【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的偏差是變化的，就是變化的系統(tǒng)誤差，它們可能是有規(guī)律的累進(jìn)變化、周期變化或按其它復(fù)雜的規(guī)律變化，如溫度、濕度等環(huán)境條件的變化引起的系統(tǒng)誤差。 2）過(guò)失誤差 主要由于測(cè)試人員的工作過(guò)失所引起的誤差，如讀錯(cuò)儀表刻度（位數(shù)、正負(fù)號(hào)）、測(cè)點(diǎn)與測(cè)讀數(shù)據(jù)混淆、記錄錯(cuò)誤等，造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不可允許的錯(cuò)誤。此類誤差數(shù)值很大，使測(cè)試結(jié)果與事實(shí)顯然不符，必需從測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除。 3）偶然誤差 在測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除了過(guò)失誤差并盡可能地消除和修正了系統(tǒng)誤差之后，剩下的主要是偶然誤差。引起偶然誤差的主要原因有偶然因素，如電源電壓波動(dòng)，對(duì)儀表末位讀數(shù)估讀不準(zhǔn)確以及環(huán)境因素的干擾等。偶然誤差帶有隨機(jī)性質(zhì)，無(wú)法從試驗(yàn)方法上加以防止，它們服從正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此又稱隨機(jī)誤差。 4）檢驗(yàn)誤差的方法 查找錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和分析誤差，主要是根據(jù)系統(tǒng)誤差、過(guò)失誤差和偶然誤差在不同類型監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的分布規(guī)律來(lái)判斷。通常采用人工判斷和計(jì)算機(jī)分析相結(jié)合的方法，通過(guò)下述兩種方法相結(jié)合進(jìn)行檢驗(yàn)： ? 對(duì)比檢驗(yàn)方法 對(duì)比檢驗(yàn)方法是以儀器監(jiān)測(cè)值的相互關(guān)系為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)邏輯分析方法。包括以下兩種分析方法。 一致性分析 一致性分析是 從時(shí)間角度檢驗(yàn) 分析同一測(cè)點(diǎn)本次實(shí)測(cè)值與前次觀測(cè)值的關(guān)系。 相關(guān)性分析 相關(guān)性分析是從空間的角度 檢驗(yàn) 分析，同一測(cè)次中該點(diǎn)與前、后、左、右、上、下鄰近測(cè)點(diǎn)觀測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，然后使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)的誤差類型作檢驗(yàn)，并進(jìn)行誤差分析處理 ? 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法和步驟 數(shù)據(jù)整理：把原始數(shù)據(jù)通過(guò)一定的方法，如按大小的排序，用頻率分布的形式把一組數(shù)據(jù)的分布情況顯示出來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的數(shù)字特征計(jì)算，離群數(shù)據(jù)的取舍。 數(shù)據(jù)的方差分析：被測(cè)物理量按隨機(jī)規(guī)律受到一種或幾種不同因素的影響，通過(guò)方差分析的方法處理數(shù)據(jù)，確定哪些因素或哪種因素對(duì)被測(cè)物理量的影響最顯著。 數(shù)據(jù)的曲線擬合：數(shù)據(jù)擬合是根據(jù)實(shí)測(cè)的一系列數(shù)據(jù)，尋找一種能夠較好反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律和趨勢(shì)的函數(shù)關(guān)系式，通常使用最小二乘法進(jìn)行擬合。 3）避免人為誤差 由于測(cè)試人員的工作過(guò)失所引起的誤差，如讀錯(cuò)儀表刻度（位數(shù)、正負(fù)號(hào)）、測(cè)點(diǎn)與測(cè)讀數(shù)據(jù)混淆、記錄錯(cuò)誤等，造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不可允許的錯(cuò)誤。避免人為誤差措施主要有加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理，規(guī)范監(jiān)測(cè)工作，加強(qiáng)人員培訓(xùn)提高人員素質(zhì)。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，此類誤差數(shù)值一般很大，必需從測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除。 4）不完整（或缺損）數(shù)據(jù)的處理 在監(jiān)測(cè)實(shí)施過(guò)程中，由于監(jiān)測(cè)儀器被破壞、測(cè)點(diǎn)埋設(shè)不及時(shí)、受施工干擾部分時(shí)間段數(shù)據(jù)沒(méi)有采集等原因，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不完整，以及如拱頂下沉、結(jié)構(gòu)收斂等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)之前部分位移已經(jīng)發(fā)生。避免出現(xiàn)這類情況產(chǎn)生的主要措施：及時(shí)埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)測(cè)點(diǎn)保護(hù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)組織管理，協(xié)調(diào)好監(jiān)測(cè)與施工之間關(guān)系。 