這是建筑物的沉降觀測(cè)ppt，包括了網(wǎng)友的調(diào)侃—民眾的擔(dān)憂，各種各樣的樓XX與監(jiān)測(cè)的關(guān)系？建筑物沉降概述，水準(zhǔn)測(cè)量基本理論和方法，測(cè)量誤差理論基礎(chǔ)，建筑物沉降觀測(cè)方法及實(shí)例等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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建筑物沉降觀測(cè) “樓倒倒” 2009年6月27日，上海的一棟竣工未交付使用的高樓整體倒覆，官方以兩次堆土施工為緣由，遭網(wǎng)友抨擊，故得此稱號(hào)。 網(wǎng)友的調(diào)侃—民眾的擔(dān)憂！ 眼睛一閉一睜，樓倒了！ 你知道世界上最最痛苦的事情是什么嗎？你買的不是倒的那棟樓，而是旁邊那棟！ 你說質(zhì)量不好吧，倒了又沒有散架，你說質(zhì)量好吧，沒竣工就倒掉了！ 開發(fā)商說：站起來是房子，躺下去還是房子，那才是真的好房子。 居民們說：住進(jìn)去是死，不住進(jìn)去也是死，那才是真的死！ 現(xiàn)場(chǎng)散發(fā)強(qiáng)烈的哥斯拉氣味！ 經(jīng)查明，該樓盤為聘用樓盤！ 現(xiàn)在變成只有天窗的聯(lián)體別墅了！ 周圍樓房情緒穩(wěn)定，紛紛表示此樓倒下對(duì)他們影響不大！ 各種各樣的樓XX與監(jiān)測(cè)的關(guān)系？ 哈爾濱陽明灘大橋引橋發(fā)生坍塌 主 要 內(nèi) 容 第一講、建筑物沉降概述 第二講、水準(zhǔn)測(cè)量基本理論和方法 第三講、測(cè)量誤差理論基礎(chǔ) 第四講、建筑物沉降觀測(cè)方法及實(shí)例 第一講、建筑物沉降概述 內(nèi)容：理解建筑物沉降、沉降差、撓度、相鄰地基沉降和場(chǎng)地地面沉降的基本概念；了解建筑物沉降觀測(cè)意義；了解建筑物沉降的常用觀測(cè)方法；了解國家關(guān)于建筑物沉降觀測(cè)的相關(guān)規(guī)范；了解我省當(dāng)前建筑物沉降觀測(cè)的狀況。 重點(diǎn)：建筑物沉降的相關(guān)基本概念以及沉降觀測(cè)在城市和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要意義；常用沉降觀測(cè)方法的種類。 難點(diǎn)：建筑物沉降差的概念及其對(duì)建筑物安全的重要意義。 建筑物沉降觀測(cè)意義 對(duì)于大型工廠柱基、重型設(shè)備基礎(chǔ)、振動(dòng)較大的連續(xù)性生產(chǎn)車間、高層建筑物以及不良地基上的建筑物等，在建造和使用期間，由于荷載的增加和連續(xù)性的生產(chǎn)，會(huì)引起建筑物的沉降，如果是不均勻沉降，建筑物還會(huì)發(fā)生傾斜甚至產(chǎn)生裂縫。建筑物的這些變形在一定范圍內(nèi)時(shí)，可視為正�，F(xiàn)象，但如果超過某一限度就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重的還會(huì)危及建筑物的安全。 建筑物沉降觀測(cè)意義 因此在施工過程中和運(yùn)營使用期間，應(yīng)對(duì)建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，通過對(duì)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，掌握建筑物的變形情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施，保證工程質(zhì)量和生產(chǎn)安全。同時(shí)，變形觀測(cè)也可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合理，為今后建筑物結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)積累資料。 嚴(yán)格地說，建筑物的變形是垂直方向和水平方向同時(shí)并存的，尤其是，不均勻的垂直位移往往伴隨著主體的傾斜或水平位移。 為了便于歸納，《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中對(duì)“垂直位移”和“水平位移”分別以“沉降”和“位移”進(jìn)行歸類。 1.1建筑物沉降的基本概念 兩個(gè)建筑物沉降案例 身邊的建筑物整體沉降實(shí)例 昆明妙湛寺位于官渡古鎮(zhèn)，金剛塔由墩臺(tái)、主塔和四小塔組成，整體用規(guī)則砂石砌筑。 墩臺(tái)呈正方形，每邊寬9.8m，高4.7m，中央建喇嘛式主塔一座，總高17.13m 。墩臺(tái)現(xiàn)地面低于周圍地面1.6米，在地下水位線260mm以下，造成塔基長期浸泡在水中 。（《昆明市地面沉降》一書采用的素材） 經(jīng)典的基礎(chǔ)沉降差異實(shí)例 意大利比薩斜塔修建于1173年，1350年完工，為8層圓柱形建筑。開始時(shí)，塔高設(shè)計(jì)為100米左右，但動(dòng)工五六年后，塔身從三層開始傾斜，因此，實(shí)際建成塔高54.5米。 1990年，意大利政府將其關(guān)閉，開始進(jìn)行整修。在其關(guān)閉之前，塔頂已南傾3.5米。意大利的偉大科學(xué)家伽俐略，曾在斜塔的頂層做過著名的自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，讓兩個(gè)重量相差10倍的鐵球，同時(shí)從塔頂落下，結(jié)果，兩球同時(shí)著地。 建筑物沉降的定義 建筑物沉降是地基、基礎(chǔ)和上層結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果，屬于建筑物變形范疇。其定義是建筑物地基、基礎(chǔ)及地面在荷載作用下產(chǎn)生的豎向移動(dòng)。根據(jù)其方向，可以分為上升和下沉。建筑物的豎向下沉或上升值稱為沉降量。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)數(shù)值大于零時(shí)為下沉，反之為上升。但是這與人們的思維習(xí)慣和常見的數(shù)學(xué)坐標(biāo)軸方向相反，因此，在日常作業(yè)中，我們往往采取“正升負(fù)降”的表示習(xí)慣，實(shí)際工作中，對(duì)資料的處理方面要與施工方、監(jiān)理方等相關(guān)單位方充分溝通，便于資料的分析使用，避免造成對(duì)建筑物的變形狀況的錯(cuò)誤判斷。 習(xí)慣采用的時(shí)間-累計(jì)沉降曲線 均勻沉降和差異沉降的概念 當(dāng)同一建筑物不同部位在同一時(shí)間段的沉降量相同時(shí)，表現(xiàn)為建筑物的均勻豎向下沉或上升，稱為均勻沉降。相反，由于建筑物的地基條件差異、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工瑕疵、各部位荷載差異或者外力干擾而造成的同一建筑不同部位在相同時(shí)間段內(nèi)存在的沉降量差值，稱為差異沉降。當(dāng)一個(gè)建筑存在沉降差異時(shí)，往往表現(xiàn)為建筑物出現(xiàn)傾斜，甚至由于結(jié)構(gòu)體縱向受剪切而出現(xiàn)裂縫，將嚴(yán)重建筑物的安全。沉降觀測(cè)中，引入了撓度的概念，用于表達(dá)建筑的基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)或構(gòu)件等在彎矩作用下因撓曲引起的垂直于軸線的線位移。 相鄰地基沉降 相鄰地基沉降是由于毗鄰的建筑間的荷載差異引起的相鄰地基土應(yīng)力重新分布而產(chǎn)生的附加沉降。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)速度加快，城市單位土地面積上的建筑荷載力在不斷增加，建筑物的密集日益加劇。新建建筑物的荷載差異造成的對(duì)周圍環(huán)境，尤其是對(duì)相鄰建筑物的影響也日益突出。為了檢測(cè)和評(píng)估新建建筑物對(duì)相鄰建筑物的影響程度，以保證這些建筑和用戶的安全，相鄰地基沉降的觀測(cè)也越來越重要。 目前，從開展的建筑物沉降工作量來看，施工場(chǎng)地周圍建筑物的沉降觀測(cè)占著很大比重，且往往與周邊居民的利益息息相關(guān)，受到高度重視。這類沉降觀測(cè)除了經(jīng)濟(jì)效益外，同時(shí)具有很高的社會(huì)效益，從業(yè)者除應(yīng)具備很強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力之外，也要有很強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感。 場(chǎng)地地面沉降 由于長期降雨、管道漏水、地下水位大幅度變化、大面積堆載、地裂縫、大面積侵蝕、砂土液化以及地下采空等原因引起的一定范圍內(nèi)的地面沉降稱為場(chǎng)地地面沉降。 90年代開展的“昆明市地面沉降研究”是我省到目前為止開展的最大規(guī)模的城市地面沉降觀測(cè)研究項(xiàng)目。研究區(qū)包括昆明 4個(gè)城區(qū)及呈貢縣城在內(nèi)的面積約 2500KM2的范圍。 本項(xiàng)目承擔(dān)單位是云南省地震局，采用傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以期查明昆明市地面沉降的分布范圍、總體狀況及沉降的量級(jí)和速率。 1、水平形變監(jiān)測(cè)是為了探討監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂是否對(duì)昆明地面沉降有直接或間接的制約作用，測(cè)量作業(yè)采用美國K+E公司生產(chǎn)的RM－Ⅲ型精密激光測(cè)距儀。 2、通過Ⅰ等精密水準(zhǔn)測(cè)量重復(fù)觀測(cè)各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程變化，精確地了解地面的垂直運(yùn)動(dòng)。 常用沉降觀測(cè)方法 水準(zhǔn)測(cè)量（即幾何水準(zhǔn)）方法； 靜力水準(zhǔn)測(cè)量（基本原理是連通管原理）； 電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量方法； 傳感器； 高精度GPS測(cè)量等。 靜力水準(zhǔn)測(cè)量 靜力水準(zhǔn)儀是一種高精密液位測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于測(cè)量多點(diǎn)的相對(duì)沉降。在使用中，多個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的容器用通液管聯(lián)接，每一容器的液位由磁致伸縮式傳感器測(cè)出，傳感器的浮子位置隨液位的變化而同步變化，由此可測(cè)出各測(cè)點(diǎn)的液位變化量。 在靜力水準(zhǔn)儀的系統(tǒng)中，所有各測(cè)點(diǎn)的垂直位移均是相對(duì)于其中的一點(diǎn)(又叫基準(zhǔn)點(diǎn))變化，該點(diǎn)的垂直位移是相對(duì)恒定的或者是可用其它方式準(zhǔn)確確定，以便能精確計(jì)算出靜力水準(zhǔn)儀系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)的沉降變化量。靜力水準(zhǔn)儀有多種類型，包括：振弦式，電阻式，液位式等等。 沉降觀測(cè)方法的選取 具體工作中采用什么方法進(jìn)行沉降觀測(cè)，應(yīng)以該方法能夠反映預(yù)估的建筑物的沉降量為基本要求。一般，我們要求觀測(cè)方法的分辨率能夠達(dá)到沉降量的十分之一為指標(biāo)進(jìn)行選擇，并且考慮實(shí)際工作的方便性和適宜性因素。 通常，建筑物沉降觀測(cè)是用水準(zhǔn)測(cè)量方法，根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)定期測(cè)定建筑物上所埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)高程的工作。