沉降观测基础知识

1.变形观测概述1.1变形观测发展概况工程建设，已经有数千年的历史了。15世纪初，世界上首次变形观测。19世纪初，人们开始对建筑物变形给以极大关切，一些国家开始对建筑物进行沉陷和水平位移观测，并成立了一些专业的研究机构。我国目前也很重视对大型工程建筑物的变形观测。目前国际、国内变形观测工作对象主要有：工程建筑物（包括高层建筑、工业与民用建筑、桥梁、隧道、水工建筑物、古建筑等）的变形；地壳变形等研究的主要课题有：变形观测方案的优化设计、对观测值的评价和筛选、变形测量结果的几何分析和变形原因的解释等。下面简单介绍一下我国变形观测的发展情况。1）变形观测的方法和手段目前国内变形观测的主要方法仍是常规的大地测量方法：即用经纬仪测角、用测距仪或铟钢尺测距、用精密水准仪测高。二十世纪八十年代以来，新的观测方法不断出现：（1）利用地面摄影测量方法作变形观测。（2）三维变形监测网已用于大坝变形观测。（3）非大地测量方法和一些专用仪器也越来越多地应用在变形观测中。（4）GPS技术在变形观测中的应用。2）变形观测方案的优化设计优化设计的内容包括：控制网的图形、经济指标、精度指标、对已有网的改进等。设计的目标函数有精度、灵敏度、可靠性和经济四个指标。优化设计方法有两种。一是计算机模拟法；二是计算机解析法。3）变形观测的数据处理观测数据的数据量大、种类多、关系复杂。需把这些数据全部存入计算机中，建立变形观测数据库。1.2变形观测的一般问题1）工程建筑物变形观测的意义和目的由于各种因素的影响工程建筑物以及其设备的运营过程中，都会产生变形。这种变形如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和运营期间，必须对它们进行变形观测。一般来讲，建筑物变形主要是由两个方面的原因引起的。一是自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质、水文地质、土壤的物理性质、大气温度等；另一种是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载（如风力、震动等）的作用。此外由于勘测、设计、施工以及运营管理工作做得不合理，也会引起建筑物的变形。工程建筑物的变形按其类型来区分，可以分为相对静态变形和实时动态变形。2）工程建筑物变形观测的内容变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量。如果要求得瞬时变形，则应采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置。变形观测的内容，应根据建筑物的性质与地基情况来定，要求有明确的针对性，既要有重点，又要作全面考虑，以便能够正确反映建筑物的变化情况，达到监视建筑物的安全运营、了解其变形规律的目的。例如：（1）工业与民用建筑物：对于基础而言，主要观测内容是不均匀沉陷。对于建筑物本身来说，则主要是倾斜与裂缝观测。对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等，其主要观测内容是水平位移和垂直位移。对于高大的塔式建筑物和高层房屋，还应观测其瞬时变形、可逆变形和扭转（即实时动态变形）。（2）土工建筑物：以土坝为例，其观测项目主要有水平位移、垂直位移、渗透（浸润线）以及裂缝观测。（3）钢筋混凝土建筑物：以混凝土重力坝为例，其主要观测项目分为：外部变形观测，有垂直位移（从而可以求得基础与坝体的转动）、水平位移（从而可以求得坝体的挠曲）以及伸缩缝的观测。内部变形观测，它一般是利用电学仪器（或其它仪器）进行定期观测。（4）桥梁：其观测项目主要有桥墩沉陷观测、桥墩水平位移观测、桥墩倾斜观测、桥面沉陷观测、大型公路桥梁挠度观测以及桥体裂缝观测等。（5）地表沉降：必须定期地进行观测，掌握其沉降与回升的规律，以便采取防护措施。为了更全面地了解影响工程建筑物变形的原因及其规律，以及有些特种工程建筑物的要求，有时在其勘测阶段就要进行地表变形观测，以研究地层的稳定性。3）变形观测的方法至于工程建筑物变形观测的方法，要根据建筑物的性质、使用情况、观测精度、周围的环境以及对观测的要求来选定。垂直位移：多采用精密水准测量、液体静力水准测量、微水准测量的方法进行观测。水平位移：①对于直线型建筑物，如直线型混凝土坝和土坝，常采用基准线法观测。②对于混凝土坝下游面上的观测点，常采用前方交会法。③对于曲线型建筑物，如拱坝，可根据在廊道内布设的观测点，采用导线测量的方法。④对于拱坝顶部和下游面上的观测点，也可采用前方交会的方法。混凝土坝挠度的观测，一般都是通过竖井以不锈钢丝悬挂的重锤线（通常称为正锤线），在一定的高程面上设置观测点，用坐标仪观测钢丝的位置，从而算得坝体的挠曲程度。坝体和基础的倾斜或者转动，可在横向廊道内用倾斜仪观测，或采用液体静力水准测量，也可以用精密水准测量的方法，测定高差后再计算其转动角。裂缝（或伸缩缝）观测则使用测缝计或根据其它的观测结果进行计算。对于工业与民用建筑物、地表变形观测，也可采用地面摄影测量的方法测定其变形。4）变形分析概述通过变形观测取得第一手的资料，可以监视工程建筑物的状态变化和工作情况，在发现不正常现象时，应及时分析原因，采取措施，防止事故发生；并改善运营方式，以保证安全。所以说，变形观测是工程管理工作的耳目。其次，通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测，分析研究，可以验证地基与基础的计算方法、工程结构的设计方法，对不同的地基与工程结构规定合理的允许沉陷与变形数值，为工程建筑物的设计、施工、管理和科学研究工作提供资料。为了达到上述各项目的，从建筑物开始施工就进行观测，一直持续到变形终止。5）建筑物变形观测的精度见表1-1～表1-3。表1-1建筑变形测量的等级及其精度要求变形测量等级沉降观测位移观测适用范围观测点测站高差中误差观测点坐标中误差特级±0.05mm±0.3mm特高精度要求的特特种精密工程程和重要科研研项目变形观观测一级±0.15mm±1.0mm高精度要求的大型型建筑物和科科研项目变形形观测二级±0.50mm±3.0mm中等精度要求的建建筑物和科研研项目变形观观测；重要建建筑物主体倾倾斜观测、场场地滑坡观测测三级±1.50mm±10.0mm低精度要求的建筑筑物变形观测测；一般建筑筑物主体倾斜斜观测、场地地滑坡观测注：①观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量观测相邻观测点相对高差中误差；②观测点坐标中误差，系指观测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差、坐标差中误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误差、建筑物（或构件）相对底部定点的水平位移分量中误差。表1-2最终沉降量之观测中误差的要求序号观测项目或观测目目的观测中误差的要求求1绝对沉降（如沉降降量、平均沉沉降量等）①对于一般精度要求求的工程，可可按低、中、高高压缩性地基基土的类别，分分别选±0.5mmm、±1.0mmm、±2.5mmm；②对于特高精精度要求的工工程可按地基基条件，结合合经验与分析析具体确定。2（1）相对沉降（如沉降降差、基础倾倾斜、局部倾倾斜等）（2）局部地基沉降（如如基坑回弹、地地基土分层沉沉降）以及膨膨胀土地基变变形不应超过其变形允允许值的1//20。3建筑物整体性变形形（如工程设设施的整体垂垂直挠曲等）不应超过允许垂直直偏差的1//10。4结构段变形（如平平置构件挠度度等）不应超过变形允许许值的1/66。5科研项目变形量的的观测可视所需提高观测测精度的程度度，将上列各各项观测中误误差乘以1//5～1/2系数后后采用。