沉降观测 Microsoft Office PowerPoint 演示文稿

1、沉降观测,2011,张宇,一.沉降的定义,沉降是指结构物由于荷载、环境等作用引起的随时间发生的 位移 ；基础设施在竖直方向产生的变形，包括下沉 和隆起 ，向 下 为“正”，向 上 为“负”。,二.水准网,高程系统和高差基准：水准点的高程采用正常高系统，按照1985年国家高程基准起算，青岛国家原高程为72.260m。岛屿也应采用这一系统与基准；确实有困难时，可建立局部水准点，根据岛上验潮资料求得平均海水面确定其高程基准。凡采用局部水准原点求定的水准点高程，应在水准点成果中注明，并说明局部高程基准的有关情况。,测量精度,每千米水准测量的偶然误差M1和全中误差M2单位（mm),水准网布设原则,一等水

2、准路线应尽量沿公路布设，水准路线应闭合成环，并构成网状。一等水准环线的周长，东部地区不应大于1600km，西部地区不应大于2000km，山区和困难地区可以放宽。 水准点的命名：水准线路以起止地名的简称定为线名起西止东，起北止南，一、二等水准路线的等级各以I、II列于线名之前表示。,水准点的布设原则,路线上的水准点，应自该线起始水准点起，以数字1、2、3顺序编订数号。 水准点易布设在前后通视、地势较高、地址坚固、车辆流动量小等位置。每个水准点点位选定后，应设立一个具有点号、标石类型的点位标记。,三、仪器的选用及精度要求,盘营客专：采用II等水准测量仪器采用DS1式自动安平水准仪，配套条码式因瓦尺

3、一套。控制精度为1mm，每千米偶然误差为1mm，每千米全中误差2mm，相邻两测站允许误差为0.3mm，尺读数精确到0.01mm，同一对标尺零点不等差指标限差为0.1mm。仪器应定期送法定计量鉴定单位进行鉴定和校准。,四、水准观测,观测方式：二等水准测量采用但路线往返观测。同一区段的往返侧，应使用同一类型的仪器和转点尺 垫沿同一道路进行。 实行“五固定”固定水准点和工作基点，固定人员、固定仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法。,观测的时间和气象条件,水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。下列情况下，不应进行观测： a）日出后与日落前30min内； b）标尺分划线的影响跳动剧烈时； c

4、）气温突变时； d）风力过大标尺和仪器不稳定时； e）临近有大型机械作业或临近既有线有列车通过时；,设置测站,选择前后通视地址较好的作为设站点，视线长度应小于50m，每一站前后视距差小于1m,任一测站上前后视线累计差小于2m，视线高度大于等于0.3m小于1.8m或2.8m。,测站观测顺序和观测方法,往测：基数站 后前前后 偶数站 前后后前 返测：基数站 前后后前 偶数站 后前前后 操作程序：首先将仪器整平（圆水准气泡居中） 望远镜最准后视标尺十字线平分标尺条形码至影像清晰按下测量键；显示读数后调转镜头瞄准下一标尺（操作如上）,间歇与检测,观测间歇时，最好在水准点上结束。否则在最后一站选择两个坚

5、稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点也可把放置的尺垫点作为间歇点但要做好保护禁止刮碰。 间歇前后应对间歇点进行检查比较两尺垫点间歇前后所测高差，（限差为1.0mm）若符合限差可由此继续测量，若超限应从前一水准点起测。,仪器及参数设置,仪器设置主要有： 测量高程单位和记录到内存的单位为（m）； 最小显示位为0.00001m； 设置日期格式实时年、月、日； 设置时间格式实时24小时制；,仪器及参数设置,测站限差参数设置： 视线限差的高端和低端（1.8m）和（0.30m）； 前后视距差限差（1m）； 前后视距差累计限差（2m）； 两次读数高差限差（0.01mm）；,仪器及参

6、数设置,作业设置： 建立作业文件 建立测段名 选择测量模式:aBFFB 输入起始点的参考高程 输入点号点名,观测系统的布置要求,水准点布置主要按设计文件，沉降观测系统分以下三级： 基准点：利用设计提供的沿线二等水准基点，独立网应不少于3个；使用独立监测网时,必须确定与交接工程部位其它高程系统之间的换算关系; 工作基点：条件合适时，直接以二等水准网基准点为工作基点。观测条件不满足要求或不方便时，可埋设加密点为工作基点；,观测系统的布置要求, 监测点：沉降变形观测点 基准点、工作基点的规格型号必须满足设计要求，埋设要求稳固可靠，便于长期保存，不受施工干扰、深度在冻土层以下0.5米以下，比较稳定的位

7、置。 监测点标志的材质、型号、埋设、安装严格按设计要求进行。,五、沉降观测标的布设,沉降观测工作开展前，应根据设计图纸，对施工范围内所有观测断面进行统计，确定观测标的位置。 承台：埋在在小里程的左下角和大里程的右上角距承台边50cm处 墩身：墩身观测标布设于墩身圆端两侧距离地面50cm，矮墩及斜墩根据实际情况埋设。,沉降观测标的布设,梁体徐变观测点埋设： 梁体变形观测点应设在支点和跨中截面，每孔梁的测点数量不少于6个，将预埋观测标在制梁时预埋在设计位置,六、垂直位移监测网的建立,垂直位移监测网可根据需要独立建网，精度按二等水准测量精度控制，高程应采用施工高程控制网系统，不能利用水准基点的监测网

