注册测绘师培训(详细全面)-工程测量8

目录3.1工程程测测量量概概述述3.2工程程控控制制网网建建立立3.3工程程地地形形图图测测绘绘概述述控制制测测量量规划划测测量量3.4城乡乡规规划划与与建建筑筑工工程程测测量量3.5线路路与与桥桥梁梁、、水水利利、、市市政政工工程程测测量量3.6矿山山与与隧隧道道工工程程测测量量3.7地下下管管线线测测量量施工工测测量量竣工工测测量量变形形监监测测3.8工程程竣竣工工测测量量3.9变形形与与形形变变监监测测3.10精密密工工程程测测量量3.9.1概述述3.9.2变形形监监测测方方案案设设计计3.9.3变形形监监测测方方法法3.9.4变形形监监测测实实施施3.9.5质量量控控制制与与成成果果归归档档3.9.1概述述一、、变变形形与与形形变变监监测测（1）变变形形是是物物体体在在外外来来因因素素作作用用下下产产生生的的形形状状和和尺尺寸寸的的改改变变形变变--变形形体体自自身身的的形形变变（（伸伸缩缩、、错错动动、、弯弯曲曲和和扭扭转转））变形形--变形形体体的的刚刚体体位位移移（（整整体体平平移移、、整整体体转转动动、、整整体体升升降降和和整整体体倾倾斜斜））（2）变变形形监监测测：：利利用用测测量量仪仪器器或或专专用用仪仪器器对对变变形形体体的的变变化化状状况况进进行行监监视视、、监监测测的的测量量工工作作。。（3）变变形形监监测测目目的的：：变形形监监测测工工作作：：获获得得变变形形体体的的空空间间位位置置随随时时间间变变化化的的特特征征变形形的的物物理理解解释释：：解解释释变变形形的的原原因因一、、变变形形与与形形变变监监测测（4）形形变变监监测测：：指指对对地地壳壳或或地地面面的的水水平平和和垂垂直直运运动动所所进进行行的的变变形形监监测测工工作作目的的-监测测地地震震前前兆兆或或评评价价区区域域构构造造的的稳稳定定性性（5）变变形形监监测测是是通通过过测测量量位位于于变变形形体体上上有有代代表表性性的的离离散散点点（（变变形形观观测测点点））的的变变化化来描描述述变变形形体体的的变变形形分类类：：静静态态变变形形监监测测（（通通过过周期期观测测得得到到））动态态变变形形监监测测（（通通过过持续续监测测得得到到））二、、变变形形监监测测对对象象变形形体体：：城城市市、、工工矿矿区区等等地面面沉降降监监测测（（地地面面形形变变监监测测））；；工工程程建筑筑物物三维维变变形形监测测、、滑滑坡坡体体滑动动监测测。。最最具具代代表表性性的的变变形形体体主主要要有有高层层建筑筑、、大坝坝、桥梁梁、隧道道、边坡坡、矿区区地地表表三、、变变形形监监测测特特点点（1）重复复观观测测：重重复复观观测测，，观观测测方方案案一一致致（2）精度要求较较高：典型精度度1mm或相对精度度10-6（3）测量方法综综合应用：综合利用用地面测量量、空间测测量、摄影影测量、激激光雷达技术及专门门测量手段段，达到取取长补短、、相互校核核（4）数据处理要要求严密：需要多学学科知识的的交叉配合合，才能对对变形体进进行合理的几何分析析和物理解解释四、变形监监测内容几何监测：水平位移--变形监测点点在水平面面上的变动动垂直位移--变形监测点点在铅直线线方向上的的变动偏距--某一特定方方向的位移移倾斜--换算成水平平或垂直位位移分量，，通过水平平或垂直位位移测量得得到挠度--某一特定方方向的位移移弯曲、扭转、震动、裂缝物理监测：应力、应变、温度、气压、水位、渗流流、渗压、扬压力3.9.2变形监测方方案设计一、基本技技术要求1.设计要求（1）收集资料料：地质和和水文资料料、工程设设计图纸（2）变形监测测方案设计计：变形体特点点、变形类类型、目的的、任务、、测区条件件（3）确定监测测精度、监监测方法、、监测基准准网精度估估算和布设设、观测周周期、项目目预警值、使使用的仪器器设备等内内容（4）坐标系统统和高程基基准：国家家坐标系统统和高程基基准、测区区原有的，，假定坐标标系统（较小小规模）变形监测网网一般进行行顾及精度度、可靠性性、灵敏度度及费用准准则的优化化设计一、基本技技术要求2.观测要求：：（1）在较短时时间内完成成（2）采用相同同观测路线线和观测方方法（3）使用同一一仪器和设设备（4）观测人员员相对固定定（5）记录相关关的环境因因素，包括括荷载、温温度、降水水、水位（6）采用统一基基准处理数数据一、基本技技术要求4.