它比較全面地反映了建筑物隨著工程進(jìn)展、荷載增加，觀測(cè)點(diǎn)高程變化的實(shí)際情況，及時(shí)獲取威脅建筑物安全的下沉（或上升）數(shù)據(jù)，并為以后合理設(shè)計(jì)提供資料。 沉降觀測(cè)的相關(guān)規(guī)范 現(xiàn)行的國家建筑物變形測(cè)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為國家建設(shè)部2007年9月4日發(fā)布，2008年3月1日開始實(shí)施的《建筑變形測(cè)量規(guī)范》 JGJ 8-2007。該規(guī)范適用于工業(yè)與民用建筑的地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及場(chǎng)地的沉降觀測(cè)、位移測(cè)量和特殊變形測(cè)量。對(duì)建筑物變形觀測(cè)所應(yīng)采用的觀測(cè)方法、儀器設(shè)備、測(cè)量精度以及各種應(yīng)提交的觀測(cè)數(shù)據(jù)、成果、圖件和分析方法進(jìn)行了規(guī)定，是建筑物變形測(cè)量工作必須嚴(yán)格執(zhí)行的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 此外，對(duì)于該《建筑變形測(cè)量規(guī)范》不能覆蓋的沉降觀測(cè)過程中遇到的一些技術(shù)要求，應(yīng)符合《國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12897和《國家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12898的相應(yīng)規(guī)定。 我省建筑物沉降觀測(cè)現(xiàn)狀 云南省的建筑物沉降觀測(cè)開始于上世紀(jì)80年代。在我省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的近二十多年里，大量的工業(yè)建筑、高層和超高層民用建筑的建設(shè)，推動(dòng)了建筑物變形，特別是沉降觀測(cè)和研究的發(fā)展，如昆明新機(jī)場(chǎng)等大型建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)建筑物的沉降觀測(cè)要求極高，將極大地推動(dòng)我省的建筑物變形測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步。 云南地處多地震地區(qū)，小震不斷，破壞性地震時(shí)有發(fā)生，為保證建筑物的安全，對(duì)建設(shè)和使用過程中的建筑物變形，特別是建筑沉降的觀測(cè)尤為重要。特別是近幾年在城市建成區(qū)進(jìn)行的高層和超高層建筑物的建設(shè)中（如世紀(jì)廣場(chǎng)、佳華廣場(chǎng)等），除進(jìn)行新建大廈的沉降觀測(cè)以外，增加了相鄰地基沉降的觀測(cè)，沉降觀測(cè)的內(nèi)容得到了大幅度的充實(shí)，基本覆蓋了《建筑變形測(cè)量規(guī)范》的內(nèi)容。 我省建筑物沉降觀測(cè)現(xiàn)狀 另外，作為省會(huì)城市的昆明，隨著城市的不斷增容，城市面積不斷擴(kuò)大，圍海造田形成的滇池湖濱地區(qū)也逐步成為當(dāng)前城市建設(shè)的重要組成部分。該區(qū)域地質(zhì)條件較差，目前不具備建造高樓大廈的地質(zhì)條件，即便建造較低層建筑，軟弱的回填地基存在承載力弱且承載力分布不均衡的特點(diǎn)，因此，類似區(qū)域的建筑物迫切需要進(jìn)行包括建筑物主體、相鄰地基和場(chǎng)地地面沉降的觀測(cè)。 回顧云南省二十多年的建筑物沉降觀測(cè)歷程，開展的大量民用建筑、部分工業(yè)建筑物和超高層標(biāo)志性建筑的沉降觀測(cè)，取得了海量的建筑物變形第一手觀測(cè)資料，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，得到了建筑物的設(shè)計(jì)、施工、地基地質(zhì)條件等各方面的寶貴參數(shù)信息，為今后的設(shè)計(jì)和施工積累了大量的資料。同時(shí)，參與沉降觀測(cè)的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)單位，嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)范，取得的可靠的觀測(cè)資料真實(shí)地反映了建筑物施工過程中出現(xiàn)的各種變形異常，取得的建筑物變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果，為建筑物的后續(xù)施工方案的修改（甚至是設(shè)計(jì)方案的更改），保證建筑物安全起到了重要作用，為我省的城市和經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。 第二講、水準(zhǔn)測(cè)量基本理論和方法 內(nèi)容：理解水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理；掌握微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn)、水準(zhǔn)尺和尺墊；掌握水準(zhǔn)儀的使用及檢校方法；掌握水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施（觀測(cè)、記錄和檢核）及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理（高差閉合差的調(diào)整等）方法；了解水準(zhǔn)測(cè)量的注意事項(xiàng)、精密水準(zhǔn)儀操作方法。 重點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量原理；水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。 難點(diǎn)：水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。 2.1高程測(cè)量的概念 測(cè)量地面上各點(diǎn)高程的測(cè)量工作， 稱為高程測(cè)量。 高程測(cè)量根據(jù)所使用的儀器和施測(cè)方法的不同，分為：水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、氣壓高程測(cè)量、流體靜力水準(zhǔn)測(cè)量和GPS 高程測(cè)量。 水準(zhǔn)測(cè)量具有觀測(cè)精度高、觀測(cè)和計(jì)算處理方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。 氣壓高程測(cè)量 根據(jù)大氣壓力隨高程變化的規(guī)律，用氣壓計(jì)測(cè)定兩點(diǎn)的氣壓差推算高差的方法。大氣壓力常以水銀柱高度表示，溫度為0℃時(shí) ，在緯度45°處的平均海面上大氣平均壓力約為760毫米水銀柱。 每升高約11米，大氣壓力減少1毫米水銀柱。一般氣壓計(jì)讀數(shù)精度可達(dá)0.1毫米水銀柱，約相當(dāng)于1米的高差。由于大氣壓力受氣象變化的影響較大，氣壓高程測(cè)量精度低于水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量，主要用于高差較大的丘陵地和山區(qū)的勘測(cè)工作。通常用空盒氣壓計(jì)和水銀氣壓計(jì)，前者便于攜帶，多用于野外作業(yè)，后者常用于固定測(cè)站或檢驗(yàn)前者。 2.2水準(zhǔn)測(cè)量原理 通常，水準(zhǔn)測(cè)量有高差法和儀高法兩種各種測(cè)量方法，其中，儀高法的觀測(cè)精度較低，不適于做高精度的沉降觀測(cè)，因此，下面主要介紹高差觀測(cè)法。 水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線”，測(cè)量兩點(diǎn)間高差，從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。 2.2水準(zhǔn)測(cè)量原理 標(biāo)尺讀數(shù)與測(cè)點(diǎn)地勢(shì)的關(guān)系。。。 2.2水準(zhǔn)測(cè)量原理 轉(zhuǎn)點(diǎn)的概念：當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，或兩點(diǎn)的高差太大，放置一次儀器不能測(cè)定其高差時(shí)，就需增設(shè)若干個(gè)臨時(shí)傳遞高程的立尺點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。 由多個(gè)測(cè)站和多個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)的成組連接，形成一個(gè)測(cè)段，就是連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量方法。 連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量 在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)量中， A 、 B 兩點(diǎn)間高差較大或相距較遠(yuǎn)，安置一次水準(zhǔn)儀不能測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差。此時(shí)有必要沿 A 、 B 的水準(zhǔn)路線增設(shè)若干個(gè)必要的臨時(shí)立尺點(diǎn)，即轉(zhuǎn)點(diǎn)（用作傳遞高程）。 根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺中間安置水準(zhǔn)儀來測(cè)定相鄰各點(diǎn)間高差，求和得到 A 、 B 兩點(diǎn)間的高差值。 連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量 2.3水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺 為水準(zhǔn)測(cè)量提供水平視線并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的儀器稱為水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀的種類、型號(hào)很多，按其精度可以分為DS05、DS1、DS3等型號(hào)。其中，“D”和“S”分別表示“大地測(cè)量”和“水準(zhǔn)儀”，其下標(biāo)是該類儀器每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)偶然中誤差，以毫米計(jì)。根據(jù)光學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，水準(zhǔn)儀又可以分為“微傾式”和“自動(dòng)安平式”水準(zhǔn)儀兩種。對(duì)于“自動(dòng)安平式”水準(zhǔn)儀，其精度等級(jí)依次為DSZ05、DSZ1、DSZ3等，其中的字母表示自動(dòng)安平。 常見水準(zhǔn)儀類型 水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu) 水準(zhǔn)儀由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。 水準(zhǔn)尺及種類 水準(zhǔn)測(cè)量使用的標(biāo)尺稱為水準(zhǔn)尺，是水準(zhǔn)測(cè)量的高差度量工具，主要有：?jiǎn)蚊娉摺㈦p面尺和塔尺等幾種類型，以及配合電子水準(zhǔn)儀使用的條碼標(biāo)尺。 通常用干燥、優(yōu)質(zhì)的木材制成，也有用玻璃鋼、鋁合金等材料制成。