表1-3最终位移量之观测中误差的要求序号观测项目或观测目目的观测中误差的要求求1绝对位移（如建筑筑物基础水平平位移、滑坡坡位移等）通常难以给定位移移允许值，可可直接由表1-1选取精度等等级。2（1）相对位移（如基础础的位移差、转转动挠曲等）（2）局部地基位移（如如受基础施工工影响的位移移、挡土设施施位移等）不应超过其变形允允许值分量的的1/20（分分量值按变形形允许值的11/采用，下下同）。3建筑物整体性变形形（如建筑物物的顶部水平平位移、全高高垂直度偏差差、工程设施施水平轴线偏偏差等）不应超过其变形允允许值分量的的1/10。4结构段变形（如高高层建筑层间间相对位移、竖竖直构件的挠挠度、垂直偏偏差等）不应超过其变形允允许值分量的的1/6。5科研项目变形量的的观测可视所需提高观测测精度的程度度，将上列各各项观测中误误差乘以1//5～1/2系数后后采用。6）建筑沉降观测的等级划分及其精度要求1.建筑沉降观测的等级划分及其精度要求见表1-4表1-4建筑物沉降观测的等级及其精度要求变形观测等级观测点测站高差中中误差(mm)适用范围特级±0.05特高精度要求的特特种精密工程程和重要科研研项目变形观观测一级±0.15高精度要求的大型型建筑物和科科研项目变形形观测二级±0.50中等精度要求的建建筑物和科研研项目变形观观测；重要建建筑物主体倾倾斜观测、场场地滑坡观测测三级±1.50低精度要求的建筑筑物变形观测测；一般建筑筑物主体倾斜斜观测、场地地滑坡观测注：=1\*GB3①观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量相临观测点相对高差中误差；=2\*GB3②沉降水准测量闭合差要求：一级小于0.3mm，二级小于1.0mm（其中n为测站数）检测依据《建筑变形测量规范》JGJ8-2007《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑物沉降观测方法》DGJ32/J18-2006《工程测量规范》GB50026-20072.变形测量的精度等级确定原则对一个实际工程，变形测量的精度等级应先根据各类建（构）筑物的变形允许值按表1-2和表1-3的规定进行估算，然后按以下原则确定：（1）当仅给定单一变形允许值时，应按所估算的观测点精度选择相应的精度等级；（2）当给定多个同类型变形允许值时，应分别估算观测点精度，并应根据其中最高精度选择相应的精度等级；（3）当估算出的观测点精度低于表1-1中三级精度的要求时，宜采用三级精度；（4）对于未规定或难以规定变形允许值的观测项目，可根据设计、施工的原则要求，参考同类或类似项目的经验，对照表1-1的规定，选取适宜的精度等级。7）建筑物变形观测的频率在施工过程中，频率应大些，一般有三天、七天、半月三种周期，到了竣工投产以后，频率可小一些，一般有一个月、两个月、三个月、半年及一年等不同的周期。在施工期间也可以按荷载增加的过程进行观测，即从观测点埋设稳定后进行第一次观测，当荷载增加到25％时观测一次，以后每增加15％观测一次。竣工后，一般第一年观测四次，第二年观测两次，以后每年一次。在掌握了一定的规律或者变形稳定后，可减少观测次数。这种根据日历计划（或荷载增加量）进行的变形观测称为正常情况下的系统观测。1.3沉降观测中的几个概念1）沉降观测的几个主要参数和基本概念：1.高程的概念绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，也称“海拔”。相对高程：当采用绝对高程有困难时，可采用假定的水准面作为起算高程的基准面，地面点到假定水准面的铅垂距离，称为相对高程。设计高程：工程设计人员在施工图中明确给出该单位工程的±0.000相当于绝对高程值，这个确定的绝对高程值叫设计高程，也叫设计标高。建筑标高：在工程设计中，每一个独立的单位工程都有它自身的高度起算面，一般取首层室内地坪高度为±0.000，单位工程本身各部位的高度都是以±0.000为起算面算起的相对标高，称为建筑标高。高差：两个地面点之间的高程差称为高差。2.水准点（BM）：水准点有永久性和临时性两种。由测绘部门按国家规范埋设和测定的已知高程的固定点，作为在其附近进行水准测量时的高程依据，叫永久水准点。2）沉降观测的几个误差的概念：系统误差：相同观测条件下对某一量进行一系列观测，若误差的出现在符号和数值上均相同，或按一定规律变化，这种误差称为系统误差。偶然误差：相同观测条件下对某一量进行一系列观测，若误差出现的符号和数值大小均不一致，表面上没有规律，这种误差称为偶然误差。中误差（均方误差）m：数理统计学中叫标准差，在一组观测条件相同的观测值中，各观测值与真值之差叫做真误差，以Δi表示，观测次数为n，则表示该组观测值的中误差（均方误差）m的计算式为：式中m值小即表示观测精度较好，反之表示观测精度差。允许误差：又称极限误差或限差，是指在一定观测条件下偶然误差绝对值不应超过的限值。是区分观测成果是否合格的界限。在测量中常取2~3倍中误差作为允许误差。闭合差：由一个已知高程点起，按一个环线向施工现场各欲求高程点引测后，又闭合回到起始的已知高程点，各段高差的总和即为闭合差。平差：在水准路线上有若干个待求高程点，如果测得误差在允许范围内，则认为各测站产生的误差是相等的，对闭合差要按测站数成正比例反符号分配，即对高差进行改正使闭合差等于零。该调整过程即为平差。图1-1TC2003全站仪图1-1TC2003全站仪1.4高精度的变形观测仪器1）精密角度测量仪器－TC2003全站仪TC2003全站仪是瑞士徕卡（Leica）公司生产的，其外貌如图1-1所示。整个仪器的结构可分成三大部分，即测角系统、测距系统、测量数据处理系统。这三部分系统的功能的执行和控制，由附设在仪器内的电子控制主板、存储卡板和马达控制板来完成。为实现高精度的测量，TC2003全站仪采用了有别于其它全站仪的许多独特先进技术，这些技术在进一步提高全站仪的性能和品质方面，发挥了十分有效的作用。此外，发展了“开放的测量世界(OSW)”的新理念，即通过使用统一标准的数据记录介质、接口和数据格式，把测量和数据处理系统有机地结合起来，为仪器的互相兼容、数据的共享，创造了条件。TC2003全站仪在电子测角中，采用动态角度扫描系统，与其他测角系统相比，这是一个重大突破。这种动态角度扫描系统可彻底消除度盘的分划误差和偏心误差，极大地提高了测角精度。另外，测量仪器的竖轴倾斜误差，不能采用盘左、盘右取平均的方法加以消除，因此，TC2003附设有一些液体补偿器，在仪器粗略整平后，可以精确测出距严格整平时的偏离值，按相应计算公式对所测值进行改正，从而获得准确的测值。TC2003全站仪的测距标称精度为（1mm＋1ppm×D），测角精度为0.5。它是目前世界上精度最高的全站仪之一，多用于精度要求很高的精密工程测量和变形测量。图1-2徕卡自动变形监测系统对九龙南线工程高速铁路做连续沉降监测2）精密长度测量仪器－ME3000测距仪在变形观测中，对距离测量的精度要求较高，同时，待测距离有长短，依靠传统的仪器和手段已有不足，下面介绍一种精密长度测量仪器－ME3000测距仪。ME3000是瑞士克恩厂生产的高精度光电测距仪，其测程为3km，标称精度为±（0.2mm＋1.0ppm×D），目前已广泛用于大地变形和工程变形观测以及其它高精度测距工作。由于这种仪器具有优越的性能，因此几乎取代了常规的铟瓦尺的基线丈量。图1-3ME3000测距仪图1-3ME3000测距仪ME3000采用氙气放电管发射的光作为光源，放电管每秒产生100次持续1μs的闪光，其有效光谱长λ＝0.435μm，介乎可见光的绿蓝光之间。测距调制脉冲信号由微波谐振器产生，脉冲宽度为40μs，其调制频率高达500MHZ，相当于精测尺长度U＝λ/α＝0.30m，由于采用了精密的可变光路移相系统，其分辨能力为0.06mm，仪器最后显示距离到0.1mm。ME3000的仪器外形如图1-3所示，主机通过支架与基座联结，可架设在测点的脚架或观测墩上，右侧的小望远镜用以照准目标。