【正文】 要在短時(shí)間內(nèi)以較高的精度測(cè)量出一系列的 沉降 值。歷史的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)己經(jīng)很明確地告訴我們，加強(qiáng)建筑物 沉降 觀測(cè)的理論研究和實(shí)際工作是十分重要的，也非常必要。根據(jù)建筑 （構(gòu)） 物的不同性質(zhì)，在沿用傳統(tǒng)的測(cè)量方法的基礎(chǔ)上， 沉降 觀測(cè)方法變得更加靈活和簡(jiǎn)單。 沉降 分析方法，在 20世紀(jì) 50年代以前，主要是 沉降 觀測(cè)資料的整理、計(jì)算 、分析。 1971年德國(guó)測(cè)量學(xué)家 H 當(dāng)代的沉降分析從各種不同的方向來(lái)分析解釋建筑 物的沉降，例如曲線形態(tài)判斷法、數(shù)據(jù)線性回歸分析法、非線性曲線預(yù)測(cè)模型、時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型、非平穩(wěn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列分析法等，有了眾多的分析方法使得更好的分析建筑物的沉降，從而為建筑事業(yè)做出與眾不同的貢獻(xiàn)。這主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： 在觀測(cè)手段方面：首先攝影測(cè)量技術(shù)、激光技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)在 沉降 觀測(cè)中正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 GPS定位技術(shù)已在區(qū)域性 沉降 觀測(cè)及大型工程 沉降 監(jiān)測(cè)中得到應(yīng)用 (如清華大學(xué)運(yùn)用 GPS技術(shù)成功地對(duì)虎門(mén)大橋沉降 觀測(cè) )；其它如甚長(zhǎng)基線干涉 (VLBI)及衛(wèi)星激光測(cè)距 (SLR)等空間技術(shù)在國(guó)外已進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。 在數(shù)據(jù)處理和 沉降 分析方面：理論上更嚴(yán)密、實(shí)用上更合理的數(shù)據(jù)處理方法 (如 :自由網(wǎng)平差、驗(yàn)后方差估計(jì)、抗差估計(jì)等 )得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而且這種趨勢(shì)仍將長(zhǎng)期保持下去。例如運(yùn)用模糊類(lèi)分析的方法、灰色理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 行 沉降 分析，這些方法將為 沉降 數(shù)據(jù)處理和分析帶來(lái)新的生機(jī)。在沉降 觀測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，也都發(fā)揮著其積極的優(yōu)勢(shì)。 在前人研究的基礎(chǔ)上，本文主要對(duì)建筑物 沉降 觀測(cè)的以下方面做了研究： 建筑物 沉降 觀測(cè)基本內(nèi)容及方法。 沉降 觀測(cè)系統(tǒng) 點(diǎn)的布設(shè)及其精度的確定。 沉降 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及 沉降 分析。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 第 2章 沉降 觀測(cè) 網(wǎng) 的布設(shè) 沉降觀測(cè)的 基本原理是：在 沉降 體上選擇一定數(shù)量的有代表性的點(diǎn)，通過(guò)對(duì)這些點(diǎn)重復(fù)觀測(cè)來(lái)求出這些幾何量的變化值。 基準(zhǔn)點(diǎn) —由于觀測(cè)點(diǎn)的位置是變化的，為了反映觀測(cè)點(diǎn)的變化，從理論上講還必須有一定數(shù)量位置固定或變化甚小的點(diǎn)， 我們稱(chēng)之為 “基準(zhǔn)點(diǎn) ”或簡(jiǎn)稱(chēng)為 “基點(diǎn) ”。 工作點(diǎn) —又稱(chēng)工作基點(diǎn)。它一般埋設(shè)在被觀測(cè)對(duì)象附近，要求在觀測(cè)期間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。 一般地，我們把由基點(diǎn)、工作基點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)構(gòu)成的觀測(cè)系統(tǒng)叫做 “沉降 觀測(cè)系統(tǒng) ”。它們包括： 沉降 觀測(cè)的內(nèi)容、觀測(cè)精度的確定、觀測(cè)周期（頻率）的確定、測(cè)點(diǎn)、工作基點(diǎn)及基點(diǎn)的布設(shè)等，下面分別予以討論。觀測(cè)目的通常分為檢查施工、監(jiān)視建筑物安全和研究 沉降 過(guò)程三種情況。在實(shí)際測(cè)量中，合理的精度是重要的，因?yàn)檫^(guò)高的精度要求使測(cè)量工作復(fù)雜，費(fèi)用和時(shí)間 增加。 討論 沉降 觀測(cè)必要精度的基本思路是：先根據(jù)有關(guān)因素求出形變觀測(cè)值 (一般是指同一點(diǎn)在不同時(shí)期的坐標(biāo)差（ △ X， △ Y， △ H）的必要精度，然后再套用現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)范或采用相應(yīng)的算法 (如優(yōu)化設(shè)計(jì) )來(lái)確定距離、方向、角度、高差等觀測(cè)值的精度。