用于建筑物沉降等高精度的水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，應(yīng)該采用溫度膨脹系數(shù)很小的因鋼標(biāo)尺，除條碼尺外，一般最小刻劃為0.5厘米。 尺墊 尺墊是在連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量過程中，放置在高程傳遞的轉(zhuǎn)點(diǎn)上，以防止觀測(cè)過程中水準(zhǔn)尺下沉的裝置。 水準(zhǔn)儀的使用 在一個(gè)測(cè)站上，水準(zhǔn)儀的基本操作程序包括以下步驟： 安置儀器 粗略整平 對(duì)光和照準(zhǔn) 精確整平（僅微傾式水準(zhǔn)儀需要） 讀數(shù) 安置儀器 安置儀器的過程是將水準(zhǔn)儀器安置到腳架上的過程。儀器安置高度應(yīng)適中（與觀測(cè)員身高相適應(yīng)），目估架頭大致水平，并牢固地架設(shè)在地面上。 粗略整平 粗略整平簡(jiǎn)稱粗平，是轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，達(dá)到儀器豎軸豎直，儀器旋轉(zhuǎn)時(shí)，為視線在各方向精確水平創(chuàng)造條件。 1、方法：對(duì)向轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋 1 、 2 ——使氣泡移至 1 、 2 方向的中間——轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋 3 ，使氣泡居中。 2、規(guī)律：氣泡移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。 對(duì)光和照準(zhǔn) 對(duì)光和照準(zhǔn)是為了精確讀取水準(zhǔn)標(biāo)尺的刻劃和注記而調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的目鏡、物鏡的焦距和視線方向的過程。一般按以下五個(gè)過程： 1、目鏡對(duì)光 2、概略照準(zhǔn) 3、物鏡對(duì)光 4、精確照準(zhǔn) 5、消除視差 目鏡對(duì)光 調(diào)節(jié)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰。 概略照準(zhǔn) 松開制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡上的準(zhǔn)星和照門（缺口）瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后旋緊制動(dòng)螺旋。 物鏡對(duì)光 轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋，使水準(zhǔn)尺成像清晰。 精確照準(zhǔn) 轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡的微動(dòng)螺旋，使十字絲縱絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺邊緣或縱絲平分水準(zhǔn)尺，以利于用中橫絲的中央部分截取水準(zhǔn)尺讀數(shù)。 消除視差 視差是指眼睛在目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，十字絲與目標(biāo)像（水準(zhǔn)尺像）有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。視差對(duì)照準(zhǔn)和讀數(shù)影響很大，故在讀數(shù)前必須予以消除。視差產(chǎn)生的原因是目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。消除方法是仔細(xì)重新進(jìn)行物鏡對(duì)光，如果仍然不能消除，須再重新進(jìn)行目鏡對(duì)光，直至成像清晰、讀數(shù)不變?yōu)橹埂?精平與讀數(shù) 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使符合水準(zhǔn)器的氣泡吻合，表示視線精確水平，隨即可以讀數(shù)。對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，儀器內(nèi)部有一個(gè)補(bǔ)償透鏡，能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的視準(zhǔn)軸不平行進(jìn)行補(bǔ)償，因此，該類水準(zhǔn)儀沒有管水準(zhǔn)器，不需要進(jìn)行精平操作，調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器居中，即可照準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行對(duì)光、讀數(shù)。 電子水準(zhǔn)儀也不需要精平操作，圓水準(zhǔn)器居中，即可照準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行對(duì)光、讀數(shù)。 讀數(shù)方法示意 精密水準(zhǔn)儀配套使用的水準(zhǔn)尺，尺面注記的特點(diǎn)是：尺面注記的各分劃數(shù)值均為實(shí)際長度的2倍，即5cm的格值注記為1分米。 因此，在尺面上讀數(shù)的1/2才是實(shí)際讀數(shù)。所以用這種尺測(cè)量高差時(shí)，須將觀測(cè)高差值除以2，才是實(shí)際高差。 2.4水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施與成果整理 通過水準(zhǔn)測(cè)量方法獲得其高程的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)可作為引測(cè)高程的依據(jù)。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性兩種。永久水準(zhǔn)點(diǎn)是國家有關(guān)專業(yè)測(cè)量單位，按統(tǒng)一的精度要求在全國各地建立的國家級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)。 沉降觀測(cè)中埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)屬于臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，一般在項(xiàng)目完成之后就不再使用。 水準(zhǔn)路線 由一系列水準(zhǔn)點(diǎn)間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過的路線，稱為水準(zhǔn)路線。 水準(zhǔn)路線依據(jù)工程的性質(zhì)和測(cè)區(qū)情況，可布設(shè)成以下三種形式： 閉合水準(zhǔn)路線 附和水準(zhǔn)路線 支水準(zhǔn)路線 以上三種水準(zhǔn)路線，我們叫做單一水準(zhǔn)路線。 閉合水準(zhǔn)路線 由已知點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)BM1經(jīng)過一系列的未知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)測(cè)量之后，又回到原已知點(diǎn)BM1的水準(zhǔn)路線稱為閉合水準(zhǔn)路線（或簡(jiǎn)稱水準(zhǔn)環(huán)線）。 建筑物變形測(cè)量規(guī)范規(guī)定，建筑物的沉降觀測(cè)應(yīng)盡量采用閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行沉降點(diǎn)的高程聯(lián)測(cè)。 附和水準(zhǔn)路線 兩個(gè)不同的已知水準(zhǔn)點(diǎn)之間的水準(zhǔn)測(cè)量路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。如從已知點(diǎn)BM1到已知點(diǎn)BM2的水準(zhǔn)測(cè)量方法。 支水準(zhǔn)路線 由一個(gè)已知點(diǎn)BM1到某一待定水準(zhǔn)點(diǎn)A的水準(zhǔn)測(cè)量路線，稱為水準(zhǔn)支線。由于水準(zhǔn)支線沒有路線閉合（或附合差）校核，路線高差沒有多余觀測(cè)而無法進(jìn)行路線高差的平差計(jì)算，因此，除非不具備閉合和附和路線條件，不宜在高精度的水準(zhǔn)測(cè)量中采用。 水準(zhǔn)網(wǎng) 若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成的較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)圖形，稱為水準(zhǔn)網(wǎng)。 因此，單一水準(zhǔn)路線不包括水準(zhǔn)網(wǎng)。 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（外業(yè)） 1、單站水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法： 一個(gè)水準(zhǔn)測(cè)站的安置，應(yīng)在兩點(diǎn)之間前、后視距大致相等處安置儀器，進(jìn)行粗平，前后視距差應(yīng)符合規(guī)范要求； 為及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用“兩次儀器高法”或 “雙面尺法”。關(guān)于這兩種觀測(cè)方法的限差應(yīng)符合國家相關(guān)規(guī)范中規(guī)定； 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)（后視點(diǎn)）上的水準(zhǔn)尺，精平后用中橫絲讀數(shù)（后視讀數(shù)）； 松開制動(dòng)螺旋，瞄準(zhǔn)待定點(diǎn)（前視點(diǎn)）上所立的水準(zhǔn)尺，精平以后用中橫絲讀數(shù)（前視讀數(shù)）； 計(jì)算本站高差（或按此高差再推算待定點(diǎn)高程），即完成一個(gè)測(cè)站的施測(cè)工作； 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于各種不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量，不同觀測(cè)方向（如往測(cè)或返測(cè)過程）的不同測(cè)站序號(hào)的讀數(shù)順序有具體規(guī)定，以消除尺墊下沉誤差。 如：后前前后、前后后前、后后前前等。 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（外業(yè)） 2、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)方法： 在實(shí)際測(cè)量工作中，由于起點(diǎn)和終點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)或高差較大，安置一個(gè)測(cè)站不能全部通視，需要把兩點(diǎn)間距分成若干段，然后連續(xù)多次安置儀器，重復(fù)一個(gè)測(cè)站的簡(jiǎn)單水準(zhǔn)測(cè)量過程，這樣的水準(zhǔn)測(cè)量稱為連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量，其特點(diǎn)就是工作的連續(xù)性。 如圖所示，由已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMA起始，向待定高程的BMB點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量（若為閉合水準(zhǔn)路線，則最后回到起始點(diǎn)，施測(cè)過程相似）。 