具体操作和注意事项请参阅ME3000使用说明书。图1-4Ni002自动安平水准仪3）精密高差测量仪器－Ni002自动安平水准仪图1-4Ni002自动安平水准仪Ni002的外形如图1-4所示，这种仪器的左右两侧都安置有调焦螺旋、测微螺旋和水平微动螺旋，但却没有水平方向的制动设备。其目镜可以在仪器上沿水平方向旋转，这样，观测员不必移动观测位置，就可照准不同方向上的水准尺。这些特点，使得Ni002对作业环境具有很强的适应能力。Ni002的测微器，是使物镜在与视线严格成垂直的直线导轨中移动，视线作平移而达到测微的目的。测微量测范围为5mm，可配合分格为5mm的铟瓦水准尺作业。当仪器倾斜时，平面反射镜可以自由摆动，最终静止在垂直位置上。这样可使来自水平方向的光线经平面反射摆镜的反射正确投射在十字丝分划板上，也就是将水平视线在水准标尺上读数的分划数构象在十字丝的分划板上。在目镜视场中可以读取水准尺和测微器分划读数，同时还可以看到圆水准气泡的影像。4）徕卡HDSHDS是HighDefinitionSurveying（高清晰测量）的缩写，是瑞士徕卡测量系统对三维激光扫描技术的重新定义。徕卡HDS3000型三维激光扫描仪是HDS产品家族中的旗舰产品，应用于工程扫描领域，可以高清晰高密度地获得物体的外形数据。三维激光扫描技术是一项崭新的测量技术，可以毫不夸张的讲，它的应用范围只受工程师想象力的限制。徕卡HDS系统提交给用户的最终产品有两种：一是二维的平面成果。比如建筑物的平面图、立面图、船体的线形数据等；二是三维成果，比如飞机的三维模型、地面的三维表面模型等等。5）GPS技术徕卡公司率先于1999年承建了世界上第一个采用GPS技术用于大桥监测的项目—香港青马大桥。之后又在山东黄河大桥、江阴大桥等采用徕卡公司的软硬技术进行GPS大桥健康结构监测。图1-6徕卡最新Spider中心化RTK概念在江阴长江大桥GPS三维位移监测中的应用6）精密水准仪仪器精度要求：沉降观测精度宜采用=2\*ROMANII级水准测量的要求，应使用DS05或DS1级精密水准仪和铟钢水准尺进行。水准仪的i角不得大于15″、补偿式自动安平水准仪的补偿误差Δa绝对值不得大于0.2″。表4-21DS05、DS1级精密水准仪的技术参数技术参数项目水准仪型号DS05DS1每千米往返平均高高差中误差≤0.5mm/kmm≤1mm/km望远镜放大倍率≥40倍≥40倍望远镜有效孔径（mm）≥60≥50管状水准器格值10″/2mm10″/2mm测微器有效量测范范围（mm）55测微器最小分格值值（mm）0.050.05精密水准仪的检验与校正：=1\*GB3①使用方法安平：安平方法与普通水准仪大致相同。不过此仪器长水准灵敏度极高，气泡动荡静止较慢，应注意将脚架安踏牢固，安平时先使圆水准大致居中，为了尽量提高视线，减少地面折光影响，仪器架应尽量架高。再瞄准水准尺之后，用微倾螺旋做精确居中，此时只需稍微转动一下即可。螺旋转动的方向与气泡像相对移动方向是一致的。读尺：精密水准仪配有铟钢水准尺，尺面分左右两条刻划的起点数值不同，测量时两尺都要读数，彼此校对。尺上每小格1cm，每两格注一字，由尺上直接读至cm，零碎读数由光学测微计直读至0.1mm，估读至0.01mm，在瞄准后，转动测微计螺旋，尺像随之上下移动，使横线一端的锲形夹线刚好夹住尺上记得划线。如图1-7右尺（或称主尺）读数为133cm，测微读数为0.064cm，此主尺读数为133.064cm。然后进行左尺（或称副尺）读数，每一相同高度主副尺读数总是相差301.550cm，由此可以核对读数。←←大读数13343413413243601→小读数064（a）基尺读数：133064←大读数43413043243443613213467→小读数618（b）辅尺读数：434618图1-7DS1精密水准仪的读数方法=2\*GB3②校正圆气泡的校正目的：使圆气泡轴线垂直，以便安平。校正方法：用长水准管使纵轴确切垂直，然后校正之，使圆气泡居中，其步骤如下：拨转望远镜使之垂直于一对水平螺旋，用圆气泡粗略安平，再用微倾螺旋使长水准气泡居中微倾螺旋之读数，拨转仪器180°，倘气泡偏差，仍用微倾螺旋安平，又得一读数，旋转微倾螺旋至两读数之平均数。此时长水准轴线已与纵轴垂直。接着再用水平螺旋安平长水准管气泡居中，则纵轴即垂直。转动望远镜至任何位置气泡像符合差不大于1mm。纵轴既已旋得过紧，以免损坏水准盒。微倾螺旋上刻度指标差的改正上述进行使长水准管与纵轴垂直的步骤中，曾得到微倾螺旋两读数之平均数，当微倾螺旋对准此数时，则长水准管轴线应与纵轴垂直，此数本应为零，倘不对零线，则有指标差，可将微倾螺旋外面周围三个小螺旋各松开半转，轻轻旋动螺旋头至指标恰指“0”线为止，然后重新旋紧小螺旋。在进行此项工作时，长水准管必须始终保持居中，即气泡保持符合状态。长水准的校正目的：是使水准管轴平行于视准轴（即无交叉误差）。检验：安平仪器后，在距仪器约50m处竖立一水准尺。水准仪三个脚螺旋的位置如图9-6所示，其中两脚螺旋的连线与仪器至水准尺的连线相垂直。将仪器整平，使水准管气泡严格居中，用横丝的中心部位在尺上读数。然后将两个脚螺旋相对的旋转1～2整周，使水准仪向另一侧倾斜，此时横丝所对尺上读数必已变动，旋转微倾螺旋，使十字丝交点处读数保持不变，查看气泡是否偏离中心，如有偏离，记住气泡偏离中心的方向（如偏向目镜端或物镜端）。使脚螺旋恢复原来位置，并旋转微倾螺旋使气泡居中，此时横丝所对尺上读数仍为原来数值。然后再以前次相反的方向旋转脚螺旋1～2整周。使水准仪向另一侧倾斜，同时旋转微倾螺旋保持十字丝交点处读数不变，再查看气泡有无偏离中心现象，或偏离哪一端。如通过两次检查，气泡始终居中或仅偏于同一端，说明水准轴与视准轴平行。若气泡一次偏于目镜端而另一次偏于物镜端，则说明此项条件不满足，即有交叉误差的存在。校正：用水准管上左右两校正螺旋一松一紧使气泡居中。此项检验与校正要重复进行，直至满足条件。环境要求（1）应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。晴天观测时，应用测伞为仪器遮蔽阳光。（2）观测工作开始前15分钟须将水准仪安装好置于露天阴影下，使仪器温度与大气温度相同。2.沉降观测2.1沉降观测概述1）沉降观测的目的监测建筑物在垂直方向上的位移（沉降），以确保建筑物及其周围环境的安全。建筑物沉降观测应测定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。2）沉降产生的主要原因（1）自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度、土壤的物理性质等；（2）与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载（如风力、震动等）的作用。3）沉降观测原理定期地测量观测点相对于稳定的水准点的高差以计算观测点的高程，并将不同时间所得同一观测点的高程加以比较，从而得出观测点在该时间段内的沉降量：式中：i表示观测点点号；j表示观测期数。4）沉降观测点的布置沉降观测点的布置，应以能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定。点位宜选设在下列位置：（1）建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上；（2）高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧；（3）建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处；（4）宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点；（5）邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处；（6）框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点；（7）片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置；（8）重型设备基础和和动力设备基基础的四角、基基础型式或埋埋深改变处以以及地质条件件变化处两侧侧；（9）电视塔、烟囱、水水塔、油罐、炼炼油塔、高炉炉等高耸建筑筑物，沿周边边在与基础轴轴线相交的对对称位置上布布点，点数不不少于4个。