垂直位移监测方法

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仪器的检验
•无论使用何种仪器，开始工作前，应该按 照测量规范要求对仪器进行检验；
•水准仪的i角误差是最重要的检验项目。
•精密水准测量前，还应按规范要求对水准 标尺进行检验，其中标尺的每米真长偏差 是最重要的检验项目，一般送专门的检定 部门进行检验。
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监测方法与技术要求（1）
•采用精密水准测量方法进行垂直位 移监测时，从工作基点开始经过若干 监测点，形成一个或多个闭合或附合 路线，其中以闭合路线为佳，特别困 难的监测点可以采用支水准路线往返 测量。 •整个监测期间，最好能固定监测仪 器和监测人员，固定监测路线和测站， 固定监测周期和相应时段。
0.8√n
三级 2.0
3.0
2.0
0.70
1.4√n
2.0√n
注：n为测段的测站数
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各等级使用的仪器、观测方法及要求
等 级
使用仪器、观测方法及要求
特 级
DS0.5型仪器，视线长度≤15m，前后视距差≤0.3m， 视距累计差≤1.5m，宜按国家一等水准测量的技术要 求施测
二 DS0.5型仪器，宜按国家一等水准测量的技术要求施 级测
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一、二等水准测量外业观测
•对奇数测站为： （1）照准后视标尺的基本分划(左侧刻度)读数 （2）照准前视标尺的基本分划(左侧刻度)读数 （3）照准前视标尺的辅助分划(右侧刻度)读数 （4）照准后视标尺的辅助分划(右侧刻度)读数
这样的顺序简称为后—前—前—后 •对偶数测站为： （1）照准前视标尺的基本分划 （2）照准后视标尺的基本分划 （3）照准后视标尺的辅助分划 （4）照准前视标尺的辅助分划
工程变形监测技术
韩婷婷 鄂州职业大学建筑工程学院测量教研室
项目三 垂直变形监测
任务一 垂直变形监测控制网的建立 任务二：垂直变形监测方法 任务三：垂直变形技术总结及数据处理
2
任务二：垂直变形监测方法
•精密水准测量 •三角高程测量
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高程变形监测网布设
变形测量点，宜分为基准点、工作基点和变形观测点。其布 设应符合： ① 每个工程至少应有三个稳固可靠的点作为基准点； ② 工作基点应选在比较稳定的位置。对通视条件较好或观 测项目较少的工程，可不设工作基点，在基准点上直接测定 变形观测点； ③ 变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置。
e (xO xO )2 ( yO yO )2
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3、任意点置镜方向交会法
• 对非圆形建筑物，如高层建筑物的楼体进 行倾斜观测，过去一般用基础不均匀沉降来 推算。 当建筑物属于非钢体变形时，这一方 法就失去了作用。
• 由于建筑物在施工阶段其楼体上变形点无 法置镜，因此，只能用方向交会的方法来交 会该点的位置，以此来分析该点的倾斜值 （变形值）。
这样的顺序简称为前—后—后—前。返测时的观测顺 序与往测相反。
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一测站操作具体步骤
（1）安置仪器使气泡居中。 （2）将望远镜对准后视标尺，使符合气泡两端的影像近于符合，随后 用上、下丝照准标尺基本分划进行视距读数，视距第四位数由测微轮直 接读得。然后使水准气泡严格居中，用楔形平分丝精确照准标尺的基本 分划，并读出标尺基本分划与测微轮的读数。 （3）旋转望远镜对准前视标尺，水准气泡严格居中，用楔形丝精确对 准基本分划。并读出标尺基本分划与测微轮读数。然后用上、下丝照准 标尺的基本分划进行视距读数。 （4）用微动螺旋旋转望远镜，照准前视标尺的辅助分划，并使气泡严 格居中，读出标尺辅助分划与测微轮读数。 （5）旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，并使气泡严格居中，使 楔形平分丝精确照准并进行辅助分划和测微轮的读数。
B e B′
原理 i tg e D
hH
h
式中 i——建筑物主体的倾斜度；
A
∆D——建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值（m）；
H——建筑物的高度（m）；
α——倾斜角（°）。
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1、经纬仪投影法
•在圆形建筑物的两个相互垂直的方向上安置经纬仪 或全站仪； •测站距离圆形建筑物的距离应大于其高度的1.5倍； •在圆形建筑物的底部横放两把尺子，使两尺相互垂 直，且分别垂直于圆形建筑物中心与两测站的连线。 •经纬仪分别照准建筑物的顶部、底部的边缘，向下 投影。
我国制造的气泡式倾斜仪，灵敏度为2" ，总的观测 范围为1°。气泡式倾斜仪适用于观测较大的倾斜角或量 测局部位置的变形，例如测定设备基础和平台的倾斜。
倾斜仪和电子水准器虽有明显的优点，但当建筑物变 形范围很大，工作测点很多时，这类仪器就不如水准仪 灵活。因此，变形观测的常用方法仍是水准测量。
• 施工期间建筑场地有各种施工机械、设备、 堆放的各种建筑材料，以及作业人员流动频 繁等因素，使变形监测基准点位或被破坏， 致使观测时不能用正常的前方交会方法交会 变形点的位置。
• 本方法后视任意两点交会变形点，并将这 种交会法转化为两方向前方交会算法。
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4、激光垂准法