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（外業(yè)） 3、水準(zhǔn)測(cè)量記錄表 水準(zhǔn)測(cè)量中，把安置儀器的位置稱為測(cè)站，立尺的位置稱為測(cè)點(diǎn)。各測(cè)站觀測(cè)的后視讀數(shù)、前視讀數(shù)、高差的計(jì)算，高程的推算均應(yīng)隨測(cè)隨記，并保證記錄的原始性和真實(shí)性。 水準(zhǔn)測(cè)量的檢核和成果處理 一般情況下，水準(zhǔn)測(cè)量都形成一定規(guī)模的水準(zhǔn)路線。而水準(zhǔn)路線由一系列的水準(zhǔn)測(cè)站組成，因此，水準(zhǔn)測(cè)量的檢核和成果處理包括對(duì)測(cè)站數(shù)據(jù)和路線數(shù)據(jù)的檢核與處理。 測(cè)站檢核，只能檢核單個(gè)測(cè)站的觀測(cè)精度，一般在野外測(cè)量過程中根據(jù)規(guī)范要求即時(shí)進(jìn)行檢核，超限時(shí)將即時(shí)進(jìn)行重測(cè)。 至于轉(zhuǎn)點(diǎn)位置變動(dòng)，外界環(huán)境的影響等，雖然在一個(gè)測(cè)站上反映不明顯，但是這些誤差積累的結(jié)果會(huì)影響整個(gè)路線成果的精度，因此必須進(jìn)行路線成果的檢核。 檢核的方法是將路線觀測(cè)高差與理論高差值相比較，其差值稱為高差閉合差，用來檢查錯(cuò)誤和評(píng)定水準(zhǔn)路線成果的測(cè)量精度。 計(jì)算閉合差 1、閉合水準(zhǔn)路線： 根據(jù)網(wǎng)型，閉合水準(zhǔn)路線各段高差代數(shù)和的理論值應(yīng)等于零，但實(shí)際上，由于各站觀測(cè)高差存在誤差，致使各段觀測(cè)高差的代數(shù)和不等于零，稱之為閉合差。 即 2、附合水準(zhǔn)路線： 對(duì)于附合水準(zhǔn)路線，路線上各段高差代數(shù)和的理論值應(yīng)等于兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)間的已知高差，同樣由于有測(cè)量誤差，致使各段觀測(cè)高差的代數(shù)和不等于理論值而產(chǎn)生高差閉合差，即 容易混淆的概念 水準(zhǔn)測(cè)量中，當(dāng)要求進(jìn)行往返測(cè)、單程雙測(cè)站或單程雙路線觀測(cè)時(shí)，對(duì)每一測(cè)段均至少有兩個(gè)觀測(cè)高差。其中，往返測(cè)的高差符號(hào)相反，其余兩種觀測(cè)的高差符號(hào)一致。 對(duì)此兩個(gè)高差的互差（往返不符值，或者雙路線所測(cè)高差之差），規(guī)范有相應(yīng)的限差規(guī)定，允許誤差與測(cè)站數(shù)或路線長度有關(guān)。 該誤差容易與閉合路線的閉合差或者附合路線的附合差相混淆。 記住一個(gè)最重要的區(qū)別：閉合差或者附合差，是與路線相關(guān)的，可能是一個(gè)環(huán)線，或者一個(gè)附合路線；往返不符值，或者雙路線所測(cè)高差之差針對(duì)的是一個(gè)測(cè)段而言，即一個(gè)閉合路線或者一個(gè)附合路線，由多個(gè)測(cè)段組成，相應(yīng)有多個(gè)往返不符值，或者雙路線所測(cè)高差之差。 分配閉合差 1、高差閉合差限差（容許誤差） 水準(zhǔn)測(cè)量中產(chǎn)生的路線閉合差，根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)的不同，規(guī)范規(guī)定了相應(yīng)的限差（容許誤差），該容許誤差除與觀測(cè)等級(jí)有關(guān)外，往往使用路線長度或者測(cè)站數(shù)進(jìn)行規(guī)定，如 mm的規(guī)定中，N為路線的測(cè)站數(shù)。關(guān)于該限差的具體數(shù)值，請(qǐng)參照相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。 高差閉合差的分配又叫平差計(jì)算，是為了分配觀測(cè)誤差。要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，平差計(jì)算并不能提高觀測(cè)精度，也不能提高成果質(zhì)量，只能從數(shù)學(xué)上比較合理地分配野外觀測(cè)中引入的偶然誤差，并得到一個(gè)精度評(píng)定結(jié)果。 分配閉合差 2、分配原則： 根據(jù)誤差傳播律，水準(zhǔn)測(cè)量的精度與路線長度（或者測(cè)站數(shù)）成反比，即觀測(cè)的路線越長，測(cè)站數(shù)越多，觀測(cè)的誤差累積將越大，精度越低。因此，水準(zhǔn)路線的閉合差的改正值與距離 L 或測(cè)站數(shù) n 成正比，即使用路線長度或者測(cè)站數(shù)作為權(quán)重，將高差閉合差反號(hào)分配到各段高差上。 計(jì)算待定點(diǎn)高程 待定點(diǎn)就是我們常常說的未知高程值的測(cè)點(diǎn)，可以是在進(jìn)行控制測(cè)量中的水準(zhǔn)點(diǎn)，也可能就是進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)時(shí)安置在建筑物上的沉降點(diǎn)。 用經(jīng)過閉合差改正、正高改正等各項(xiàng)改正后的高差和已知點(diǎn)的高程，來逐段推算各待定點(diǎn)的高程。 已知點(diǎn)就是高程值為已知的水準(zhǔn)點(diǎn)，一般是更高等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量得到的水準(zhǔn)點(diǎn)�？赡苁菄�家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)，也可能是進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)中的控制點(diǎn)、工作基點(diǎn)、檢測(cè)點(diǎn)等。 水準(zhǔn)測(cè)量的成果實(shí)例 【例】如圖為按圖根水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)某附合水準(zhǔn)路線觀測(cè)成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，圖中箭頭表示水準(zhǔn)測(cè)量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測(cè)得的兩點(diǎn)間的高差(以m為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的長度(以km為單位)，試計(jì)算待定點(diǎn)1、2、3點(diǎn)的高程。 解算步驟 第一步計(jì)算高差閉合差： 第二步計(jì)算限差： 解算步驟 第三步計(jì)算每 km 改正數(shù)： 第四步計(jì)算各段高差改正數(shù)： 四舍五入后，使 故有： V1 = - 8mm ， V2 = - 11mm ， V3 = - 8mm ， V4 = - 10mm 解算步驟 第五步計(jì)算各段改正后高差后，計(jì)算 1 、 2 、 3 各點(diǎn)的高程。 　　改正后高差 = 改正前高差 + 改正數(shù) Vi 　　H1 = HBM-A + (h1 + V1 ) = 45.286+2.323 = 47.609(m) 　　H2 = H1 + (h2 + V2 ) = 47.509+2.802 = 50.411(m) 　　H3 = H2 + (h3 + V3 ) = 50.311-2.252 = 48.159(m) 　　HBM-B = H3 + (h4 + V4 ) = 48.059+1.420 = 49.579(m) 第三講、測(cè)量誤差理論基礎(chǔ) 內(nèi)容：了解測(cè)量誤差來源及產(chǎn)生的原因；掌握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特點(diǎn)及其處理方法；理解精度評(píng)定的指標(biāo)（中誤差、相對(duì)誤差、容許誤差）的概念；了解水準(zhǔn)測(cè)量各項(xiàng)誤差及減少誤差應(yīng)注意的事項(xiàng)；了解誤差傳播定律的應(yīng)用。 重點(diǎn)：系統(tǒng)誤差和偶然誤差的特點(diǎn)及其處理方法；水準(zhǔn)測(cè)量各項(xiàng)誤差及減少誤差應(yīng)注意的事項(xiàng)。 難點(diǎn)：中誤差、相對(duì)誤差、容許誤差的概念；誤差傳播定律的應(yīng)用。 3.1測(cè)量誤差的概念 在同一量的各觀測(cè)值之間，或在各觀測(cè)值與其理論上的應(yīng)有值之間存在差異的現(xiàn)象，在測(cè)量工作中是普遍存在的。這是由于觀測(cè)值中包含有觀測(cè)誤差的緣故。觀測(cè)誤差的產(chǎn)生，原因很多，概括起來有以下三個(gè)方面： 測(cè)量儀器 觀測(cè)者 外界條件 測(cè)量儀器引起的誤差： 測(cè)量工作通常是利用測(cè)量儀器進(jìn)行的。由于每一種儀器只具有一定限度的精密度，因而使觀測(cè)值的精密度受到了一定的限制。 同時(shí)，儀器本身也有一定的誤差，例如水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)軸，水準(zhǔn)尺的分劃誤差等等。 因此，使用這樣的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺進(jìn)行觀測(cè)，就會(huì)使水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。 觀測(cè)者引起的誤差： 由于觀測(cè)者的感覺器官的鑒別能力有一定的局限性，所以在儀器的安置、照準(zhǔn)、讀數(shù)等方面都會(huì)產(chǎn)生誤差。 同時(shí)，觀測(cè)者的工作態(tài)度和技術(shù)水平，也是對(duì)觀測(cè)成果質(zhì)量有直接影響的重要因素。 外界條件引起的誤差： 觀測(cè)時(shí)所處的外界條件，如溫度、濕度、風(fēng)力、大氣折光等因素都會(huì)對(duì)觀測(cè)結(jié)果直接產(chǎn)生影響； 同時(shí)，隨著溫度的高低，濕度的大小，風(fēng)力的強(qiáng)弱以及大氣折光的不同，它們對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響也隨之不同，因而在這樣的客觀環(huán)境下進(jìn)行觀測(cè)，就必然使觀測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生誤差。 測(cè)量誤差的分類： 誤差按其對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的性質(zhì)，可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 系統(tǒng)誤差與偶然誤差在觀測(cè)過程中總是同時(shí)產(chǎn)生的。 系統(tǒng)誤差： 1、定義：在相同觀測(cè)條件下，對(duì)某量進(jìn)行一系列觀測(cè)，如誤差出現(xiàn)符號(hào)和大小均相同或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。 2、特點(diǎn)：具有積累性，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響大，但可通過一般的改正或用一定的觀測(cè)方法加以消除。 3、舉例：如標(biāo)尺長度誤差、標(biāo)尺零點(diǎn)差、水準(zhǔn)儀i角誤差等�？梢苑謩e采用雙數(shù)站上點(diǎn)和保持前后尺視距相等的方法進(jìn)行消除。 偶然誤差： 　1、定義：在相同觀測(cè)條件下，對(duì)某量進(jìn)行一系列觀測(cè)，如誤差出現(xiàn)符號(hào)和大小均不一定，這種誤差稱為偶然誤差。