對(duì)不完整數(shù)據(jù)的處理分析方法，一般有回歸分析法和類比法。 （ 3）減小誤差的方法及不完整（或缺損）數(shù)據(jù)的處理 1）減小系統(tǒng)誤差的方法 根據(jù)監(jiān)測(cè)精度要求選擇儀器，并考慮儀器的經(jīng)濟(jì)性、耐久性及穩(wěn)定性。如果監(jiān)測(cè)儀器產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差不能滿足監(jiān)測(cè)精度要求，通常采用精度高、穩(wěn)定性好、耐久性好的儀器來(lái)減小系統(tǒng)誤差；根據(jù)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行修正。 2）控制偶然誤差的方法 引起偶然誤差的主要原因有偶然因素，如電源電壓波動(dòng)，對(duì)儀表末位讀數(shù)估讀不準(zhǔn)確，以及環(huán)境因素的干擾等。因此，對(duì)不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，具體分析產(chǎn)生偶然誤差的原因，在監(jiān)測(cè)實(shí)施過(guò)程中加強(qiáng)管理，提高監(jiān)測(cè)操作人員的技術(shù)水平來(lái)控制偶然誤差。偶然誤差一般服從正態(tài)分布，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。 （ 2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理要求 1）數(shù)據(jù)采集 資料采集應(yīng)嚴(yán)格按照監(jiān)測(cè)傳感器和儀表的原理及監(jiān)測(cè)方案規(guī)定的測(cè)試方法，堅(jiān)持長(zhǎng)期、連續(xù)、定人、定時(shí)、定儀器地進(jìn)行采集，采用專用表格做好數(shù)據(jù)記錄和整理，保留原始資料。每次資料匯總前，測(cè)量人、記錄人、審核人、整理人簽名應(yīng)齊全，以便各司其職，提高監(jiān)測(cè)人員的責(zé)任心。特別是在發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并加密觀測(cè)的次數(shù)，防止對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況先兆的誤報(bào)和漏報(bào)。當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)用人工錄入計(jì)算機(jī)時(shí)，更應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次校核，以確保打印出的曲線圖表準(zhǔn)確無(wú)誤。 2）數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制 根據(jù)不同原理的儀器和不同的采集方法，采用相應(yīng)的檢查和鑒定手段，包括嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、定期檢查維修監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、加強(qiáng)對(duì)上崗人員的培訓(xùn)工作等方面的內(nèi)容。對(duì)儀器質(zhì)量和數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的控制可從以下方面著手： ? 確定監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性； ? 定期檢驗(yàn)儀器設(shè)備； ? 保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)； ? 嚴(yán)守操作規(guī)程； ? 做好誤差分析工作。 根據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析的時(shí)間安排可分為以下三類： 實(shí)時(shí)分析：每天根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析施工對(duì)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的影響，發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時(shí)采取措施；實(shí)時(shí)分析一般采用日?qǐng)?bào)表型式。 階段分析：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，根據(jù)大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)資料等進(jìn)行綜合分析，總結(jié)施工對(duì)周圍地層影響的一般規(guī)律，指導(dǎo)下一階段施工。階段分析一般采用周報(bào)、月報(bào)形式，或根據(jù)工程施工需要不定期進(jìn)行，提出指導(dǎo)施工和優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議。 工程竣工后，提交施工總結(jié)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，分析工程實(shí)際變形或應(yīng)變規(guī)律，總結(jié)工程施工的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為以后的工程設(shè)計(jì)、施工及規(guī)范修改提供參考和積累經(jīng)驗(yàn)。并可以和計(jì)算結(jié)果比較，完善計(jì)算理論。 具體的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋分析方法后面詳細(xì)闡述。 六 主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施方法 沉降監(jiān)測(cè)是地下工程監(jiān)測(cè)中最主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。