5）沉降观测点的埋设设沉降观测的标志，可可根据不同的的建筑结构类类型和建筑材材料，采用墙墙（柱）标志志、基础标志志和隐蔽式标标志（用于宾宾馆等高级建建筑物）等型型式。各类标标志的立尺部部位应加工成成半球形或有有明显的突出出点，并涂上上防腐剂。标标志的埋设位位置应避开如如雨水管、窗窗台线、暖气气片暖水管、电电气开关等有有碍设标与观观测的障碍物物，并应视立立尺需要离开开墙（柱）面面和地面一定定距离。普通通观测点的埋埋设图2-1普通观测点点的埋设见图2-1，隐蔽式沉沉降观测点标标志的型式见见图2-2。（a）窨井式标志（b）盒式标志（c）螺栓式标标志图2-2隐蔽式式沉降观测点点标志6）观测精度要求（1）先根据表8-22，确定最终终沉降量观测测中误差；（2）再以最终沉降量量观测中误差差估算单位权权中误差，估估算公式为：：（2-1）（2-2）式中ms为沉降量ss的观测中误误差（mm）；m△s为沉降差△s的观测中误误差（mm）；QH为网中最弱弱观测点高程程（H）的权倒数数；Qh为网中待求求观测点间高高差（h）的权倒数数。（3）求出观测值测站站高差中误差差后，根据表表8-1的规定选择择测量的精度度等级。7）观测周期沉降观测的周期和和观测时间，可可按下列要求求并结合具体体情况确定：：（1）建筑物施工阶段的的观测，应随随施工进度及及时进行。一一般建筑，可可在基础完工工后或地下室室砌完后开始始观测，大型型、高层建筑筑，可在基础础垫层或基础础底部完成后后开始观测。观观测次数与间间隔时间应视视地基与加载载情况而定。民民用建筑可每每加高1～2层观测一次次；工业建筑筑可按不同施施工阶段（如如回填基坑、安安装柱子和屋屋架、砌筑墙墙体、设备安安装等）分别别进行观测。如如建筑物均匀匀增高，应至至少在增加荷荷载的25%%、50%、75%和100%时各各测一次。施施工过程中如如暂时停工，在在停工时及重重新开工时应应各观测一次次。停工期间间，可每隔22～3个月观测一一次。（2）建筑物使用阶段的的观测次数，应应视地基土类类型和沉降速速度大小而定定。除有特殊殊要求者外，一一般情况下，要要在第一年观观测3～4次，第二年年观测2～3次，第三年年后每年1次，直至稳稳定为止。观观测期限一般般不少于如下下规定：砂土土地基2年，膨胀土土地基3年，粘土地地基5年，软土地地基10年。（3）在观测过程中，如如有基础附近近地面荷载突突然增减、基基础四周大量量积水、长时时间边疆降雨雨等情况，均均应及时增加加观测次数。当当建筑物突然然发生大量沉沉降、不均匀匀沉降或严重重裂缝时，应应立即进行几几天一次、或或逐日、或一一天几次的连连续观测。（4）沉降是否进入稳稳定阶段，有有几种方法进进行判断：①根据沉降量与时间间关系曲线来来判定；②对重点观测和科研研观测工程，若若最后三期观观测中，每期期沉降量均不不大于倍测量量中误差，则则可认为已进进入稳定阶段段；③对于一般观测工程程，若沉降速速度小于0..01～0.04mmm/d，可认为为已进入稳定定阶段，具体体取值宜根据据各地区地基基土的压缩性性确定。8）沉降观测的工作作方式“分级观测”方式。将将沉降观测的的布点分为三三级：水准基基点、工作基基点和沉降观观测点，图2-3为大坝沉降降观测的测点点布置图。图2-3大坝沉沉降观测的测测点布置图沉降观测分两级进进行：（1）水准基点——工作基点；；（2）工作基点——沉降观测点点。如果建筑物施工场场地不大，则则可不必分级级观测，但水水准点应至少少布设3个，并选择择其中最稳定定的一个点作作为水准基点点。水准点的的稳定性判断断见第13章第节。9）提交成果（1）沉降观测成果表表；（2）沉降观测点位分分布图及各周周期沉降展开开图；（3）u—t—s（沉降速度、时间间、沉降量）曲曲线图；（4）p—t—s（荷载、时间、沉沉降量）曲线线图（视需要要提交）；（5）建筑物等沉降曲曲线图（如观观测点数量较较少可不提交交）；（6）沉降观测分析报报告。2.2高程控控制测量1）高程控制的网点布布设要求（1）对于建筑物较少少的测区，宜宜将控制点连连同观测点按按单一层次布布设；对于建建筑物较多且且分散的大测测区，宜按两两个层次布网网，即由控制制点组成控制制网、观测点点与所联测的的控制点组成成扩展网。（2）控制网应布设为为闭合环、结结点网或附合合高程路线。扩扩展网亦应布布设为闭合或或附合高程路路线。（3）每一测区的水准准基点不应少少于3个；对于小测测区，当确认认点位稳定可可靠时可少于于3个，但连同同工作基点不不得少于3个。水准基基点的标石，应应埋设在基岩岩层或原状土土层中。在建建筑区内，点点位与邻近建建筑物的距离离应大于建筑筑物基础最大大宽度的2倍，其标石石埋深应大于于邻近建筑物物基础的深度度。在建筑物物内部的点位位，其标石埋埋深应大于地地基土压缩层层的深度。（4）工作基点与联系系点布设的位位置应视构网网需要确定。作作为工作基点点的水准点位位置与邻近建建筑物的距离离不得小于建建筑物基础深深度的1.5～2.0倍。工作基点点与联系点也也可在稳定的的永久性建筑筑物墙体或基基础上设置。（5）各类水准点应避避开交通干道道、地下管线线、仓库堆栈栈、水源地、河河岸、松软填填土、滑坡地地段、机器振振动区以及其其它能使标石石、标志易遭遭腐蚀和破坏坏的地点。2）高程测量精度等等级和方法的的确定（1）测量精度的确定定先根据表1-2，确确定最终沉降降量观测中误误差；再根据据公式（2-1）或公式（2-2）估算单位位权中误差；；最后根据与与表8-1的规定选择择高程测量的的精度等级。（2）测量方法的确定定高程控制测量宜采采用几何水准准测量方法。当当测量点间的的高差较大且且精度要求较较低时，亦可可采用短视线线光电测距三三角高程测量量方法。3）几何水准测量的的技术要求（见见表2-1、表2-2和表2-3）表2-1仪器精精度要求和观观测方法变形测量等级仪器型号水准尺观测方法仪器i角要求特级DSZ05或DS05铟瓦合金标尺光学测微法≤10一级DSZ05或DS05铟瓦合金标尺光学测微法≤15二级DS05或DDS1铟瓦合金标尺光学测微法≤15三级DS1铟瓦合金标尺光学测微法≤20DS3木质标尺中丝读数法注：光学测微法和和中丝读数法法的每测站观观测顺序和方方法，应按现现行国家水准准测量规范的的有关规定执执行。表2-2水准观观测的技术指指标等级视线长度前后视距差前后视距累积差视线高度特级≤10m≤0.3m≤0.5m≥0.5m一级≤30m≤0.7m≤1.0m≥0.3m二级≤50m≤2.0m≤3.0m≥0.2m三级≤75m≤5.0m≤8.0m三丝能读数表2-3水准观观测的限差要要求（单位：：mm）等级基辅分划(黑红面面)读数之差基辅分划(黑红面面)所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差检测已测测段高差差之差特级0.150.2≤≤0.07≤0.15一级0.30.5≤0.3≤0.2≤0.45二级0.50.7≤1.0≤0.7≤1.5三级光学测微法1.01.5≤3.0≤2.0≤4.5中丝读数法2.03.0注：n为测站数。2.3基准点观观测现以大坝变形观测测为例，介绍绍沉降观测分分级观测的具具体实施过程程。首先介绍绍基准点观测测，其后介绍绍沉降点观测测。1）观测内容采用精密几何水准准测量方法测测量水准基点点与工作基点点之间的高差差，水准路线线宜构成闭合合形式。2）观测周期基准点观测的周期期一般为1年或半年，即即1年观测1次或1年观测2次。