但具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 　2、特點(diǎn)： 　　（1）具有一定的范圍。 　　（2）絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)概率大。 　�。�3）絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同。 　　（4）數(shù)學(xué)期限望等于零。即： 偶然誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律： 3.2 衡量精度的指標(biāo) 在一定的觀測(cè)條件下進(jìn)行的一組觀測(cè)，它對(duì)應(yīng)著一種確定的誤差分布。如果分布較為密集，即離散度較小時(shí)，則表示該組觀測(cè)質(zhì)量較好，也就是說，這一組觀測(cè)精度較高；反之，如果分布較為離散，即離散度較大時(shí)，則表示該組觀測(cè)質(zhì)量較差，也就是說，這一組觀測(cè)精度較低。 因此，所謂精度，就是指誤差分布的密集或離散的程度，也就是指離散度的大小，假如兩組觀測(cè)成果的誤差分布相同，便是兩組觀測(cè)成果的精度相同；反之，若誤差分布不同，則精度也就不同。 3.2 衡量精度的指標(biāo) 在實(shí)際工作中，人們需要對(duì)精度有一個(gè)數(shù)字概念，這個(gè)具體的數(shù)字應(yīng)該能夠反映誤差分布的密集或離散的程度，即應(yīng)該能夠反映其離散度的大小，因此稱它為衡量精度的指標(biāo)。 測(cè)量上常見的精度指標(biāo)有：方差和中誤差、相對(duì)誤差、極限誤差。 方差和中誤差 方差：　　 　　 Δ—— 某量的真誤差， [] ——求和符號(hào)。 規(guī)律：標(biāo)準(zhǔn)差σ估值（中誤差m）絕對(duì)值愈小，觀測(cè)精度愈高。 在測(cè)量中，n為有限值，計(jì)算中誤差m 的方法，有以下兩種： 用真誤差來確定中誤差——適用于觀測(cè)量真值已知時(shí)。 真誤差Δ——觀測(cè)值與其真值之差，有： 　　 標(biāo)準(zhǔn)差 　　 中誤差（標(biāo)準(zhǔn)差估值） ，n 為觀測(cè)值個(gè)數(shù)。 應(yīng)用實(shí)例：測(cè)角三角網(wǎng)中，單個(gè)三角形的三個(gè)內(nèi)角觀測(cè)值之和與理論值180°之差，即真誤差。閉合水準(zhǔn)路線的各測(cè)段高差之和應(yīng)為0，如不為0，該閉合差為真誤差。 用改正數(shù)來確定中誤差（白塞爾公式）——適用于觀測(cè)量真值未知時(shí)。 相對(duì)中誤差 對(duì)于某些觀測(cè)結(jié)果，有時(shí)單靠中誤差還不能完全表達(dá)觀測(cè)結(jié)果的好壞。例如，分別丈量了1000m及80m的兩段距離，觀測(cè)值的中誤差均為±2cm，雖然兩者的中誤差相同，但就單位長度而言，兩者的精度并不相同。顯然前者的相對(duì)精度比后者要高。此時(shí)，須采用另一種辦法來衡量精度，通常采用相對(duì)中誤差，它是中誤差與觀測(cè)值之比。相對(duì)中誤差是個(gè)無名數(shù)，在測(cè)量中一般將分子化為1，即用 表示。 1、相對(duì)中誤差 = 2、往返測(cè)較差率 K= 極限誤差（容許誤差） 偶然誤差服從正態(tài)分布，即一組正常的觀測(cè)值中，誤差數(shù)值大的出現(xiàn)概率小，而數(shù)值小的出現(xiàn)概率大。根據(jù)概率論，絕對(duì)值大于三倍中誤差的偶然誤差出現(xiàn)的概率接近于零，是小概率事件，或者說這是實(shí)際上的不可能事件。因此，通常以三倍中誤差作為偶然誤差的極限值，并稱為極限誤差。實(shí)踐中，也有采用2σ作為極限誤差的。實(shí)用上，則以中誤差的估值m代替σ，即以3m或2m作為極限誤差。 在測(cè)量工作中，如果某誤差超過了極限誤差，那就可以認(rèn)為它是錯(cuò)誤，相應(yīng)的觀測(cè)值應(yīng)舍去不用。 3.3 誤差傳播定律及其應(yīng)用 一、誤差傳播定律 在實(shí)際測(cè)量工作中，某些量是我們無法直接觀測(cè)得到的，而是由觀測(cè)值通過一定的函數(shù)關(guān)系間接計(jì)算出來的，即常常遇到目標(biāo)量是觀測(cè)值的函數(shù)。如，一個(gè)水準(zhǔn)測(cè)站的高差由公式 求得，其中高差h是我們需要的最終觀測(cè)結(jié)果，標(biāo)尺讀數(shù)a和b是我們能夠直接觀測(cè)的數(shù)值。當(dāng)我們知道了標(biāo)尺讀數(shù)的誤差時(shí)，如何計(jì)算得到高差觀測(cè)值的誤差呢？這兩個(gè)誤差之間存在什么樣的關(guān)系呢？我們將這種關(guān)系成為誤差傳播定律。 3.3 誤差傳播定律及其應(yīng)用 一般地，我們往往觀測(cè)得到的是設(shè) 、 … 為相互獨(dú)立的直接觀測(cè)量，且存在函數(shù)關(guān)系 則有： 　　　 上式即為觀測(cè)值函數(shù)的誤差計(jì)算公式，即誤差傳播律。 誤差傳播律應(yīng)用 在水準(zhǔn)測(cè)量中，讀數(shù) a 與 b 的誤差分別為 ma = ±3mm 與 mb = ±4mm ，則高差 h 的中誤差 mh 等于多少？ 解：高差計(jì)算公式為： h=a - b 由函數(shù)形式可知其屬于和差函數(shù)，則根據(jù)誤差傳播定律可知： mh = ± 3.4 水準(zhǔn)測(cè)量誤差及注意事項(xiàng) 我們知道，測(cè)量誤差的產(chǎn)生有儀器設(shè)備（測(cè)量儀器）、觀測(cè)方法（觀測(cè)者）和觀測(cè)條件（外界條件）等幾個(gè)因素。 同樣，水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來源也與上述幾個(gè)因素有關(guān)。 儀器設(shè)備誤差及注意事項(xiàng) 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 儀器經(jīng)過校正，還會(huì)有兩軸不平行的殘余誤差（稱為i角）。 這項(xiàng)誤差的大小是與儀器至標(biāo)尺的距離成正比的，所以在觀測(cè)時(shí)采用前、后視距相等的方法可減弱或消除此項(xiàng)誤差影響。 i角誤差及其消除方法 水準(zhǔn)尺的誤差及消除方法 這項(xiàng)誤差包括尺長誤差、分劃誤差和零點(diǎn)誤差。 對(duì)于尺長誤差和分劃誤差不符合規(guī)定要求的水準(zhǔn)尺，均不能使用。 分劃誤差是一個(gè)隨機(jī)誤差，沒有辦法消除，因此，超過限差，標(biāo)尺不能使用。 尺長誤差為一個(gè)系統(tǒng)誤差，可以采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行改正，前提是尺長誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。 一對(duì)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差及消除方法 水準(zhǔn)尺低端磨損或底部粘上泥土，致使尺底的零點(diǎn)位置發(fā)生改變，稱為水準(zhǔn)尺零點(diǎn)誤差。 測(cè)量時(shí)由于用的一副（二根）尺，尺底磨損情況不同，因此引起一副尺零點(diǎn)差，測(cè)量過程中，用兩根尺交替作為后視尺和前視尺，并在每測(cè)段設(shè)置偶數(shù)站施測(cè)，則可消除此項(xiàng)誤差的影響。 一對(duì)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差及消除方法 在建筑物沉降觀測(cè)中，由于測(cè)點(diǎn)設(shè)置比較密集，兩個(gè)相鄰測(cè)點(diǎn)往往僅有十幾米到幾十米，意味著隨時(shí)可能都要上點(diǎn)，在實(shí)際操作中，保證兩個(gè)相鄰測(cè)點(diǎn)間均以偶數(shù)站施測(cè)，一定程度上影響工作效率。因此，在《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中規(guī)定，可以單數(shù)站上點(diǎn)，但是必須加入零點(diǎn)不等差改正。 在此需要特別注意，即使采用加入零點(diǎn)不等差改正來消除單數(shù)站上點(diǎn)時(shí)的零點(diǎn)不等誤差，也必須正確跟蹤標(biāo)尺放置位置，因?yàn)橐粚?duì)標(biāo)尺的零點(diǎn)不等差是與標(biāo)尺的放置順序密切相關(guān)的，如果標(biāo)尺放置順序跟蹤錯(cuò)誤，改正數(shù)的符號(hào)將相反，改正數(shù)值翻倍，造成錯(cuò)誤的改正。 一對(duì)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差及消除方法 設(shè)a號(hào)尺和b號(hào)尺組成一對(duì)野外測(cè)量使用的標(biāo)尺，且兩根標(biāo)尺存在的零點(diǎn)不等差為δh零，我們假設(shè)該零點(diǎn)差是因?yàn)閍號(hào)尺底部存在磨損，b號(hào)尺沒有磨損，將該誤差直接加到a尺上，即儀器在a號(hào)尺上的讀數(shù)為a+δh零。 當(dāng)在奇數(shù)站觀測(cè)時(shí)，a尺在后，b尺在前，測(cè)站高差為h單=(a單+δh零)-b單;在雙數(shù)站時(shí)， b尺在后，a尺在前，測(cè)站高差為h雙=b雙-(a雙+δh零)。 假設(shè)該測(cè)段一共為兩站，則測(cè)段高差為: h單+h雙= (a單+δh零)-b單+ b雙-(a雙+δh零) = a單+δh零-b單+ b雙-a雙-δh零 = a單-b單+ b雙-a雙 可見，零點(diǎn)差得到消除。 觀測(cè)誤差及注意事項(xiàng) 觀測(cè)過程中引入的誤差一般包括： 水準(zhǔn)管氣泡未嚴(yán)格居中 估讀水準(zhǔn)尺的讀數(shù)誤差 視差未消除 水準(zhǔn)尺傾斜的誤差 觀測(cè)誤差及注意事項(xiàng) 水準(zhǔn)管氣泡未嚴(yán)格居中 氣泡未嚴(yán)格居中，是由于操作不認(rèn)真和人眼鑒別能力有限等原因造成的。 因此，對(duì)于微傾式水準(zhǔn)儀，每次讀數(shù)前都要仔細(xì)使水準(zhǔn)管氣泡精確居中，并且立即果斷讀數(shù)。 對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀，無管水準(zhǔn)。 觀測(cè)誤差及注意事項(xiàng) 估讀水準(zhǔn)尺的讀數(shù)誤差 此項(xiàng)誤差除與人眼分辨能力有關(guān)外，還與望遠(yuǎn)鏡放大率和照準(zhǔn)目標(biāo)的距離有關(guān)。 因此，行業(yè)規(guī)范中，對(duì)不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)定了最長視距限制。 觀測(cè)誤差及注意事項(xiàng) 視差未消除 由于存在視差，對(duì)讀數(shù)會(huì)帶來很大誤差，需要將物鏡和目鏡再次仔細(xì)對(duì)光，直至消除視差為止。 觀測(cè)誤差及注意事項(xiàng) 水準(zhǔn)尺傾斜的誤差 水準(zhǔn)尺左右傾斜，觀測(cè)者在望遠(yuǎn)鏡中很容易發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)糾正。水準(zhǔn)尺前后傾斜，在望遠(yuǎn)鏡中不易發(fā)現(xiàn)，由此帶來的讀數(shù)誤差較大。讀數(shù)時(shí)將水準(zhǔn)尺前后慢慢俯仰，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到讀數(shù)隨之變化，當(dāng)尺子扶直時(shí)，讀數(shù)最小，所以應(yīng)讀最小的數(shù)。 外界條件的影響及注意事項(xiàng) 地球曲率和大氣折光的影響 對(duì)于一個(gè)小區(qū)域，地球曲率和大氣折光系數(shù)可以認(rèn)為是一個(gè)定值，因此，對(duì)該類影響可以采用等距離觀測(cè)法來削弱。 