预警要求：：当数据结结果出现以以下情况下下，要通知知建设单位位和施工单单位采取相相应措施（1）变形量达达到预警值值或接近允允许值（2）变形量出出现异常变变化（3）建筑物的的裂缝或地地表的裂缝缝快速扩大大5.变形分析要要求：（1）观测成果果的可靠性性分析；（2）变形体的的累计变形形量和两相相邻观测周周期的相对对变形量分分析（3）相关影响响因素的作作用分析说明：较小规模的的工程，至至少包括前三项内容容（4）回归分析析（5）有限元分分析二、监测等等级与精度度变形监测等等级及精度度要求取决决于变形体体设计时确确定的变形允许值值大小和变形监测的目的的监测目的是是为了使变变形值不超超过变形允允许值，从从而确保工工程安全，，则其变形测量量中误差应应小于变形形允值1/10～1/20;如果监测的的目的是为为了研究其变形过过程，观测测精度要求求应更高。。说明：①建筑物允允许变形值值应由设计计人员提出出②观测人员员据此求定定变形测量量中误差水平位移监监测基准网网的主要技技术要求垂直位移监监测基准网网的主要技技术要求三、监测网网点布设1.基准点：变形监测的的基准，布布设在变形形影响区域外稳固可靠的的位置点数：至少少布设3个基准点水平位移基基准点采用用观测墩，垂直位移移基准点宜宜采用双金属标或钢管标2.工作基点：：直接测定观测点点的控制点点，在一个周周期监测过过程中应保保持稳定，，可选在比较稳稳定且方便便使用的位位置工作基点设设在工程施施工区域内内水平位移监监测工作基基点宜采用用观测墩，，垂直位移移监测工作作基点可采采用钢管标标。通视条件好好的小型工工程可不设设工作基点点3.变形观测点点（目标点点、变形点点、监测点点）：布设在变形形体的地基基、基础、、场地及上部结构构等能反映映变形特征征的敏感位位置三、监测网网点布设双金属标：：四、变形观观测周期应以能系统统地反映变变形体的变变形过程且且不遗漏其其变化时刻刻为原则根根据变形体体的变形特征、、变形速率率、观测精精度及外界界影响因素素等综合确确定变形发生显显著变化时时，应及时时增加观测测频率说明：①监测基准准网由基准准点和部分分工作基点点组成，应应半年复测测一次②建筑变形形测量的首首次(即零周期)观测应连续续进行两次次独立观测测，并取观测结结果的中数数作为变形形测量初始始值。3.9.3变形监测方方法静常规大地测测量仪器：经纬纬仪、水准准仪、测距距仪、全站站仪、测量量机器人态变形观测内容：：方向、角角度、距离离、高差方法：边角角测量、交交会法、极极坐标法、、几何水准准测量应用：变形形监测网布布设以及周周期观测监测GPS测量适用范围：：场地滑坡坡三维变形形、大坝和和桥梁水平平位移、地地面沉降特点：精度度高、受外外界干扰小小合成孔径雷雷达干适用范围：：地面形变变监测涉测量方法法特点：覆盖盖范围大，，方便迅速速；成本低低，不需要要建立监测测网；空间间分辨率高高，可获得连续的地地表形变信信息；全天天侯、不受受云层及昼昼夜影响准直测量方方法水平准直-水平基准平平行于监测测物体，测测偏离水平平基准线的的微距离测测量垂直准直-经过基准点点的铅垂线线，偏离垂垂直基准线线微距离测测量液体静力水水准测原理：静止止液面原理理传递高程程，测两点点或多点高高差；量方法特点：无须须通视，实实现自动化化监测适用范围：：建筑物基基础、混凝凝土坝基础础、廊道和和土石坝表表面的垂直直位移观测测特殊监测方方法应变计测量量、倾斜仪仪测量；特特点：过程程简单、容容易实现自自动化观测测和连续监监测、可提供局部变变形3.9.3变形监测方方法动实时动态态GPS测量变方法基准站、流流动站、数数据链测定各种工工程的动态态变形（风振、、日照及动动荷载作用下的的变形）连续性、实实时性、自自动化（电台、网网络）形近景摄影在变形体周周围的稳定定点上安置高精度度数码相机机，对变形体进行行摄影，然然后通过数字摄影影测量处理理获得变形信息可监测不同同形式的变变形，信息量丰富富，可获得得大量数据据；缓慢、快速速或动态的的变形监测量记录各时期期状态，后后续处理方方便；外业工作量量小、效率率高、劳动动强度低；测观测不需接接触被监测测体地面三维激光扫描方法利用地面三三维激光扫扫描系统以一定间间隔对变形形体表面进行扫描描，大量采采集三维坐标数据据（点云数数据），通过去噪、、拟合和建建模，获得变形体体的变形信信息信息全面，，丰富；对变形体非非接触测量量；便于对变形形体进行整整体变形研研究3.9.4变形监测实实施一、变形监监测网布设设1.分级布设：：（1）基准网：：基准点和和工作基点点构成（2）监测网：：部分基准准点、工作作基点和变变形观测点点构成2.