在地基加固、基坑、淺埋暗挖法隧道、盾構(gòu)法隧道等工程的施工過(guò)程中都要進(jìn)行地表沉降監(jiān)測(cè)。 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 主要是測(cè)定隧道施工引起的地表沉降值，確保結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全，同時(shí)分析隧道施工引起的縱橫沉降槽曲線及最大沉降坡度、最小曲率半徑和沉降速率等，以評(píng)估盾構(gòu)施工過(guò)程中圍巖變形狀態(tài)及施工對(duì)周圍環(huán)境的影響程度。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 實(shí)際工作中，推薦一般采用瑞士 WILDLeico公司的 NA2022和 N3或蘇州第一光學(xué)儀器廠可以附加測(cè)微器的 DSZ2。 如果需要進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，可采用靜力水準(zhǔn)儀系統(tǒng)。 （ 3）監(jiān)測(cè)方法 1）水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置 可以利用城市中的永久水準(zhǔn)點(diǎn)或工程施工時(shí)使用的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，作為基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)。如果附近沒(méi)有這樣的水準(zhǔn)點(diǎn)，則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體條件和沉降監(jiān)測(cè)的時(shí)間要求埋設(shè)專用水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的型式和埋設(shè)可參照三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)的要求進(jìn)行（如圖），其數(shù)目不少于三個(gè)，以便組成水準(zhǔn)控制網(wǎng)，對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)定期進(jìn)行校核，防止其本身發(fā)生變化，以保證沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的正確性。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在沉降監(jiān)測(cè)的初次觀測(cè)之前一個(gè)月埋設(shè)好。 埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)考慮下列因素： （ 1）水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在監(jiān)測(cè)對(duì)象的沉降影響范圍（包括埋深）以外，保證其堅(jiān)固穩(wěn)定； （ 2）盡量遠(yuǎn)離道路、鐵路、空壓機(jī)房等，以防受到碾壓和振動(dòng)的影響； （ 3）力求通視良好，與觀測(cè)點(diǎn)接近，其距離不宜超過(guò) l00m，以保證監(jiān)測(cè)精度； （ 4）避免將水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在低洼易積水處。同時(shí)為防止土層凍脹的影響，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)深度至少要在冰凍線以下 。 2）地表沉降測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長(zhǎng) 200～ 300mm，直徑 20～ 30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)。 3）地表沉降計(jì)算 在條件許可的情況下，盡可能布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)，以便進(jìn)行平差處理，提高觀測(cè)精度。施工前，由基點(diǎn)通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)出地表沉降觀測(cè)點(diǎn)的初始高程 H0，在施工過(guò)程中測(cè)出的高程為 Hn。則高差 △Ｈ ＝ HnH0即為地表沉降值。 4）地表沉降分析 包括地表沉降歷時(shí)規(guī)律（如下圖所示）、地表沉降歷程規(guī)律、縱向地表沉降規(guī)律、橫向地表沉降規(guī)律等。分析施工對(duì)周邊環(huán)境的影響程度及影響范圍，及與時(shí)間及開(kāi)挖面之間的關(guān)系，預(yù)測(cè)最終地表沉降。 建筑物監(jiān)測(cè)包括建筑物沉降監(jiān)測(cè)、建筑物傾斜、建筑物水平位移監(jiān)測(cè)及建筑裂縫監(jiān)測(cè)等。 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 在城市地區(qū)修建地下工程，往往周圍有建筑物。為了保證建筑物的安全，在施工過(guò)程中需進(jìn)行建筑物監(jiān)測(cè)，目的是掌握工程施工期間建筑物的變化情況，以便當(dāng)建筑物變形過(guò)大，及時(shí)采取有效的保護(hù)加固措施，確保建筑物安全。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 用于沉降監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)儀、全站儀、靜力水準(zhǔn)儀等；建筑物傾斜可以采用水準(zhǔn)儀（差異沉降法）、全站儀，垂線坐標(biāo)儀等，水平可以采用全站儀、經(jīng)緯儀等，建筑裂縫監(jiān)測(cè)可采用簡(jiǎn)易方法進(jìn)行，如貼石膏法金屬片固定法等，如果監(jiān)測(cè)精度要求較高可采用測(cè)縫計(jì)或手持應(yīng)變計(jì)等。 （ 3）監(jiān)測(cè)方法 目前，對(duì)于建筑物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要是沉降與傾斜（通常采用差異沉降法）。