但是對(duì)于大氣折光的影響，視線越接近地表，由于地表溫度差異較大，造成大氣折光變化更加復(fù)雜，大氣折光對(duì)讀數(shù)精度的影響也越大，因此，在各等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范中，均做了最低視線的限制。 中天（即正午前后一段時(shí)間）期間由于太陽光線照射強(qiáng)烈，地表溫度較高，大氣折光較強(qiáng)，因此，對(duì)于高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量，規(guī)定中天時(shí)段禁止觀測(cè)，也是為了減少大氣折光的影響。 外界條件的影響及注意事項(xiàng) 陽光照射 當(dāng)水準(zhǔn)管受到烈日的直接照射時(shí)，氣泡會(huì)向溫度高的方向移動(dòng)，因此影響視線的精密水平，所以烈日下作業(yè)應(yīng)撐傘遮陽避免氣泡不穩(wěn)。 外界條件的影響及注意事項(xiàng) 風(fēng)力影響 當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，儀器受風(fēng)的吹動(dòng)，致使視線跳動(dòng)引起讀數(shù)誤差，所以當(dāng)風(fēng)力超過四級(jí)時(shí)應(yīng)停止施測(cè)。 對(duì)于電子水準(zhǔn)儀，大風(fēng)力容易造成較大讀數(shù)誤差，甚至不能正常讀數(shù)。 沉降觀測(cè)中測(cè)點(diǎn)的誤差來源 沉降觀測(cè)屬于水準(zhǔn)測(cè)量的范疇，具體來說屬于水準(zhǔn)復(fù)測(cè)方法，因此，除具有常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量的存在的誤差外，還有起算點(diǎn)變動(dòng)帶來的誤差。 水準(zhǔn)測(cè)量的團(tuán)隊(duì)精神作用 為提高測(cè)量成果的精度，測(cè)量過程中對(duì)每一個(gè)數(shù)字，每一步操作，都要認(rèn)真，不出差錯(cuò)。要認(rèn)識(shí)到偶然的粗心大意就可能造成局部或全部的返工。測(cè)量工作是一項(xiàng)集體完成的任務(wù)，觀測(cè)、記錄、扶尺人員都要互相協(xié)作，緊密配合，要有團(tuán)隊(duì)精神。 同時(shí)，對(duì)于建筑物沉降觀測(cè)，相比等級(jí)路線水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)量環(huán)境更加復(fù)雜。雖然路線較短，但是處在施工區(qū)域，各種危險(xiǎn)因素、不穩(wěn)定因素、視線遮擋等情況時(shí)常困擾著現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員，測(cè)量作業(yè)組更加需要團(tuán)結(jié)協(xié)作，應(yīng)以優(yōu)質(zhì)的觀測(cè)質(zhì)量盡快完成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，盡可能減少外業(yè)返工的情況。 第四講、建筑物沉降觀測(cè)方法及實(shí)例 內(nèi)容：建筑物沉降觀測(cè)的等級(jí)劃分；沉降觀測(cè)方法及各種觀測(cè)限差規(guī)定；建筑物沉降狀態(tài)的判定指標(biāo)以及不同階段的觀測(cè)方案； 各種沉降觀測(cè)參量的計(jì)算；建筑物沉降觀測(cè)應(yīng)提交的成果資料、圖表類型；某建筑物沉降的項(xiàng)目實(shí)例。 重點(diǎn)：沉降觀測(cè)方法；建筑物沉降狀態(tài)判定指標(biāo)及觀測(cè)方案；掌握各種參數(shù)的計(jì)算和圖表的制作方法。 難點(diǎn)：建筑物沉降狀態(tài)判定指標(biāo)的理解和不同階段的觀測(cè)方案，以及階段或最終報(bào)告的編寫。 觀測(cè)建筑類型規(guī)定 《建筑物變形測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，下列建筑在施工和使用期間應(yīng)進(jìn)行變形測(cè)量： 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑； 復(fù)合地基或軟弱地基上的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑； 加層、擴(kuò)建建筑； 受鄰近深基坑開挖施工影響或受場(chǎng)地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑； 需要積累經(jīng)驗(yàn)或進(jìn)行設(shè)計(jì)反分析的建筑。 高程系統(tǒng)選擇 沉降觀測(cè)的高程系統(tǒng)宜采用國家高程系統(tǒng)或所在地方使用的高程系統(tǒng)，也可采用獨(dú)立系統(tǒng)。 我國目前采用的高程基準(zhǔn)是 ：1985年國家高程基準(zhǔn) 。 當(dāng)采用獨(dú)立系統(tǒng)時(shí)，必須在技術(shù)設(shè)計(jì)書和技術(shù)報(bào)告書中明確說明。 觀測(cè)等級(jí)確定 沉降觀測(cè)工作開始之前，應(yīng)根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的等級(jí)和要求、測(cè)量目的、任務(wù)要求以及測(cè)區(qū)條件進(jìn)行施測(cè)方案設(shè)計(jì)，確定精度級(jí)別。一般情況下，可根據(jù)需要按變形觀測(cè)點(diǎn)的高程中誤差或相鄰變形觀測(cè)點(diǎn)的高差中誤差，確定監(jiān)測(cè)精度等級(jí)。一個(gè)測(cè)區(qū)的精度級(jí)別一旦確定，將決定測(cè)點(diǎn)布設(shè)、觀測(cè)方法、使用的儀器設(shè)備等一系列要求。 各等級(jí)建筑物沉降觀測(cè)的精度指標(biāo)和使用范圍見下表。 觀測(cè)等級(jí)確定 觀測(cè)點(diǎn)的布置和埋設(shè) 建筑物沉降觀測(cè)是建筑質(zhì)量和安全的檢測(cè)、測(cè)量和監(jiān)視的過程，一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)，是測(cè)量和評(píng)價(jià)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的質(zhì)量和安全狀態(tài)的重要前提，因此，沉降觀測(cè)的觀測(cè)點(diǎn)布置和埋設(shè)包括以下兩個(gè)方面： 高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的布置和埋設(shè) 沉降點(diǎn)的布置和埋設(shè) 高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的布置和埋設(shè) 網(wǎng)型布設(shè)： 沉降觀測(cè)是通過水準(zhǔn)復(fù)測(cè)方法獲得設(shè)置在建筑物上的沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程變化的。水準(zhǔn)測(cè)量是建立在高差測(cè)量基礎(chǔ)上的，不能直接獲得未知點(diǎn)的精密高程值，因此，沉降觀測(cè)中必須設(shè)置高程基準(zhǔn)點(diǎn)（即高程為已知的固定水準(zhǔn)點(diǎn)），以便在后續(xù)的觀測(cè)中從該點(diǎn)進(jìn)行未知點(diǎn)的高程推算。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)離所測(cè)建筑距離較遠(yuǎn)致使水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)不方便，甚至可能造成測(cè)量精度顯著降低時(shí)，應(yīng)設(shè)置工作基點(diǎn)。 因此，監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)由基準(zhǔn)點(diǎn)和部分工作基點(diǎn)組成。 高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的布置和埋設(shè) 網(wǎng)型布設(shè)： 為了確定高程基準(zhǔn)點(diǎn)是否穩(wěn)定可靠，特級(jí)沉降觀測(cè)的高程基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于4個(gè)；其它級(jí)別沉降觀測(cè)的高程基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于3個(gè)。高程工作基點(diǎn)可根據(jù)需要設(shè)置�；鶞�(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)應(yīng)形成閉合環(huán)或形成由附合路線構(gòu)成的結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。 高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的布置和埋設(shè) 網(wǎng)型布設(shè)： 客觀地說，沉降觀測(cè)僅僅是為了監(jiān)測(cè)建筑物在施工和使用過程中的穩(wěn)定狀況，保證建筑物的施工質(zhì)量和安全，采用何種高程系是無關(guān)緊要的，只要能夠保證基準(zhǔn)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠的，可以為沉降點(diǎn)的變形測(cè)量提供基準(zhǔn)即可。 但是，出于數(shù)據(jù)連續(xù)性、施工可以使用、規(guī)范性和方便檢查等幾個(gè)因素的考慮，沉降觀測(cè)中應(yīng)盡量采用與地方坐標(biāo)（或施工坐標(biāo)）有聯(lián)系的高程為起算值。 高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的布置和埋設(shè) 點(diǎn)位選擇和埋設(shè)： 沉降觀測(cè)的工作基點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在觀測(cè)區(qū)域以外、位置穩(wěn)定、易于長期保存的地方。在建筑區(qū)內(nèi)，其點(diǎn)位與鄰近建筑的距離應(yīng)大于建筑基礎(chǔ)最大寬度的2倍，其標(biāo)石埋深應(yīng)大于鄰近建筑基礎(chǔ)的深度。高程基準(zhǔn)點(diǎn)也可選擇在基礎(chǔ)深且穩(wěn)定的建筑上。 具體點(diǎn)位選擇應(yīng)避開交通主干道、地下管線、倉庫堆棧、水源地、河岸、松軟填土、滑坡地段、機(jī)器振動(dòng)區(qū)以及其他可能使標(biāo)石、標(biāo)志易遭腐蝕和破壞的地方。 高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的布置和埋設(shè) 點(diǎn)位選擇和埋設(shè)： 高程基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)之間宜便于進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。 高程基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)石應(yīng)埋設(shè)在基巖層或原狀土層中，可根據(jù)點(diǎn)位所在處的不同地質(zhì)條件，選埋基巖水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石、深埋雙金屬管水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石、深埋鋼管水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石、混凝土基本水準(zhǔn)標(biāo)石。