观测方法：：（1）水平位移移：三角形形图、导线线网、GPS网、基准线线（2）垂直位移移：环形水水准网3.9.4变形监测实实施2.变形观测分类定义方法数据处理沉降观测测量变形体体在垂直方方向上的位位移水准测量、、液体静力力水准测量、三角高高程测量使用沉降观观测成果绘绘时间-荷载-沉降量曲线线图位移观测测量变形体体在水平方方向上的移移动地面测量方方法、数字字近景摄影测量、GPS测量和特殊殊测量（视准线线、激光准准直）通过水平位位移观测成成果可绘制水平平位移曲线线图倾水平面斜通过测定两两点间的相相对沉降来来确定几何水准测测量、液体体静力水准、倾斜仪仪观垂直面（建筑主通过顶部中中心相对于于底部中心心，或某层中心心相对于下下层中心的的水平位移矢量量投点法、测测水平角法法、前方交会法、激激光铅直仪仪观测、激光位移、、正倒垂线线法测体倾斜）动态变形观观测测量变形体体在日照、、风荷、振振动等动荷载作作用下产生生的变形地面形变观观测地面沉降观观测、地震震形变水准测量、、GPS测量、雷达达干涉测量（（InSAR）3.9.4变形监测实实施一、沉降观观测1.工业与民用用建筑（1）分类：场场地沉降观观测（建筑筑相邻影响响范围内的的相邻地基基沉降和范范围外的场场地地面沉降降）、基坑坑回弹观测测、地基土土分层沉降降观测、建建筑物基础础及建筑本本身的沉降观测（2）时间：基基坑开挖前前进行，贯贯穿于整个个施工过程程，延续到到工程建成成后，直到到沉降现象结束束2.桥梁：桥墩、、桥面、索塔塔沉降观测以以及桥梁两岸岸边坡的沉降降3.混凝土坝：坝坝体、临时围围堰、船闸沉沉降观测一、沉降观测测2.沉降观测方法法：（1）水准测量法法（2）液体静力水水准测量法★原理：利用用液体静力水水准仪（相联结的两容器器中盛有均匀匀液体时，液液体的表面处于于同一水平面面上，利用两两容器内液面的的读数可求得得两观测点间间的高差。hHH(ab)(ab)121122二、位移观测测工业与民用建建筑：支护边边坡、建筑主主体的水平位位移观测桥梁：桥面、、桥梁两岸边边坡的水平位位移观测混凝土水坝：：坝体、临时时围堰、滑坡坡的水平位移移观测位移观测还有有建筑裂缝、、挠度观测位移观测方法法：（1）地面测量方方法（2）近景摄影测测量方法（3）GPS测量方法（4）特殊测量方方法二、位移观测测特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：一、视准线法法★A、B分别为在坝两两端所选定的的基准线端点点。★经纬仪安置置在A点，觇牌安置置在B点，则通过仪器中心的的铅直线与B点处固定标志志中心所构成的铅直平平面P即形成基准线线法中的基准准面。★由经纬仪的的视准面形成成基准面的基基准线法，称之为视准线线法。特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：一、视准线法法1.测小角法：利利用经纬仪精精确测出基准准线与置镜点点到观测点视视线所夹的微微小角度，计算偏移距离离的方法特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：一、视准线法法2.活动觇牌法：：活动觇牌法是是视准线法的的另一种方法法。观测点的位移值是是直接利用安安置于观测点点上的活动觇觇牌（见图14.2.13）直接读数来来测算，活动动觇牌读数尺上最小小分划为1mm，采用游标可可以读数到0.1mm。特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：二、激光准直直法1.激光经纬仪准准直法：（1）测量原理：：采用激光经纬纬仪准直时，，活动觇牌法法中的觇牌是是由中心装有有两个半圆的的硅光电池组成的光电探测器。两个硅光电电池各连接在在检流表上，，如激光束通通过觇牌中心心时，硅光电池左右右两半圆上接接收相同的激激光能量，检检流表指针在在零位。反之之，检流表指指针就偏离零位位。这时，移移动光电探测测器使检流表表指针指零，，即可在读数数尺上读取读读数。为了提高高读数精度，，通常利用游游标卡尺，可可读到0.1mm。当采用螺旋旋测微器时，，可直接读到0.01mm。特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：二、激光准直直法1.激光经纬仪准准直法：（2）观测方法：：①激光经纬仪仪安置在端点点A，在另一端B上安置光电探探测器。将光光电探测器的的读数安置在零零上，调整经经纬仪水平度度盘微动螺旋旋，移动激光光束的方向，，使在B点的光电探测器的的检流表指针针指零。