3）精度要求精度要求为：每公公里水准测量量高差中数的的中误差不大大于0.5mmm。即：式中：为各测段往往返测高差之之差值；为测段数；；为各测段的的权值；为各各测段水准路路线长度，以以km为单位。4）观测方法采用国家一等水准准测量方法，或或参考表1-1，变形测量量等级取“特级”或“一级”。5）具体措施(1)观测前，仪仪器、标尺应应晾置30分钟以上，以以使其与作业业环境相适应应；(2)各期观测应应固定仪器、固固定标尺和固固定观测人员员；(3)各期观测应应固定仪器位位置，即安置置水准仪时要要对中；(4)读数基辅差差互差0.115mm（特特级），或00.30mmm（一级）。2.4沉降点观观测1）观测内容采用精密几何水准准测量方法测测量工作基点点与沉降观测测点之间的高高差，水准路路线多构成闭闭合形式，或或在多个工作作基点之间构构成附合形式式。2）观测周期不同建筑物沉降观观测的周期和和观测时间，可可根据建筑物物本身的具体体要求并结合合具体情况确确定。大坝变变形观测是长长期的，沉降降观测的周期期一般为30天，即每月月观测1次。3）精度要求大坝沉降观测最弱弱点沉降量的的测量中误差差应满足1mmm的精度要要求。即：4）观测方法采用国家二等水准准测量方法，或或参考表8-1，变形测量量等级取“一级”或“二级”。5）具体措施大坝沉降观测大部部分观测是在在大坝廊道内内进行的，有有的廊道净空空高度偏小，作作业不便，有有的廊道（如如基础廊道）高高低不平，坡坡度变化大，视视线长度受限限制，给精密密水准测量带带来了很大困困难。为了保保证精度，除除执行国家规规范的有关规规定外，还根根据生产单位位的作业经验验，对沉降观观测补充如下下具体措施：：(1)每次观测前前（包括进出出廊道前后），仪仪器、标尺应应晾置30分钟以上；；(2)各期观测要固定仪仪器、固定标标尺和固定观观测人员；(3)设置固定的架镜点点和立尺点，使使每次往返测测量能在同一一线路上进行行；(4)仪器至标尺的距离离不宜超过440m，每站站的前后视距距差不宜大于于0.7m，前前后视距累积积差不宜大于于1.0m，基基辅差误差不不得超过0..30mm（一一级），或00.50mmm（二级）；；(5)在廊道内观测时，要要用手电筒以以增强照明。2.5液体静力力水准测量1）测量原理如图2-4所示，在两两个完全相同同的连通容器器中充满液体体，当液体完完全静止后，两两个连通管容容器内的液面面位于同一大大地水准面上上。由图2-4可知，容器器底部的C点和D点的高差为为：图2-4液体静静力水准测量量原理要直接精密地量测测出液面离容容器底部的高高度h1和h2之值是不容容易的。在实实际工作中利利用传感器来来进行此项测测量，工作极极为方便且精精度很高。假假定传感器I和II的零位距离离容器底部分分别为a1和a2，传感器测测得两容器内内液面的高度度分别为b1和b2，则C点和D点之间的高高差就可以写写成：以上就是液体静力力水准测量的的原理。2）测量仪器图2-5是用目视法法读数的最简简单的仪器。观观测头的玻璃璃管②固定在木夹夹板③上，两玻璃璃管用软管连连接起来。通通常用水作为为充填液体。在在观测头的下下部有龙头⑤，它是要将将仪器搬运至至下一站时截截断液体用的的。在玻璃管管上刻有分划划，可直接根根据弯月形液液面进行读数数。玻璃管下下面有底座，可可放到观测点点①上，并根据据圆水准④安置到工作作位置。这种种类型的仪器器进行水准测测量的精度为为1mm，仅用用来作较低精精度的测量。现在大多采用自动动化的遥测仪仪器，这种仪仪器通过电传传感器来测定定液图2-5液体静静力水准仪面高度的变变化，其精度度可达0.001mm。3）测量注意事项：：（1）观测前向连通管管内充水时，不不得将空气带带入，可采用用自然压力排排气充水法或或人工排气充充水法进行充充水；（2）连通管应平放在在地面上，当当通过障碍物物时，应防止止连通管在垂垂直方向出现现Ω形而形成滞滞气“死角”；连通管任任何一段的高高度都应低于于蓄水罐底部部，但最低不不宜低于200cm；（3）观测时间应选在在气温最稳定定的时段，观观测读数应在在液体完全呈呈静态下进行行；（4）测站上安置仪器器的接触面应应清洁、无灰灰尘杂物。仪仪器对中误差差不应大于22mm，倾斜斜面度不应大大于10′；使用固定定式仪器时，应应有校验安装装面的装置，校校验误差不应应大于±0.05mmm；（5）宜采用两台仪器器对向观测；；条件不具备备时，亦可采采用一台仪器器往返观测；；每次观测，可可取2～3个读数的中中数作为一次次观测值；读读数较差限值值，视读数设设备精度而定定，一般为00.02～0.04mmm。4）测量特点液体静力水准测量量的优点是精精度高，可遥遥测实现自动动化，在危险险之处仍可测测量等；缺点点是仪器须固固定，操作不不灵活，作业业效率低。2.6沉降观测测数据处理1）观测资料的整理理（1）校核：校核各项项原始记录，检检查各次变形形观测值的计计算有否错误误；（2）填表：对各种变变形值按时间间逐点填写观观测数值表；；（3）绘图：绘制各种种变形过程线线，建筑物变变形分布图等等。2）观测结果与结果果判定1.观测工作结束后，应应提交下列成成果：（1）沉降观测数据表表；（2）沉降观测点位分分布图及各周周期沉降展开开图；（3）v-t-s（沉降降速度、时间间、沉降量）曲曲线图；（4）p-t-s（荷载载、时间、沉沉降量）曲线线图（视需要要提交）；（5）建筑物等沉降曲曲线图（如观观测点数量较较少可不提交交）；（6）沉降观测分析报报告。2.根据沉降量与时间间关系曲线判判定沉降是否否进入稳定阶阶段。对重点点观测和科研研观测工程，若若最后三个周周期观测中每每周期沉降量量不大于倍测测量中误差可可认为已经进进入稳定阶段段。一般观测测工程，若沉沉降速度小于于0.01～0.04mmm/d，可认为已已经进入稳定定阶段，具体体取值宜根据据各地区地基基土的压缩性性确定。3）沉降观测实例1.概况某住宅楼为三层结结构，施工期期间需对该楼楼进行六次沉沉降观测，布布设沉降观测测点共6个，具体点点位布置见下下图：图2-6某住宅楼沉沉降观测点布布置施示意图图2.检测仪器：DDS1精密水准仪仪；2m精密铟钢水准尺（2根）。3.现场观测此次沉降观测采用用两次仪器高高法进行观测测；现场观测测时，整个观观测过程为一一闭合水准路路线；受现场场条件限制时时，可使用适适当的转点进进行观测。4.原始记录整理每次观测结束后，应应及时计算出出每次观测后后各个测点的的相对高程，同同时计算出各各个测点的本本次沉降量和和累计沉降量量。计算如下下：本次沉降＝本次高高程—上次高程累计沉降＝本次高高程—首次高程六次沉降观测汇总总结果见表2-4表2-4沉降观观测数据表观测点第1次第2次第3次第4次第5次第6次沉降量mm沉降量mm沉降量mm沉降量mm沉降量mm沉降量mm本次累计本次累计本次累计本次累计本次累计本次累计10.000.002.082.082.034.111.655.760.836.590.356.9420.000.001.571.570.514.081.475.550.696.240.226.4630.000.001.831.832.554.381.615.990.636.620.206.8240.000.001.361.362.764.122.126.240.756.990.317.3050.000.001.511.512.153.661.905.560.586.140.276.4160.000.001.701.701.913.611.825.430.606.030.166.195.观测结果总结（1）沉降量－时间曲曲线图（s-t）取1＃测点、2＃测点点、4＃测点、6＃测点为例例，沉降量－－时间曲线图图如下所示：：图2-7沉降量－时时间曲线图（2）沉降速率－时间间曲线图（v-t）取1＃测点、2＃测点点、4＃测点、6＃测点为例例，沉降速率率－时间曲线线图如下所示示：图2-8沉降速率率－时间曲线线图从沉降观测成果中中可得，自22004年03月01日～2004年05月16日，该楼的平平均沉降量为为6.69mmm，最大沉沉降量为4＃测点7.330mm，最最小沉降量为为6＃测点6.119mm。