下面僅就建筑物沉降及采用差異沉降法進(jìn)行傾斜監(jiān)測(cè)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 1）水準(zhǔn)基點(diǎn)埋設(shè) 水準(zhǔn)基點(diǎn)的構(gòu)造、形式以及埋設(shè)方法地表沉降。水準(zhǔn)基點(diǎn)離監(jiān)測(cè)建筑物的最近允許距離見(jiàn)下表。 建筑物 性質(zhì) 層次 水準(zhǔn)基點(diǎn)離觀測(cè)建筑物的最近容許距離（ m） 建筑物 性質(zhì) 層次 水準(zhǔn)基點(diǎn)離觀測(cè)建筑物的最近容許距離 （ m） 民用建筑 6層以下 ≥40～ 30 工業(yè)廠房 單層廠房 ≥40 10 ≥50 單層廠房 ≥50 20 ≥60 （ 有 吊 車者 ） 30 ≥70 單層廠房 ≥60 40 ≥80 （ 有 震 動(dòng)基礎(chǔ) ） 1鋼 筋 18觀 測(cè)點(diǎn)2觀 測(cè)點(diǎn)頭部3建 筑物墻式柱4 砼墊5磚 砌井壁6鋼 筋砼蓋板7預(yù) 制砼塊2）沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物的體態(tài)特征、基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)種類及地質(zhì)條件等因素綜合考慮。為了反映沉降特征和便于分析，測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在沉降差異較大的地方，同時(shí)考慮施工便利和不易損壞。一般可設(shè)置在建筑物的四角（拐角）上，高低懸殊或新舊建筑物連接處，伸縮縫、沉降縫和不同埋深基礎(chǔ)的兩側(cè)，框架（排架）結(jié)構(gòu)的主要柱基或縱橫軸線上。對(duì)于煙囪、水塔、油罐等高聳構(gòu)筑物，應(yīng)沿周邊在其基礎(chǔ)軸線上的對(duì)稱位置布點(diǎn)。 沉降監(jiān)測(cè)標(biāo)志（點(diǎn)）應(yīng)根據(jù)建筑物的構(gòu)造類型和建筑材料確定，一般可分為墻（柱）標(biāo)志、基礎(chǔ)標(biāo)志和隱蔽式標(biāo)志（用于賓館或商場(chǎng)內(nèi)）。下圖為監(jiān)測(cè)標(biāo)志的埋設(shè)示意圖。監(jiān)測(cè)標(biāo)志埋設(shè)完畢后，應(yīng)待其穩(wěn)固后方能使用。特殊情況下，也可采用射釘槍、沖擊鉆將射釘或膨脹螺絲固定在建筑物的表面，涂上紅漆作為監(jiān)測(cè)標(biāo)志。沉降監(jiān)測(cè)標(biāo)志埋設(shè)時(shí)應(yīng)特別注意要保證能在點(diǎn)上垂直置尺和良好的通視條件。 3）地表沉降計(jì)算 施工前，由監(jiān)測(cè)基點(diǎn)通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量監(jiān)測(cè)出建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初始高程 H0，在施工過(guò)程中測(cè)出的高程為 Hn。則高差△ H＝ HnH0即為建筑物沉降值。 4）傾斜計(jì)算 根據(jù)建筑物相臨兩點(diǎn)的沉降值，在計(jì)算建筑物沉降差△ s ，按公式 tgθ=△ s/b進(jìn)行傾斜計(jì)算（一般采用差異沉降法），如圖所示，頂部水平位移采用公式SH2=Hg△ s/b計(jì)算。 式中： θ—— 為所求建筑物水位移產(chǎn)生的傾斜角； b—— 建筑物寬度； △ s—— 建筑物的差異沉降； 圖6 建 筑物傾斜計(jì)算圖5）變形規(guī)律分析 繪制變形歷時(shí)曲線，如圖為某工程建筑物沉降歷時(shí)曲線圖，預(yù)測(cè)最大變形值，判斷建筑物的安全。 6＃建筑物沉降歷時(shí)曲線圖 82 87 812 817 822 827 91 96 911時(shí)間（d )沉降量（mm)右線盾構(gòu)到達(dá)前 右線盾構(gòu)通過(guò)后 左線盾構(gòu)到達(dá) 后期沉降 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 在管線周圍設(shè)置測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)地下工程施工過(guò)程中地下管線沉降情況，據(jù)以判定地下管線的安全性，以及采用的工程保護(hù)措施的可靠性。 （ 2）監(jiān)測(cè)儀器 同地表沉降監(jiān)測(cè)。 （ 3）監(jiān)測(cè)實(shí)施方法 1）基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè) 同地表沉降監(jiān)測(cè)。 2）測(cè)點(diǎn)埋設(shè) 目前地下管線測(cè)點(diǎn)主要有以下三種設(shè)置方法：（ 1） .抱箍式，（ 2） .直接式，（ 3） .模擬式 其中模擬式，測(cè)點(diǎn)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，避免了道路開(kāi)挖對(duì)交通的影響，但因測(cè)得的是管頂?shù)貙拥淖冃?，模擬性差，精度較低。上述三種形式的測(cè)點(diǎn)均可用于管線沉降監(jiān)測(cè)。抱箍式和直接式亦可用于水平位移的監(jiān)測(cè)，但應(yīng)注意抱箍式測(cè)點(diǎn)的測(cè)桿周圍不得回填，否則會(huì)引起監(jiān)測(cè)誤差。 3）沉降值計(jì)算 沉降值計(jì)算同地表沉降監(jiān)測(cè)。 4）沉降分析 繪制沉降歷時(shí)曲線，預(yù)測(cè)最大沉降值，判斷管線的安全。 （ 1）監(jiān)測(cè)目的 地下工程開(kāi)挖后，凈空收斂也是圍巖與結(jié)構(gòu)和支護(hù)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映參數(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)可了解圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定