在基巖壁或穩(wěn)固的建筑上也可埋設(shè)墻上水準(zhǔn)標(biāo)志。 高程工作基點(diǎn)的標(biāo)石可按點(diǎn)位的不同要求，選用淺埋鋼管水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石、混凝土普通水準(zhǔn)標(biāo)石或墻上水準(zhǔn)標(biāo)志等。 沉降點(diǎn)的布置和埋設(shè) 點(diǎn)位選擇： 沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)能全面反映建筑及其地基變形特征，并估計(jì)地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。點(diǎn)位宜選設(shè)在下列位置： 建筑的四角、核心筒四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10-20米處或每隔2-3根柱基上； 高底層建筑、新舊建筑、縱橫墻等交界處的兩側(cè)； 建筑裂縫、后澆帶和沉降縫兩側(cè)、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處； 對(duì)于寬度大于等于15米或小于15米而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑，應(yīng)在承重內(nèi)隔墻中布設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)，并在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點(diǎn)； 沉降點(diǎn)的布置和埋設(shè) 鄰近堆置重物處、受振動(dòng)有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗浜（溝）處； 框架結(jié)構(gòu)建筑的每個(gè)或部分柱基上或沿縱橫軸線上； 筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分之四角處及其中部位置； 重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)形式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩側(cè)； 對(duì)于電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高樓等高聳建筑，應(yīng)設(shè)在沿周邊與基礎(chǔ)軸線相交的對(duì)稱位置上，點(diǎn)數(shù)不少于4個(gè)。 沉降點(diǎn)的布置和埋設(shè) 標(biāo)志埋設(shè)： 沉降觀測(cè)的標(biāo)志可根據(jù)不同建筑結(jié)構(gòu)類型和建筑材料，采用墻（柱）標(biāo)志、基礎(chǔ)標(biāo)志和隱蔽式標(biāo)志等形式，并符合下列規(guī)定： 各類標(biāo)志的立尺部位應(yīng)加工成半球形或有明顯的突出點(diǎn)，并涂上防腐劑； 標(biāo)志的埋設(shè)位置應(yīng)避開雨水管、窗臺(tái)線、散熱器、暖水管、電氣開關(guān)等有障礙設(shè)標(biāo)與觀測(cè)的障礙物，并應(yīng)視立尺需要離開墻（柱）面和地面一定距離。 沉降觀測(cè)方法及限差 儀器設(shè)備的選用 基本觀測(cè)方法規(guī)定 技術(shù)要求及限差規(guī)定 儀器檢定及要求 野外觀測(cè)條件要求 復(fù)測(cè)周期規(guī)定 儀器設(shè)備的選用 基本觀測(cè)方法規(guī)定 高程控制測(cè)量宜使用水準(zhǔn)測(cè)量方法。對(duì)于二、三級(jí)沉降觀測(cè)的高程控制測(cè)量，當(dāng)不便使用水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，可使用電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量方法。 使用光學(xué)水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的基本方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12897和《國家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12898的相應(yīng)規(guī)定。 基本觀測(cè)方法規(guī)定 技術(shù)要求及限差規(guī)定 技術(shù)要求及限差規(guī)定 儀器檢定及要求 檢驗(yàn)和校正應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12897和《國家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12898的相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行。檢驗(yàn)后應(yīng)符合下列要求： （1）對(duì)用于特級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)的儀器，i角不得大于10″；對(duì)用于一、二級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)的儀器，i角不得大于15″；對(duì)用于三級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)的儀器，i角不得大于20″。補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償誤差絕對(duì)值不得大于0.2″； （2）水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃線的分米分劃線誤差和米分劃間隔真長與名義長度之差，對(duì)線條式因瓦合金標(biāo)尺不應(yīng)大于0.1mm，對(duì)區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺不應(yīng)大于0.5mm。 野外觀測(cè)條件要求 水準(zhǔn)觀測(cè)作業(yè)應(yīng)符合下列要求： （1）應(yīng)在標(biāo)尺分劃線成像清晰和穩(wěn)定的條件下進(jìn)行觀測(cè)。不得在日出后或日落前約半小時(shí)、太陽中天前后、風(fēng)力大于四級(jí)、氣溫突變時(shí)以及標(biāo)尺分劃線的成像跳動(dòng)而難以照準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。陰天可以全天觀測(cè)； （2）觀測(cè)前半小時(shí)，應(yīng)將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致。設(shè)站時(shí)，應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽光。使用數(shù)字水準(zhǔn)儀前，還應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱； 野外觀測(cè)條件要求 （3）使用數(shù)字水準(zhǔn)儀，應(yīng)避免望遠(yuǎn)鏡直接對(duì)著太陽，并避免視線被遮擋。儀器應(yīng)在其生產(chǎn)廠家規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。振動(dòng)源造成的振動(dòng)消失后，才能啟動(dòng)測(cè)量鍵。當(dāng)?shù)孛嬲駝?dòng)較大時(shí)，應(yīng)隨時(shí)增加重復(fù)測(cè)量次數(shù)； （4）每測(cè)段往測(cè)與返測(cè)的測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，否則應(yīng)加入標(biāo)尺零點(diǎn)差改正。由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí)，兩標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新置儀器。在同一測(cè)站上觀測(cè)時(shí)，不得兩次調(diào)焦。轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微鼓時(shí)，其最后旋轉(zhuǎn)方向，均應(yīng)為旋進(jìn)； （5）對(duì)各周期觀測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)的相鄰觀測(cè)點(diǎn)高差變動(dòng)跡象、地質(zhì)地貌異常、附近建筑基礎(chǔ)和墻體裂縫等情況，應(yīng)做好記錄，并畫草圖。 復(fù)測(cè)周期規(guī)定 高程基點(diǎn)的復(fù)測(cè)： 為確保高程基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定可靠，高程基準(zhǔn)點(diǎn)并應(yīng)定期復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)周期應(yīng)視基準(zhǔn)點(diǎn)所在位置的穩(wěn)定情況確定，在建筑施工過程中宜1到2個(gè)月復(fù)測(cè)一次，點(diǎn)位穩(wěn)定以后宜每季度或每半年復(fù)測(cè)一次。 當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)量成果出現(xiàn)異常，或當(dāng)測(cè)區(qū)受到地震、洪水、爆破等外界因素影響時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)。 復(fù)測(cè)周期規(guī)定 工作基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)和檢測(cè)： 當(dāng)有工作基點(diǎn)時(shí)，每期沉降觀測(cè)時(shí)均應(yīng)將其與基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，然后再對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。 為檢查工作基點(diǎn)本身高程的穩(wěn)定性，每期沉降觀測(cè)之前均應(yīng)對(duì)將使用的工作基點(diǎn)間的高差進(jìn)行復(fù)核觀測(cè)，僅當(dāng)兩個(gè)基點(diǎn)間的檢測(cè)高差與已知高差的較差符合規(guī)范規(guī)定的限差，判定為穩(wěn)定的點(diǎn)，才可以由該點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行沉降點(diǎn)的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。 復(fù)測(cè)周期規(guī)定 沉降觀測(cè)的周期和觀測(cè)時(shí)間應(yīng)按下列要求并結(jié)合實(shí)際情況確定： （1）建筑施工階段的觀測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定： a、普通建筑可在基礎(chǔ)完工后或地下室砌完后開始觀測(cè)，大型、高層建筑可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開始觀測(cè)； b、觀測(cè)次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)視地基與加荷情況而定。