•利用激光垂准仪，测定 建筑物底部和顶部距离垂 准激光束的距离差，从而 计算建筑物某轴线（某一 面）的倾斜度。 •这种方法受施工干扰较 大，在施工现场较难使用。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5、水准测量
用水准仪测出两个观测点之间的相对沉陷，由 相对沉陷与两点之间距离之比，可换算成倾斜角 。
6、流体静力水准测量
是测定观测点高程及基础倾斜的方法之一 ，仪器不受距离限制，并且距离愈长，测定倾 斜度的精度愈高。
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7、倾斜仪的应用
气泡式倾斜仪由一个高灵敏度的气泡水准管和一套精 密的测微器组成。使用时将倾斜仪安置在需要的位置上 以后，转动带有读数盘的测微轮，通过测微杆向上或向 下移动，直至水准气泡居中为止。此时在读数盘上读出 该处的倾斜度
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监测点
•监测点是垂直位移监测点的简称，布设在被 监测建（构）筑物上。 •布设时，要使其位于建（构）筑物的特征点 上，能充分反映建（构）筑物的沉降变形情 况，点位应当避开障碍物，便于观测和长期 保护，标志应稳固，不影响建构筑物的美观 和使用，还要考虑建筑物基础地质、建筑结 构、应力分布等，对重要和薄弱部位应该适 当增加监测点的数目。
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盒式标志
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钢筋观测点
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隐蔽观测点（螺栓式标志）
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监测仪器
•针对具体的监测工程，应当使用满足精度要求的 水准仪，采用正确的测量方法；
•对特级、一级垂直位移监测，应使用DS05型水 准仪配和因瓦合金标尺；
•对二级垂直位移监测，应使用DS1或DS05型水准 仪和因瓦合金标尺；
•对三级垂直位移监测，应使用DS3水准仪和区格 式木质标尺或DS1型水准仪和因瓦合金标尺。
0.5
0.5√n
1.0
0.8√n
2.0
2.0√n
注：n为测段的测站数
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方法二 精密三角高程测量
•精密水准测量因受观测环境影响小，观测精 度高，仍然是沉降监测的主要方法； •如果水准路线线况差，水准测量实施将很困 难。 •高精度全站仪的发展，使得电磁波测距三角 高程测量在工程测量中的应用更加广泛； •电磁波测距三角高程测量代替水准测量进行 沉降监测，将极大地降低劳动强度，提高工作 效率。
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标尺零点差的影响
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视线长度、前后视距差和视线高度（m）
等级 仪器类型 视线长度 前后视距差 视距累积差 视线高度
特级
DS05
≤15
一级 二级 三级
DS05
DS05、 DS1
DS1、 DS3
≤30 ≤50 ≤75
≤0.3 ≤0.5 ≤1.0 ≤5.0
≤1.5 ≤1.5 ≤3.0 ≤8.0
≥0.5 ≥0.5 ≥0.3 ≥0.2
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经纬仪投影法，观测方法如下：
∆B ∆ ∆A
P M
XY
N′ N ∆B
H
Q′ Q
∆A
图 一般建筑物的倾斜观测
1）将经纬仪安置在固定 测站上，该测站到建筑物 的距离，为建筑物高度的 1.5倍以上。瞄准建筑物X 墙面上部的观测点M，用 盘左、盘右分中投点法， 定出下部的观测点N。用 同样的方法，在与X墙面 垂直的Y墙面上定出上观 测点P和下观测点Q。M、 N和P、Q即为所设观测标 志。
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水准测量主要限差（mm）
等级
基辅分 划读数
差
基辅分 划高差
之差
相邻基 准点高 差中误
差
测站高差 中误差
往返较差、 附合或环线
闭合差
检测已测 高差较差
特级 0.3 0.4
0.3
0.07
0.15√n 0.2√n
一级 0.3
0.4
0.5
0.13
0.3√n
0.5√n
二级 0.4
0.6
1.0
0.30
0.6√n
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短边三角高程测量法进行建筑物的沉降观测
思考
三角高程测量方法。 三角高程测量观测内容。 三角高程测量如何应用于沉降观测中？
任务三 倾斜观测
四、建筑物的倾斜观测类型
用测量仪器来测定建筑物的基础和主 体结构倾斜变化的工作，称为倾斜观测。
1．一般建筑物主体的倾斜观测 2．圆形建（构）筑物主体的倾斜观测
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∆B ∆ ∆A
P M
XY
N′ N ∆B
H
Q′ Q
∆A
图 一般建筑物的倾斜观测
（2）隔一段时间后， 在原固定测站上，安 置经纬仪，分别瞄准 上观测点M和P，用盘 左、盘右分中投点法， 得到N′和Q′。如果， N与N′、Q与Q′不重合， 说明建筑物发生了倾 斜。
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∆B ∆ ∆A
三 DS0.5或DS1型仪器，宜按国家二等水准测量的技术要 级 求施测