最最近一次平均均沉降速率为为0.01668mm/d，其中最近近一次最大沉沉降速率为1＃测点，最最大值为0..0233mmm/d。4）沉降观测中常遇遇到的问题及及其处理(1)曲线在首首次观测后即即发生回升现现象在第二次次观测时即发发现曲线上升升，至第三次次后，曲线又又逐渐下降。发发生此种现象象，一般都是是由于首次观观测成果存在在较大误差所所引起的。此此时，如周期期较短，可将将第一次观测测成果作废，而而采用第二次次观测成果作作为首测成果果。因此，为为避免发生此此类现象，编编者建议首次次观测应适当当提高测量精精度，认真施施测，或进行行两次观测，以以资比较，确确保首次观测测成果可靠。(2)曲线在中中间某点突然然回升发生此种现象的原原因，多半是是因为水准基基点或沉降观观测点被碰所所致，如水准准基点被压低低，或沉降观观测点被撬高高，此时，应应仔细检查水水准基点和沉沉降观测点的的外形有无损损伤。如果众众多沉降观测测点出现此种种现象，则水水准基点被压压低的可能性性很大，此时时可改用其它它水准点作为为水准基点来来继续观测，并并再埋设新水水准点，以保保证水准点个个数不少于三三个；如果只只有一个沉降降观测点出现现此种现象，则则多半是该点点被撬高（如如果采用隐蔽蔽式沉降观测测点，则不会会发生此现象象），如观测测点被撬后已已活动，则需需另行埋设新新点，若点位位尚牢固，则则可继续使用用，对于该点点的沉降量计计算，则应进进行合理处理理。(3)曲线自某某点起渐渐回回升产生此种现象一般般是由于水准准基点下沉所所致。此时，应应根据水准点点之间的高差差来判断出最最稳定的水准准点，以此作作为新水准基基点，将原来来下沉的水准准基点废除。另另外，埋在裙裙楼上的沉降降观测点，由由于受主楼的的影响，有可可能会出现属属于正常的渐渐渐回升现象象。(4)曲线的波波浪起伏现象象曲线在后后期呈现微小小波浪起伏现现象，其原因因一般是测量误误差所造成的的。曲线在前前期波浪起伏伏所以不突出出，是因下沉沉量大于测量量误差之故；；但到后期，由由于建筑物下下沉极微或已已接近稳定，因因此在曲线上上就出现测量量误差比较突突出的现象。此此时，可将波波浪曲线改成成为水平线。后后期测量宜提提高测量精度度等级，并适适当地延长观观测的间隔时时间。3.倾斜观测3.1倾斜观观测概述1）产生倾斜的原因建筑物产生倾斜的的原因主要有有：地基承载载力不均匀；；建筑物体型型复杂(有部分高重重、部分低轻轻)，形成不同同荷载；施工工未达到设计计要求，承载载力不够；受受外力作用结结果，例如风风荷、地下水水抽取、地震震等。一般用水准仪仪、经纬仪或或其它专用仪仪器来测量建建筑物的倾斜斜度。2）倾斜观测的内容容建筑物主体倾斜观观测，应测定定建筑物顶部部相对于底部部或各层间上上层相对于下下层的水平位位移与高差，分分别计算整体体或分层的倾倾斜面度、倾倾斜方向以及及倾斜速度。对具有刚性建筑物物的整体倾斜斜，亦可通过过测量顶面或或基础的相对对沉降间接测测定。3）倾斜观测点的布布设（1）主体倾斜观测点点位的布置①观测点应沿对应测测站点的某主主体竖直线，对对整体倾斜按按顶部、底部部，对分层倾倾斜按分层部部位、底部上上下对应布设设；②当从建筑物外部观观测时，测站站点或工作基基点的点位应应选在与照准准目标中心连连线呈接近正正交或呈等分分角的方向线线上，距照准准目标1.55～2.0倍目标标高度的固定定位置处；当当利用建筑物物内竖向通道道观测时，可可将通道底部部中心点作为为测站点；③按纵横轴线或前方方交会布设的的测站点，每每点应选设11～2个定向点；；基线端点的的选设应顾及及其测距或丈丈量的要求。（2）主体倾斜观测点点位的标志设设置①建筑物顶部和墙体体上的观测点点标志，可采采用埋入式照照准标志型式式；有特殊要要求时，应专专门设计；②不便埋设标志的塔塔形、圆形建建筑物以及竖竖直构件，可可以照准视线线所切同高边边缘认定的位位置或用高度度角控制的位位置作为观测测点位；③位于地面的测站点点和定向点，可可根据不同的的观测要求，采采用带有强制制对中设备的的观测墩或混混凝土标石；；④对于一次性倾斜观观测项目，观观测点标志可可采用标记形形式或直接利利用符合位置置与照准要求求的建筑物特特征部位；测测站点可采用用小标石或临临时性标志。4）精度要求（1）如果是通过测量量建筑物顶点点相对于底点点的水平位移移来确定建筑筑物的主体倾倾斜，则可根根据给定的倾倾斜量容许值值，结合表8-3，确定最终终位移量观测测中误差；再再根据公式（10-1）或公式（10-2）估算单位位权中误差；；最后根据表表8-1的规定选择择位移测量的的精度等级。（2）如果是通过测量量建筑物基础础相对沉降来来测量建筑物物的倾斜，则则先根据表11-2，确定最终终沉降量观测测中误差；再再根据公式（2-1）或公式（2-2）估算单位权中误差；最后根据表1-1的规定选择高程测量的精度等级。5）观测方法与观测测要求1.主体倾斜斜观测的方法法：测定建筑物倾斜的的方法有两类类：一、直接接测定法；二二、间接推定法（通过过测量建筑物物基础相对沉沉降的方法来来确定建筑物物的倾斜）。（1）直接测定法=1\*GB3①投影法。观测时，应应在底部观测测点位置安置置量测设施（如如水平读数尺尺等）。在每每测站安置经经纬仪投影时时，应按正倒倒镜法以所测测每对上下观观测点标志间间的水平位移移分量，按矢矢量相加法求求得水平位移移值（倾斜量量）和位移方方向（倾斜方方向）。对需要观测的建筑筑物，通常对对建筑物的四四个阳角进行行倾斜观测，综综合分析整栋栋建筑物的倾倾斜情况。经纬仪的位置如图图3-1所示，其中中要求经纬仪仪应设置在离离建筑物较远远的地方（距距离最好大于于1.5倍建筑物的的高度），以以减少仪器纵纵轴不垂直的的影响。观测时瞄准墙顶一一点M，向下投影影得到一点N，投影时经经纬仪在固定定测站很好地地对中严格整整平，用盘左左、盘右两个个度盘位置向向下投影，分分别量取水平平距离，取其其平均值即为为NN1间的水平距距离a，如图3-2所示。图3-1建筑物物倾斜观测（图中实线为原建建筑物，虚线为倾斜后建筑筑物）图3-2测量方法另外，以M点为基基准，采用经经纬仪测出角角度，H和H1也可以用钢尺尺直接量取，或或用手持式激激光测距仪测测定。根据垂直角可按下下式算出高度度α：则建筑物的倾斜度度为：建筑物该阳角的倾倾斜量β为：最后，综合分析四四个阳角的倾倾斜量，即可可描述整栋建建筑物的倾斜斜情况。=2\*GB3②测水平角法。对塔塔形、圆形建建筑物或构件件，每测站的的观测，应以以定向点作为为零方向，以以所测各观测测点的方向值值和至底部中中心的距离，计计算顶部中心心相对底部中中心的水平位位移分量。以烟囱为例，为精精确测定中心心倾斜进而确确定其整体倾倾斜情况，可可在离烟囱高高1.5～2倍远、且能能观测到烟囱囱勒角部分处处、互相垂直直的两个方向向上选定两个个测站，并做做好标志。在在烟囱上标出出作为观测用用的标志点1、2、3、4（或观测特特征点），再再选定一个远远方的不动点点为零方向。如如图3-3所示。图3-3测水平平角法测定倾倾斜测站A以M为零方向，依次测测出各标志点点的方向值，并并计算上部中中心的方向a＝（a1+a2）/2和烟囱勒角部分分中心的方向向b＝（a1+a4）/2。再通过过测量测站A点到烟囱中中心的水平距距离L1，即可计算算出倾斜分量量a1＝L1（b—a）。如图3-4所示。图3-4烟囱倾倾斜几何尺寸寸示意图然后移站到测站BB，以N为零方向，依依次观测各标标志点的方向向值，计算另另一个方向烟烟囱上部中心心的方向a′＝（a6+a7）/2和烟囱勒角角部分中心的的方向b′＝（a5+a8）/2。再通过测测量测站B点到烟囱中中心的水平距距离L2，计算出倾倾斜分量a2＝L2（a′—b′）。如图3-4所示。用矢矢量相加的方方法，可求得得烟囱上部相相对于勒角部部分的倾斜值值和倾斜方向向。进而计算算出烟囱的倾倾斜度。对于于烟囱等高耸耸构筑物，往往往在测定其其倾斜的同时时，在其下部部还均匀布设设不少于4点的沉降观观测点，观测测其沉降情况况，同倾斜情情况一起进行行研究分析。