因此，我們討論的主要問(wèn)題是如何確定 沉降 觀測(cè)值 △ X， △ Y， △ H必要精度。 1971年，在 FIG第十三屆會(huì)議上工程測(cè)量委員會(huì)中的 沉降 觀測(cè)及其自動(dòng)化小組對(duì)沉降 觀測(cè)精度方面提交的報(bào)告認(rèn)為： “如果觀測(cè)的目的是為了使 沉降 值不超過(guò)某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測(cè)中誤差應(yīng)小于允許 沉降 值的 1/10～ 1/20，如果觀測(cè)的目的是為了研究其 沉降 的過(guò)程，則其中誤差應(yīng)比這個(gè)數(shù)值小得多。在現(xiàn)階段，我國(guó)在多數(shù) 沉降 觀測(cè)工作中都 是根據(jù)這一原則來(lái)確定其必要精度的。設(shè)允許 沉降 值為 ?容 ，則按上述原則有：觀測(cè)的必要精度 (中誤差 ) ~ 20M ??容 10 。盡管不同類(lèi)型工程建筑物， 沉降 觀測(cè)的精度要求差別較大 而難以定出統(tǒng)一規(guī)格，但我們還是可以根據(jù)對(duì)各類(lèi)工程多年 沉降 觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，確定出該類(lèi)工程的預(yù)期最大 沉降 值，從而定出 沉降 觀測(cè)精度。 (1)大型工程建筑物。因此，觀測(cè)點(diǎn)高程的精度為 ? ～ 1mm,這些大型建筑物的平面位移觀測(cè)精度一般在 ? 1～ 3mm。根據(jù)其結(jié)構(gòu)、形狀不同，觀測(cè)內(nèi)容和精度也有所差異。對(duì)于混凝土大壩，其沉降和水平位移觀測(cè)的精度都是 ? 1～ 2mm，對(duì)于土壩為 ? 5～ 10mm。 至于必要精度與 沉降 速度關(guān)系主要是由于 沉降 速度的大小決定兩次 (期 )觀測(cè)之間沉降 值的大小，而 沉降 觀測(cè)最終要求反映出 沉降 。 總的來(lái)說(shuō)，在確定建筑物的 沉降 觀測(cè)精度時(shí)，要考慮的作用因素可以歸納如表 。這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要確定重復(fù)觀測(cè)的間隔，即 沉降 觀測(cè)的周期或頻率。 沉降 速度越快，觀測(cè)間隔要求越短。在觀測(cè)初期，由于對(duì) 沉降 規(guī)律不了解，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，此時(shí)要求間隔要短。當(dāng)然，這些原則不是絕對(duì)的，出現(xiàn)緊急情況時(shí)，應(yīng)作臨時(shí)緊急觀測(cè)。 觀測(cè) 網(wǎng)的布設(shè) 沉降監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)布設(shè) 沉降 監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)必須數(shù)量足夠、點(diǎn)位適當(dāng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置一是便于測(cè)出建筑物基礎(chǔ)的沉降和傾斜等；二是便于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)；三是便于保存，并不受損壞。對(duì)于建筑物較少的測(cè)區(qū)，宜將基準(zhǔn)點(diǎn)連同監(jiān)測(cè)點(diǎn)按單一層次布設(shè)；對(duì)于建筑物多且分散的測(cè)區(qū)，宜按兩個(gè)層次布網(wǎng)，即由基準(zhǔn)組成的控制網(wǎng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)與所連測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)。 在整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)中，通常應(yīng)有四個(gè)埋設(shè)足夠深的水準(zhǔn)基點(diǎn)，其余的可埋設(shè)為地下或黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 8 墻上。由于施測(cè)時(shí)不可能將所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)納入水準(zhǔn)線路內(nèi)，故大部分監(jiān) 測(cè)點(diǎn)只能采用中視法測(cè)定，而水準(zhǔn)轉(zhuǎn)點(diǎn)則會(huì)影響成果精度，所以選擇一些監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為水準(zhǔn)轉(zhuǎn)點(diǎn)極為重要。對(duì)占地面積大于 5000 平方米 或高層建筑物，則應(yīng)適當(dāng)增加水準(zhǔn)基點(diǎn)的個(gè)數(shù)； (3)當(dāng)設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)處有基巖漏出時(shí) ，可以用水泥砂漿直接將水準(zhǔn)點(diǎn)澆注在巖層中，一般水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在凍土線（各地區(qū)不同，如哈爾濱 ，上海 ）以下 處； (4)各類(lèi)水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)交通干道、地下管線、倉(cāng)庫(kù)堆棧、水源地、河岸、松軟填土、滑坡地段、機(jī)器振動(dòng)區(qū)，以及其它能使標(biāo)石、標(biāo)志遭受腐蝕和破壞的地點(diǎn)。