这时时，基准面即即已确定，经经纬仪水平度度盘就不能再再动。②依次在每个个观测点处安安置光电探测测器，将望远远镜的激光束束投射到光电电探测器上，移动光光束探测器，，使检流表指指针指零，就就可以读取每每个观测点相相对于基准面面的偏离值。特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：二、激光准直直法2.波带板激光准准直法：（1）测量原理：：在基准线两两端点A、B分别安置激光光器点光源和和探测器。在在需要测定偏离值值的观测点C上安置波带板板。当激光管管点燃后，激激光器点光源源就会发射出一束激光，，照满波带板板，通过波带带板上不同透透光孔的绕射射光波之间的的相互干涉，，就会在光源和和波带板连线线的延伸方向向线上的某一一位置形成一一个亮点。利利用B端的探测器可以测出出在B端的偏移距离离，由此计算算观测点的偏偏移值。特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：二、激光准直直法2.波带板激光准准直法：S（2）观测点偏移移值计算：BClcCL特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：三、引张线法在坝体廊道内内，利用一根根拉紧的不锈锈钢所建立的基准面来来测定观测点点的偏离值的的引张线法，，可以不受旁折折光的影响。。1.引张线装置组组成：（1）端点：墩座座、夹线装置置、滑轮、垂垂线连接装置及重锤等等部件组成（2）观测点：由由浮托装置、、标尺、保护护箱组成（3）测线（钢丝丝）（4）测线保护管管特殊测量方法法（基准线法法）（补充））：三、引张线法2.引张线读数：：（1）一般用读数数显微镜读数数（2）取钢丝左端端和右端读数数的平均值特殊测量方法法（补充）：：四、正倒垂观观测：1.正垂线观测（1）垂线固定在在建筑物上部部（2）用于建筑物物的挠度和倾倾斜观测（3）主要测定相相对位移特殊测量方法法（补充）：：四、正倒垂观观测：2.倒垂线观测（1）垂线固定基基岩内部（2）用于建筑物物的挠度和倾倾斜观测（3）主要测定绝绝对位移三、倾斜观测测1.相对于水平面面的倾斜（建建筑基础倾斜斜）（1）水准测量方方法（2）液体静力水水准测量法（3）倾斜仪法2.相对于垂直面面的倾斜（建建筑主体）投点法、测水水平角法、前前方交会法激光铅直仪观观测法、激光光位移计法正倒垂线法倾斜观测方法法（补充）：：1.前方交会法（1）布设基线A、B（2）在A、B两点架设经纬纬仪，前方交交会观测角度、计算建筑筑物顶部坐标标（3）前方交会观观测角度、计计算建筑物底底部坐标（4）利用坐标、、计算顶部相相对于底部的的偏移值（5）根据偏移值值和建筑物高高度计算倾斜斜度倾斜观测方法法（补充）：：2.经纬仪投点法法（1）经纬仪架设设在两个相互互垂直的方向向，进行交会投点，将建建筑物向外倾倾斜的一个上上部角点投影影至平地。（2）量取其余下下部角点的倾倾斜位移量、xy则倾斜偏移值值：（3）根据建筑物物高度可以计计算倾斜度四、动态变形监测测动态变形测量量通常是指测测量变形体在在日照、风荷荷、振动等荷荷载作用下而而产生的变形形。变形特点方法精度要求高、、变形周期长长、变形速率率小全站仪自动跟跟踪测量激光测量精度要求低、、变形周期短短、变形速率率大变形频率小时时位移传感器、、加速度传感感器、GPS动态实时差分测量数字近景摄影影测量或经纬纬仪测角前方方交会3.9.4变形监测实施施3.数据处理与分分析观测数据处理理：依据测量误误差理论和统统计检验原理理，对获取观观测数据及时时进行平差计算和处理理，并计算各各种变形量平差计算：基基准点为起算算点，使用严严密平差，剔剔除含有粗差差的观测数据据，确保平差计算所和的的观测数据、、起算数据准准确无误变形监测网平差方法：固定基准的的经典平差（（间接平差））、拟稳点基基准的拟稳平平差、重心基准的秩秩亏自由网平平差平差结束后，，应进行变形分析，建立变形模模型，对引起起变形的原因因做出分析和和解释，对变形的的发展趋势进进行预报3.9.4变形监测实施施3.数据处理与分分析变形物理解释释：任务：确定变变形体的变形形和变形原因因之间的关系系，解释变形形原因。工作：建立变变形量与变形形因子关系的的数学模型，，对模型有的的效性进行检检验和分析方法：统计分析、确定函数法（力学模型分分析）、混合模型法3.9.4变形监测实施施3.数据处理与分分析变形几何分