè)，否則