當(dāng)觀測(cè)急劇沉降的建筑物和構(gòu)筑物時(shí)，若建造水準(zhǔn)點(diǎn)已來(lái)不及，可在已有房屋或結(jié)構(gòu)物上設(shè)置標(biāo)志作為水準(zhǔn)點(diǎn)，但這些 房屋或結(jié)構(gòu)物的沉降必須證明已經(jīng)達(dá)到終止。當(dāng)場(chǎng)地為砂土或其他不利情況下，應(yīng)建造深埋水準(zhǔn)點(diǎn)或?qū)Ｓ盟疁?zhǔn)點(diǎn)。一般可根據(jù)下列幾方面布置： (1)監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在建筑物沉降變化較顯著的地方，并要考慮到在施工期間和竣工后，能順利進(jìn)行監(jiān)測(cè)的地方； (2)在建筑物的四周角點(diǎn)、中點(diǎn)及內(nèi)部承重墻（柱）上均需埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并應(yīng)沿房屋周長(zhǎng) 每隔 10~12m 設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，但工業(yè)廠房的每根柱子均應(yīng)埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)； (3)由于相鄰影響的關(guān)系，在高層和低層建筑物、新老建筑物連接處，以及在相接處的兩邊都應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)； (4)在人工加固地基與天然地基交接和基礎(chǔ)砌深相差懸殊處以及在相接處的兩邊都應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；(5)當(dāng)基礎(chǔ)形式不同時(shí)，需在情況變化處埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，地基土質(zhì)不均勻，可壓縮性土層的厚度變化不一等情況需適當(dāng)埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)； (6)在振動(dòng)中心基礎(chǔ)上要布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)于煙囪、水塔等剛性整體基礎(chǔ)上，應(yīng)不少于三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)； (7)當(dāng)寬度大于 15m的建筑物在設(shè)置內(nèi)墻體監(jiān)測(cè)標(biāo)志時(shí)， 應(yīng)設(shè)在承重墻上，并且要盡可能布置在建筑物的縱橫軸線上，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 9 監(jiān)測(cè)標(biāo)志上方應(yīng)有一定的空間，以保證測(cè)尺直立； (8)重型設(shè)備基礎(chǔ)的四周及鄰近堆置重物之處，即有大面積堆荷的地方，也應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)； (9)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)標(biāo)高，一般在室外地坪 +，但在布置時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物層高、管道標(biāo)高、室內(nèi)走廊、平頂標(biāo)高等情況來(lái)綜合考慮。若基礎(chǔ)本身荷 載很大，可能在基礎(chǔ)施工時(shí)就產(chǎn)生一定的沉降，即應(yīng)埋設(shè)臨時(shí)的墊層監(jiān)測(cè)點(diǎn)，或基礎(chǔ)杯口上的臨時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，待永久監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)完畢后，立即將高程引到永久監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。 水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)志與埋設(shè) 水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)志構(gòu)造，要根據(jù)埋設(shè)地區(qū)的地址條件，應(yīng)盡量埋設(shè)在基巖上，或者深埋于原狀土內(nèi)，決不允許埋設(shè)在人工土內(nèi)。對(duì)于一般的廠房的沉降觀測(cè)，可參照水準(zhǔn)測(cè)量中三、四等水準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì) 與埋設(shè)；對(duì)于精度高的沉降觀測(cè)，需要設(shè)計(jì)和選擇專(zhuān)門(mén)的水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)識(shí)。先清理上不得覆蓋物，并除去巖石的風(fēng)化層，然后在新鮮的基巖上開(kāi)鑿一個(gè)適當(dāng)深度的巖坑。當(dāng)基巖露頭在地面以下深度不超過(guò) ，可在基巖中開(kāi)挖一個(gè)深度小于 ，澆灌鋼筋混凝土柱石。為了防止雨水灌進(jìn)水準(zhǔn)基點(diǎn)井里，井臺(tái)需要高出地面 ，標(biāo)石可由柱石和底盤(pán)組成，并在上面加混凝土標(biāo)志保護(hù)蓋，在保護(hù)蓋上加覆蓋物。 為了檢查水準(zhǔn)基點(diǎn)本身的變化，通常以三點(diǎn)為一組方式布點(diǎn)。