③前方交会法。所选选基线应与观观测点组成最最佳构形，交交会角宜在60°～120°之间。水平平位移计算，可可采用直接由由两周期观测测方向值之差差解算坐标变变化量的方向向差交会法，亦亦可采用按每每周期计算观观测点坐标值值，再以坐标标差计算水平平位移的方法法。④吊垂球法。应在顶顶部或需要的的高度处观测测点位置上，直直接或支出一一点悬挂适当当重量的垂球球，在垂线下下的底部固定定读数设备（如如毫米格网读读数板），直直接读取或量量出上部观测测点相对底部部观测点的水水平位移量和和位移方向。⑤激光铅直仪观测法法。应在顶部部适当位置安安置接收靶，在在其垂线下的的地面或地板板上安置激光光铅直仪或激激光经纬仪，按按一定周期观观测，在接收收靶上直接读读取或量出顶顶部点的水平平位移量和位位移方向。作作业中仪器应应严格置平、对对中。⑥激光位移计自动测测计法。位移移计宜安置在在建筑物底层层或地下室地地板上，接收收装置可设在在顶层或需要要观测的楼层层，激光通道道可利用楼梯梯间梯井，测测试室宜选在在靠近顶部的的楼层内。当当位移计发射射激光时，从从测试室的光光波示波器上上可直接获取取位移图像及及有关参数，并并自动记录成成果。⑦正锤线法。锤线宜宜选用直径06～1.2mm的不不锈钢丝，上上端可锚固在在通道顶部或或需要高度处处所设的支点点上。稳定重重锤的油箱中中应装有粘性性小、不冰冻冻的液体。观观测时，由底底部观测墩上上安置的量测测设备（如坐坐标仪、光学学垂线仪、电电感式垂线仪仪），按一定定周期测出各各测点的水平平位移量。⑧摄影测量法。当建建筑物立面上上观测点数量量较多或倾斜斜变形比较明明显时，也可可采用近景摄摄影测量法。（2）间接推定法按相对沉降间接确确定建筑物整整体倾斜时，所测建筑物应具有足够的整体结构刚度。可选用下列方法：=1\*GB3①倾斜仪测计法。采用的倾斜仪（如水管式倾斜仪、水平摆倾斜仪、气泡倾斜仪或电子倾斜仪）应具有连续读数、自动记录和数字传输的功能。监测建筑物上部层面倾斜时，仪器可安置在建筑物基础面上，以所测楼层或基础面的水平角变化值反映和分析建筑物倾斜的变化程度；=2\*GB3②测定基础沉降量法。可在基础上选设观测点，采用水准测量方法，以所测各周期的基础沉降差换算求得建筑物整体倾斜度及倾斜方向。6）观测周期（1）主体倾斜观测的周周期，可视倾倾斜速度每11～3个月观测一一次。如遇基基础附近因大大量堆载或卸卸载、场地降降雨长期积水水等而导致倾倾斜速度加快快时，应及时时增加观测次次数。（2）施工期间的观测周周期，应随施施工进度及时时进行。一般般建筑，可在在基础完工后后或地下室砌砌完后开始观观测，大型、高高层建筑，可可在基础垫层层或基础底部部完成后开始始观测。观测测次数与间隔隔时间应视地地基与加荷情情况而定。民民用建筑可每每加高1～5层观测一次次；工业建筑可可按不同施工工阶段（如回回填基坑、安安装柱子荷屋屋架、砌筑墙墙体、设备安安装等）分别别进行观测。如如建筑物均匀匀增高，应至至少在增加荷荷载25％、50％、75％和100％时各测一一次。施工过过程中如暂时时停工，在停停工时及重新新开工时应各各观测一次。停停工期间，可可每隔2～3个月观测一一次。7）提交成果（1）倾斜观测点位布布置图；（2）观测成果表、成成果图；（3）主体倾斜曲线图图；（4）观测成果分析资资料。图3-5基础倾斜观测3.2水准图3-5基础倾斜观测建筑物的倾斜观测测可采用精密密水准测量的的方法，如图图3-5，定期测出出基础两端点点的不均匀沉沉降量（差异异沉降量）ΔΔh，再根据两两点间的距离离L，即可算出出基础的倾斜斜度：（弧度）（度）（3-1）如果知道建筑物的的高度H，则可推算算出建筑物顶顶部的倾斜位位移值Δ：（3-2）【例3-1】某混凝土土重力坝在基基础廊道上布布置了两个沉沉降观测点C205、C206，两点相距距20.6mm，现采用精精密水准仪按按国家二等水水准测量要求求施测，两期期观测高程成成果见表3-1，试计算在在这一段时间间内该大坝坝坝体产生的倾倾斜角。表3-1沉降观观测点高程成成果表点号C205C206第一期高程观测值值15.8728mm15.8761mm第二期高程观测值值15.8713mm15.8758mm解：经计算，在这这一段时间内内，C205点的沉降量量为1.5mmm，C206点的沉降量量为0.3mmm，两点的差差异沉降量为为Δh＝1.2mmm，已知L＝20.6mm，代入公式式（3-1）得：＝123.3经纬仪观观测利用经纬仪测量出出建筑物顶部部的倾斜位移移值Δ，再根据（3-2）式可计算算出建筑物的的倾斜度：（弧度）（度）（3-3）1）角度前方交会法对于建筑物顶部的的倾斜位移值值Δ，可用角度度前方交会法法测量，如图图3-2，在烟囱附附近布设基线线AB，分别安置置经纬仪于A、B两点，测定定顶部P两侧切线与与基线的夹角角，取其平均图3-2前方交会法法观测倾斜图图3-3经纬仪投点法观测倾斜斜值，即可得图中之之1、β1，利用前方方交会公式（10－4）可计算出P的坐标，同法可得P点的坐标，则P与P两点间的平距可由坐标反算公式求得，实际上即为倾斜位移值Δ。2）经纬仪投点法利用经纬仪在两个个互相垂直的的方向上进行行交会投点，将将建筑物向外外倾斜的一个个上部角点投投影至平地，直接量取其与下部角点的倾斜位移值分量、，则倾斜位移值，如图3-3所示。3）悬挂垂球法此法是测量建筑物物上部倾斜的的最简单方法法，适合于内内部有垂直通通道的建筑物物。从上部挂挂下垂球，根根据上、下应应在同一位置置上的点，直直接测定倾斜斜位移值Δ。再根据公公式（3-3）计算倾斜斜度。4）激光铅直仪观测测法在顶部适当位置安安置接收靶，在在其垂线下的的地面或地板板上安置激光光铅直仪或激激光经纬仪，按按一定周期观观测，在接收收靶上直接读读取或量出顶顶部的水平位位移量和位移移方向，再根根据公式（3-3）计算倾斜斜度。作业中，仪仪器应严格置置平、对中。3.4气泡倾斜斜仪观测气泡倾斜仪由一个个高灵敏度的的气泡水准管管e（见图3-4）和一套精精密的测微器器组成。测微微器中包括测测微杆g，读数盘h和指标k。气泡水准准管e固定在支架a上，a可绕c点转动，a下装一弹簧簧片d，在底板b下有置放装装置m。将倾斜仪仪安置在需要要的位置上以以后，转动读读数盘，使测测微杆向上或或向下移动，直直至水准管气气泡居中为止止。此时，在在读数盘上读读数，即可得得出该处的倾倾斜度。我国制造的气泡倾倾斜仪，灵敏敏度为2，总的观测测范围为1。气泡倾斜斜仪适用于观观测较大的倾倾斜角或量测测局部区域的的变形，例如如测定设备基基础和平台的的倾斜。图3-4气气泡倾斜仪为了实现倾斜观测测的自动化，可可采用电子水水准器，它是是在普通的玻玻璃管水准器器（内装酒精精和乙醚的混混合液，并留留有空气气泡泡）的上、下下面装上三个个电极形成差差动电容器的的一种装置。这这种电子水准准器可固定地地安置在建筑筑物（如大坝坝、桥梁）或或设备的适当当位置上，能能自动地进行行倾斜观测，因因而特别适用用于作动态观观测。当测量量范围在200以内时时，测定倾斜斜值的中误差差在0.2以下。3.5观测结果果与结果判定定1.观测结果倾斜观测工作结束束后，应提交交下列成果：：倾斜观测点点位布置图、观测数据表、成果图、主体倾斜曲线图、观测结果分析资料。2.结果判定建筑物主体倾斜观观测结果须小小于倾斜容许许值。建筑物物主体倾斜的的容许值见表表3-2。表3-2建筑物物主体倾斜的的容许值多层和高层建筑的的整体倾斜高耸结构基础的倾倾斜建筑物高度倾斜允许值建筑物高度倾斜允许值Hg≤2240.004Hg≤2200.00824＜Hg≤600.00320＜Hg≤500.00660＜Hg≤1000.002550＜Hg≤1000.005100＜Hg0.002100＜Hg≤11500.004150＜Hg≤22000.003200＜Hg≤22500.002检测依据《建筑物变形测量量规范》JGJJ/T8-997《建筑地基基础设设计规范》GB550007--2002仪器设备及环境经纬仪、激光铅直直仪激光位移移计、倾斜仪仪（如水管式式倾斜仪、水水平摆倾斜仪仪、气泡倾斜斜仪或电子倾倾斜仪）。