8、，在施工阶段至少应与一个施工高程控制点联测，使垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一致，全线二等水准贯通后，应,垂直位移监测网的建立,将垂直位移监测网与二等水准基点联测，将垂直位移监测网高程基准归化到二等水准基点上，垂直位移监测网应布置成闭合环状、节点或符合水准路线等形式。为满足沉降变形观测的精度要求，在沿线已设水准基点的基础上，两工作基点间距宜小于100m，工作基点距结构物中心的距离应小于100m。,数据处理及表格填写基本要求,（1）通过外业精度指标检核合格后，利用专用平差软件进行平差计算，通过历次高程变化，计算出本次沉降量与累计沉降量；本次沉降量=Hn-1- Hn , 累计沉降量=H1-

9、Hn(Hn 为本次观测高程，Hn-1为本次之前的观测高程，H1为第一次观测值或基准值)，隆起为“-”，下沉为“+”；,数据处理及表格填写基本要求,（2）将沉降量按要求建立电子表格； （3）特别注意备注栏关于观测阶段、工况的填写准确、真实，如承台观测、墩身观测、架梁后第一次观测等标志性施工节点； （4）加强巡视检查和安全防护,保证监测点运行正常,确保观测资料连续；,数据处理及表格填写基本要求,（5）加强工作基准点的校核及校核密度，发现工作基准点自身发生变形时，应及时分析原因，及时采取合理得方式进行数据处理，保持数据的连续性、过程的真实性； （6）变形突变、异常时，及时组织复测，并报主管技术总工审

10、核，必要时报送建设单位、设计、监理和评估单位。,七。沉降观测数据处理,沉降观测数据分析时，曲线回归通常采用的沉降拟合曲线有以下两种： 双曲函数：s(t)=tb+ts公式2） 其中： S：最终沉降量，以开始监测为时间零点。 a,b：沉降拟合曲线的参数。,二、将拟合曲线线形化 以双曲函数为例，由公式2取倒数整理后可得： 1/s(t)=b/t +1/ S （公式3） 令y=1/s(t) ，x=1/t ，a=1/ S，b=b （公式4） 则得到线性函数y=a+bx （公式5）,三、将日期转换为观测天数 用观测日期减去初始观测日期得到观测天数。 四、求 1/s(t)，1/t 直接将天数及累积沉降两取倒数

11、。 五、利用excel求解线性函数y=a+bx 1、生成散点图。 插入图表，图表类型为XY散点图，子图表类型为折线散点图，设置“系列”，添加一个系列，X选1/t所在列，Y选1/s所在列生成散点图。,2、利用“添加趋势线”进行线形回归 右键单击散点图中的数据标记符，单击“添加趋势线”，类型为“直线”，选项勾选“显示公式”及“显示R平方”，则图表中会显示线性回归方程，及相关系数R的平方值。 3、根据R检查相关系数是否大于0.92，若小于0.92可考虑删除某一个或者几个异常观测值重复以上操作,六、求解拟合曲线参数及沉降预测值 1、若相关系数合格，则将求解的回归参数代入公式4，求出拟合曲线参数。 2、

12、将拟合曲线参数代入公式2，求出预测沉降量,七、求观测沉降量与预测沉降量之间的相关系数 利用CORREL（array1,array2）函数求解相关系数，其中，array1选观测沉降量列，array2选预测沉降量列，若求解的相关系数大于0.92则说明该拟合曲线与沉降规律高度相关，预测结果是可靠的。,八、检查最终沉降量是否大于75% 将线形回归参数a取倒数，可求得预测的最终沉降量S。 根据当前沉降量与预测的最终沉降量之比，判断终沉降量是否大于75%。,九、生成沉降观测曲线 1、插入图表，图表类型为XY散点图，子图表类型为折线散点图，设置“系列”，添加一个系列1，系列名为“散点图”，X选“天数t”所在

13、列，Y选观测沉降量s所在列。 2、继续添加一个系列2，系列名为“拟合曲线图”，X选“天数t”所在列，Y选预测沉降量所在列。 完成图表。,3、Y轴数值次序反转，让沉降图形符合日常习惯。 右键单击“数轴Y”设置坐标轴格式，勾“选数值次序反转”选项并确定。 4、平滑拟合曲线图 右键单击拟合曲线，设置子图表类型，选择“无数据点平滑散点图”。 5、设置线条 右键单击曲线，设置“数据系列格式”，可对线条的颜色、粗细等进行设置，将图表设置美观大方。,八、线性回归,直线回归 直线回归分析是研究两变量X、Y数量上线性依存关系的一种统计分析方法。它要求应变量Y服从正态分布；自变量X是一个可以精确测量和严格控制的变

14、量，也可以是一个服从正态分布的变量。直线回归分析的任务就是求解X、Y变量的回归方程，并用此方程来反映X、Y两变量的线性依存关系。,建立直线回归方程的基本原理,在散点图中可以设想出无数条直线代表这些点的直线趋势，但是在这些直线中，我们希望找出一条最具代表性如果有一条直线它满足散点图上的每一点到该直线的纵向距离的最小这样一个条件，那么我们认为这样一条直线是最有代表性的。该直线回归方程的表达式为：y=a+bx,墩身观测标,承台观测标,九、变形观测的资料要求,1）变形观测单位应按照变形观测技术要求及时组织观测作业观测数据按照统一格式填写，按月份将采集数据进行整理在规定时间以书面及电子文件两种形式的观测数据，变形曲线，同时报送变形评估单位。 2）变形观测的数据记录可采用手工记录和电子记录两种：,a手工记录：观测手簿原始观测值和