定期測(cè)定 3 點(diǎn)高程變化狀況。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 10 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志可根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型和建筑材料，采用墻（柱）標(biāo)志、基礎(chǔ)標(biāo)志和隱蔽性標(biāo)志等形式。 1．角鋼或圓鋼頭觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志與埋設(shè) 將 30mm30mm5mm 的角鋼鋸成長(zhǎng)為 160～ 180mm 的節(jié)，在離地面 300～ 500mm的墻上鑿一個(gè)孔，深 120～ 140mm。角，角鋼漏出墻面約 40mm，角頂向上。為了美觀也可以把觀測(cè)點(diǎn)作成圖 所示的圓綱頭觀測(cè)點(diǎn)。在離地面 300～ 500mm 的墻上鑿孔，孔深 120～ 140mm。 圖 鋼筋監(jiān)測(cè)點(diǎn) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 11 3．隱蔽觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志與埋設(shè) 如圖 所示，用直徑 20～ 30mm，長(zhǎng)約 300mm 的圓鋼，一端加工成球狀，另一端套絲。在距地面 300～ 500mm 的墻上鑿孔，將套管嵌入，套管口與墻面齊，用水泥砂漿灌實(shí)并與墻面抹平。 圖 隱蔽監(jiān)測(cè)點(diǎn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及說(shuō)明書(shū)的編制 沉降 觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)的 工程，為了了解 沉降 觀測(cè)的全貌，現(xiàn)將其主要內(nèi)容列于下表 。 為了進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，首先要設(shè) 計(jì)專(zhuān)門(mén)的安全監(jiān)測(cè)方案，編制具體的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。如系承包項(xiàng)目，還應(yīng)包括所履行合同的條款，提交成果的 內(nèi)容與期限以及經(jīng)濟(jì)責(zé)任等內(nèi)容。然后，根據(jù) 沉降 觀測(cè)的特點(diǎn)講述了 確定 沉降 觀測(cè) 頻率的依據(jù)。 最后 ，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及說(shuō)明書(shū)的編制過(guò)程。 對(duì)于中、小型廠房和土工建筑物的沉陷觀測(cè)一般可采用普通水準(zhǔn)測(cè)量，而對(duì)于大型廠房、高層建筑物及混凝土壩等建筑物，則一般采用精密水準(zhǔn)測(cè)量。 應(yīng)采用 “三固定 ”的方法來(lái)提高沉陷觀測(cè)的精度。采用 “三固定 ”的方法之所以能提高精度，是因?yàn)樗谡麄€(gè) 沉降 觀測(cè)過(guò)程中把偶然誤差系統(tǒng)化，從而使其在各期觀測(cè)的差值中自動(dòng)消除的緣故。 施工階段的沉陷觀測(cè)，應(yīng)利用建筑物平面圖分段記錄觀測(cè)時(shí)的施工進(jìn)度，以便繪制沉陷量與荷載的關(guān)系曲線圖。一般高層建筑物有一層或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)，首次觀測(cè)應(yīng)從基礎(chǔ)開(kāi)始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上 (基礎(chǔ)局邊 )按設(shè)計(jì)好的位置埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn) (臨時(shí)的 )，等臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn) 穩(wěn)固好后進(jìn)行首次觀測(cè)。并且要求每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期觀測(cè)兩次后決定。 將各次觀測(cè)記錄整理檢查無(wú)誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值，從而確定出沉降量。 繪制各觀測(cè)點(diǎn)的下沉曲線。將統(tǒng)計(jì)表中各觀測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觀測(cè)周期所測(cè)得的沉降量畫(huà)于坐標(biāo)中，并將相應(yīng)的載荷量也畫(huà)于坐標(biāo)中，連線，就得到對(duì)應(yīng)于荷載值的沉降曲線。特別是座在沉降量較大的地基上的重要建筑物的不均勻沉降的觀測(cè)顯得更為重要。其基點(diǎn)一般為深埋標(biāo)志，觀測(cè)時(shí)，對(duì)于中、小型廠房可采用三等水準(zhǔn) 。關(guān)于二、三等水準(zhǔn)作業(yè)的方法可參考有關(guān)規(guī)范，但沉陷觀測(cè)的水準(zhǔn)視線較短，視距一般不超過(guò) 25m。當(dāng)建筑物荷載加上去以后，這部分隆起 (回彈量 )多半會(huì)重新沉下去。這樣，或者要消耗大量的建筑材 料去抵償這些超挖量，或者建筑物將低于設(shè)計(jì)標(biāo)高，以至?xí)`認(rèn)為它是施工建筑物的沉降量。 “基坑回彈觀測(cè) ”的要點(diǎn)是在