倾斜观测应该避开开强日照和风风荷载影响大大的时间段。3.6倾斜观测测实例1.概况某六层住宅楼，对对该住宅楼的的东、南、西西、北四个楼楼角位置进行行了倾斜观测测。2.检测仪器采用拓普康GPTT-60022LP全站仪3.测量结果（1）倾斜测量成果说说明：①所有点位的的偏移量均为为该楼最上面面点相对于最最下面点（勒勒脚处）沿南南北向或东西西向的偏移量量。②该楼楼角编编号及楼角高高度见下图所所示。图3-5住宅楼楼楼角编号及及楼角高度（2）倾斜测量成果表3-3倾斜量量成果表点号倾斜方向偏移方向偏移量（mm）倾斜率（‰）1＃南北向南9.40.5东西向东6.40.42#南北向南11.20.6东西向西3.20.23#南北向南6.40.3东西向西15.60.84#南北向北7.60.4东西向西17.91.04水平位移观测4.1水平位移移观测概述1）水平位移观测的的内容建筑物水平位移观观测包括位于于特殊性土地地区的建筑物物地基基础水水平位移观测测、受高层建建筑基础施工工影响的建筑筑物及工程设设施水平位移移观测以及挡挡土墙、大面面积堆载等工工程中所需的的地基土深层层侧向位移观观测等，应测测定在规定平平面位置上随随时间变化的的位移量和位位移速度。2）观测点的布设（1）水平位移观测点点位的选设观测点的位置，对对建筑物应选选在墙角、柱柱基及裂缝两两边等处；地地下管线应选选在端点、转转角点及必要要的中间部位位；护坡工程程应按待测坡坡面成排布点点；测定深层层侧向位移的的点位与数量量，应按工程程需要确定。控控制点的点位位应根据观测测点的分布情情况来确定。（2）水平位移观测点点的标志和标标石设置建筑物上的观测点点，可采用墙墙上或基础标标志；土体上上的观测点，可可采用混凝土土标志；地下下管线的观测测点，应采用用窨井式标志志。各种标志志的型式及埋埋设，应根据据点位条件和和观测要求设设计确定。控制点的标石、标标志，应按《建建筑变形测量量规程》中的的规定采用。对对于如膨胀土土等特殊性土土地区的固定定基点，亦可可采用深埋钻钻孔桩标石，但但须用套管桩桩与周围土体体隔开。3）精度要求（1）先根据表1-33，确定最终终位移量观测测中误差；（2）再以最终位移量量观测中误差差估算单位权权中误差，估估算公式为：：（4-1）（4-2）式中ms为位移分量量s的观测中误误差（mm）；m△s为位移分量量差△s的观测中误误差（mm）；QX为网中最弱弱观测点坐标标的权倒数；；Q△X为网中待求求观测点间坐坐标差△X的权倒数。（3）求出观测值测站站高差中误差差后，根据表表1-1的规定选择择位移测量的的精度等级。4）观测措施（1）仪器：尽可能采采用先进的精精密仪器。（2）采用强制对中：设设置强制对中中固定观测墩墩（见图4-1），使仪器器强制对中，即即对中误差为为零。目前一一般采用钢筋筋混凝土结构构的观测墩。观观测墩各部分分有关尺寸可可参考图4-1，观测墩底底座部分要求求直接浇筑在在基岩上，以以确保其稳定定性。并在观观测墩顶面常常埋设固定的的强制对中装装置，该装置置能使仪器及及觇牌的偏心心误差小于0.1mm。图4-1观测墩墩满足这一精度要求求的强制对中中装置式样很很多，有采用用圆锥、圆球球插入式的，有有采用埋设中中心螺杆的，也也有采用置中中圆盘的（见见图4-2）。置中圆圆盘的优点是是适用于多种种仪器，对仪仪器没有损伤伤，但加工精精度要求较高高。（3）照准觇牌：目标标点应设置成成（平面形状状的）觇牌，觇牌图案应自自行设计。视视准线法的主主要误差来源源是照准误差差，研究觇牌牌形状、尺寸寸及颜色对于于提高视准线线法的观测精精度具有重要要意义。图4-2强制对中中装置一般地说，觇牌设设计应考虑以以下五个方面面。①反差大：用不同颜颜色的觇牌所所进行的试验验表明，以白白色作底色，以以黑色作图案案的觇牌效果果最好。白色色与红色配合合，虽然能获获得较好的反反差，但是它它相对于前者者而言容易使使观测者产生生疲劳。②没有相位差：采用用平面觇牌可可以消除相位位差，在视准准线法观测中中一般采用平平面觇牌。③图案应对称。④应有适当的参考面面积：为了精精确照准，应应使十字丝两两边有足够的的比较面积，图案间隔应根据观测点与目标点之间的距离来确定。同心圆环图案对精确照准是不利的。⑤便于安置：所设计计的觇牌希望望能随意安置置，即当觇牌牌有一定倾斜斜时仍能保证证精确照准。图4-3为一个觇牌设计图图案；观测时时，觇牌也应该强强制对中。图4-3照准觇觇牌5）观测方法水平位移观测的主主要方法有：：前方交会法法、精密导线线测量法、基基准线法等，而而基准线法又又包括：视准准线法（测小小角法和活动动觇牌法）、激激光准直法、引引张线法等。水平位移的观测方法可根据需要与现场条件选用，见表10-1。表4-1水平位移移观测方法的的选用序号具体情况或要求方法选用1测量地面观测点在在特定方向的的位移基准线法（包括视视准线法、激激光准直法、引引张线法等）2测量观测点任意方方向位移可视观测点的分布布情况，采用用前方交会法法或方向差交交会法、精密密导线测量法法或近景摄影影测量等方法法3对于观测内容较多多的大测区或或观测点远离离稳定地区的的测区宜采用三角、三边边、边角测量量与基准线法法相结合的综综合测量方法法4测量土体内部侧向向位移可采用测斜仪观测测方法6）观测周期水平位移观测的周周期，对于不不良地基土地地区的观测，可可与一并进行行的沉降观测测协调考虑确确定；对于受受基础施工影影响的位移观观测，应按施施工进度的需需要确定，可可逐日或隔数数日观测一次次，直至施工工结束；对于于土体内部侧侧向位移观测测，应视变形形情况和工程程进展而定。7）提交成果（1）水平位移观测点点位布置图；；（2）观测成果表；（3）水平位移曲线图图；（4）地基土深层侧向向位移图（视视需要提交）；；（5）当基础的水平位位移与沉降同同时观测时，可可选择典型剖剖面，绘制两两者的关系曲曲线；（6）观测成果分析资资料。4.2平面控制测测量1）平面控制的网点点布设要求（1）对于建筑物地基基基础及场地地的位移观测测，宜按两个个层次布设，即即由控制点组组成控制网、由由观测点及所所联测的控制制点组成扩展展网；对于单单个建筑物上上部或构件的的位移观测，可可将控制点连连同观测点按按单一层次布布设。（2）控制网可采用测测角网、测边边网、边角网网或导线网或或GPS网，扩展网和单单一层次布网网可采用测角角交会、测边边交会、边角角交会、基准准线或附合导导线等形式。各各种布网均应应考虑网形强强度，长短边边不宜悬殊过过大。（3）基准点（包括控控制网的基线线端点、单独独设置的基准准点）、工作作基点（包括括控制网中的的工作基点、基基准线端点、导导线端点、交交会法的测站站点等）以及及联系点、检检核点和定向向点，应根据据不同布网方方式与构形，按按《建筑变形形测量规程》中中的有关规定定进行选设。每每一测区的基基准点不应少少于2个，每一测测区的工作基基点亦不应少少于2个。（4）对特级、一级、二二级及有需要要的三级位移移观测的控制制点，应建造造观测墩或埋埋设专门观测测标石，并应应根据使用仪仪器和照准标标志的类型，顾顾及观测精度度要求，配备备强制对中装装置。强制对对中装置的对对中误差最大大不应超过00.1mm。（5）照准标志应具有有明显的几何何中心或轴线线，并应符合合图像反差大大、图案对称称、相位差小小和本身不变变形等要求。根根据点位不同同情况可选用用重力平衡球球式标、旋入入式杆状标、直直插式觇牌、屋屋顶标和墙上上标等型式的的标志。（6）对用作基准点的的深埋式标志志、兼作高程程控制的标石石和标志以及及特殊土地区区或有特殊要要求的标石、标标志及其埋设设应另行设计计。2）平面控制测量精精度等级的确确定先根据表1-3，确确定最终位移移量观测中误误差；再根据据公式（4-1）或公式（44-2）估算单位位权中误差；；最后根据与与表8-1的规定选择择位移测量的的精度等级。3）平面控制网的技技术要求测角控制网的技术术要求见表44-2，测边控制制网技