民用高層建筑可每加高1-5層觀測(cè)一次（具體按幾天為周期實(shí)施，應(yīng)參考沉降速度、地基情況、施工進(jìn)度、設(shè)計(jì)要求等幾個(gè)方面的因素），工業(yè)建筑可按回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設(shè)備安裝等不同施工階段分別進(jìn)行觀測(cè)。若建筑施工均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時(shí)各測(cè)一次； c、施工過程中若暫停工，在停工時(shí)及重新開工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。停工期間可每隔2-3個(gè)月觀測(cè)一次。 復(fù)測(cè)周期規(guī)定 （2）建筑使用階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速率大小而定。除有特殊要求外，可在第一年觀測(cè)3-4次，第二年觀測(cè)2-3次，第三年后每年觀測(cè)1次，直至穩(wěn)定為止。 （3）在觀測(cè)過程中，若有基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長時(shí)間連續(xù)降雨等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建筑突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行逐日或2-3天一次的連續(xù)觀測(cè)； （4）建筑沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線判定。當(dāng)最后100天的沉降速率小于0.01-0.04mm/d時(shí)，可以認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。具體取值宜根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性能確定。 4.2 沉降觀測(cè)參量及指標(biāo)計(jì)算 每次沉降觀測(cè)之后，應(yīng)及時(shí)整理和檢查外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，若觀測(cè)高差閉合差超限，應(yīng)重新觀測(cè)。若閉合差合格，則將進(jìn)行按測(cè)站數(shù)的平差計(jì)算，得到各觀測(cè)點(diǎn)的高程。 用于進(jìn)行建筑物沉降狀態(tài)分析的各種指標(biāo)參量將依據(jù)每次的高程測(cè)量結(jié)果和觀測(cè)時(shí)間間隔計(jì)算得到。 各種沉降參量和指標(biāo)的計(jì)算 常用的沉降參量有觀測(cè)點(diǎn)的沉降量、沉降差、以及本周期各點(diǎn)平均沉降量、沉降速率、基礎(chǔ)或構(gòu)件的傾斜和彎曲度等。 沉降量： 觀測(cè)點(diǎn)的沉降量表達(dá)了建筑物的測(cè)點(diǎn)所在部位在豎直方向上的位移量。根據(jù)觀測(cè)周期的不同，沉降量有本次沉降量和累計(jì)沉降量兩種。本次觀測(cè)的高程減去上次觀測(cè)的高程，得到該點(diǎn)的本次沉降量；各次沉降量累加即為從首次觀測(cè)至本次觀測(cè)期間的累計(jì)沉降量。上述兩種沉降量的計(jì)算公式如下： 設(shè)某個(gè)觀測(cè)項(xiàng)目中某點(diǎn)某次的高程觀測(cè)值 ，n為觀測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)，t為總觀測(cè)次數(shù)，再設(shè)本次觀測(cè)的周期序號(hào)為m，則 K號(hào)點(diǎn)本次沉降量為： ，累計(jì)沉降量為： 沉降差: 沉降差表述的是兩個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)之間的沉降差異，反映了沉降的不均勻度。a、b兩個(gè)點(diǎn)之間的沉降差異的計(jì)算公式如下： 上述公式為一個(gè)通用形式，根據(jù)選取的兩個(gè)點(diǎn)的沉降量的不同，可以計(jì)算得到本次沉降差和累計(jì)沉降差。 各點(diǎn)平均沉降量： 各點(diǎn)平均沉降量反映了建筑物在某個(gè)觀測(cè)周期的整體沉降情況。計(jì)算方法是對(duì)所有測(cè)點(diǎn)的沉降值進(jìn)行取均值計(jì)算，計(jì)算公式如下： 上述公式為一個(gè)通用形式，根據(jù)選取的沉降量的不同，可以計(jì)算得到本次平均沉降量和累計(jì)平均沉降量。 沉降速率： 沉降速率是一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的沉降數(shù)值與觀測(cè)周期天數(shù)的比值，反映了建筑物每天的沉降量，作為沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段的重要判定指標(biāo)。一般來說，作為判定指標(biāo)時(shí)，采用各點(diǎn)的平均沉降量計(jì)算沉降速率。計(jì)算公式如下： 式中d為觀測(cè)周期的天數(shù)。 基礎(chǔ)或構(gòu)件的傾斜度a： 與沉降差類似，基礎(chǔ)或構(gòu)件的傾斜度是反映建筑物沉降不均勻度的指標(biāo)，且增加了發(fā)生不均勻沉降的測(cè)點(diǎn)之間的距離，更具客觀性。計(jì)算公式如下： 式中， 、 為基礎(chǔ)或構(gòu)件傾斜方向上A、B兩點(diǎn)的沉降量（mm）； L為A、B兩點(diǎn)間的距離（mm）。 基礎(chǔ)相對(duì)彎曲度： 基礎(chǔ)相對(duì)彎曲度反映了建筑物的基礎(chǔ)由于上部結(jié)構(gòu)荷載或地質(zhì)條件的差異而出現(xiàn)的水平軸線上的彎曲程度。計(jì)算公式如下： 式中， 為基礎(chǔ)中點(diǎn)的沉降量（mm）； 、 為基礎(chǔ)兩個(gè)端點(diǎn)的沉降量（mm）； L為基礎(chǔ)兩個(gè)端點(diǎn)間的距離（mm）。 注：彎曲量以向上凸起為正，反之為負(fù)。 建筑物沉降各參量及指標(biāo)的意義 各點(diǎn)平均沉降量是建筑物的整體沉降情況的分析指標(biāo)，理論上，沉降量是上部荷載的函數(shù)，但同時(shí)受到地質(zhì)條件的影響； 沉降速率反映了建筑物的沉降量與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，是判定一個(gè)建筑物是否進(jìn)入穩(wěn)定期的重要標(biāo)志，沉降觀測(cè)過程的各個(gè)不同階段，通過對(duì)該指標(biāo)的跟蹤分析，以確定后續(xù)復(fù)測(cè)周期的調(diào)整方案； 沉降差、基礎(chǔ)或構(gòu)件的傾斜度以及基礎(chǔ)相對(duì)彎曲度反映了建筑物各個(gè)部位的沉降差異對(duì)建筑物的影響，當(dāng)傾斜度過大時(shí)，將造成建筑物縱軸的嚴(yán)重不垂直，基礎(chǔ)相對(duì)彎曲度過大，有可能造成基礎(chǔ)出現(xiàn)開裂等損傷情況。 沉降觀測(cè)成果和圖表 項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書（或方案）； 項(xiàng)目實(shí)施之前，應(yīng)該根據(jù)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及欲觀測(cè)建筑的具體情況，編制項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書（或方案）。 設(shè)計(jì)書中應(yīng)該明確規(guī)定沉降觀測(cè)的等級(jí)、觀測(cè)方法、設(shè)計(jì)使用的儀器設(shè)備、沉降點(diǎn)的布設(shè)方案、觀測(cè)周期和次數(shù)、提交的成果形式和要求、觀測(cè)和分析人員的技術(shù)能力水平等。 項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書應(yīng)符合規(guī)范要求，并得到建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位的認(rèn)可，方可采用。 沉降觀測(cè)成果和圖表 工程平面位置圖及基準(zhǔn)點(diǎn)分布圖： 工程平面位置圖和基準(zhǔn)點(diǎn)分布圖是沉降觀測(cè)、分析的基礎(chǔ)圖件。 分析過程中從工程平面位置圖，可以了解各建筑物之間出現(xiàn)沉降相互影響的可能性。 基準(zhǔn)點(diǎn)分布圖可以了解基準(zhǔn)點(diǎn)到觀測(cè)建筑的距離是否合適，是否符合規(guī)范要求，并便于觀測(cè)路線的設(shè)計(jì)和基準(zhǔn)點(diǎn)的保護(hù)。 沉降觀測(cè)成果和圖表 高程控制網(wǎng)觀測(cè)及計(jì)算資料： 基本控制網(wǎng)的觀測(cè)，是建筑物的沉降觀測(cè)成果的真實(shí)、可靠，以及分析結(jié)果的客觀性的根本保證，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求采用適宜的觀測(cè)方法和觀測(cè)儀器設(shè)備，并配備具備相應(yīng)能力的技術(shù)人員進(jìn)行觀測(cè)。 控制網(wǎng)的觀測(cè)和計(jì)算資料應(yīng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一并提交，并妥善保管、存檔。 沉降觀測(cè)成果和圖表 沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖： 從沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖，可以直觀地了解布點(diǎn)是否合理，密度是否足夠，是否布設(shè)在建筑物的關(guān)鍵部位，是否符合規(guī)范要求等信息，并且便于觀測(cè)路線的設(shè)計(jì)。 沉降觀測(cè)成果和圖表 各期沉降觀測(cè)記錄及成果表： 各期沉降觀測(cè)記錄及計(jì)算資料，包括水準(zhǔn)測(cè)量的野外記錄、平差計(jì)算資料、精度評(píng)定資料、沉降點(diǎn)的高程觀測(cè)成果表等。應(yīng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一并提交，并妥善保管、存檔。 沉降觀測(cè)成果和圖表 時(shí)間-荷載-沉降量曲線圖： 時(shí)間-荷載-沉降量曲線反映了建筑物的沉降隨時(shí)間和荷載的函數(shù)關(guān)系，通過對(duì)該曲線的動(dòng)態(tài)跟蹤、分析，我們可以及時(shí)掌握建筑物的沉降特征和趨勢(shì)，對(duì)其的安全性做評(píng)價(jià)，并對(duì)未來的沉降趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，是沉降觀測(cè)成果中的重要圖件。 等沉降曲線圖： 等沉降曲線是將建筑沉降點(diǎn)的平面位置賦予其高程變化量而形成一個(gè)空間三維點(diǎn)，對(duì)建筑物上所有的測(cè)點(diǎn)使用某種擬合方法得到相應(yīng)觀測(cè)周期的建筑物沉降曲面，然后進(jìn)行等值線追蹤得到等沉降曲線。等沉降曲線蘊(yùn)含了豐富的建筑沉降信息，從該類圖上，我們可以得到觀測(cè)周期的最大和最小沉降點(diǎn)以及相應(yīng)的數(shù)值，以及這些極值點(diǎn)的平面分布情況，等值線的疏密程度還能反映沉降差異等。 階段報(bào)告和項(xiàng)目最終報(bào)告： 沉降觀測(cè)應(yīng)根據(jù)建筑施工的不同階段，比如基礎(chǔ)澆筑、主體封頂、內(nèi)外裝飾和提供使用等，提供觀測(cè)的階段報(bào)告。階段報(bào)告中應(yīng)對(duì)當(dāng)前階段的沉降觀測(cè)情況和建筑沉降情況進(jìn)行總結(jié)和動(dòng)態(tài)分析，供建設(shè)、設(shè)計(jì)和監(jiān)理等方面參考，隨時(shí)掌握建筑的安全狀況。 一個(gè)項(xiàng)目的觀測(cè)全部結(jié)束以后，編寫并提交項(xiàng)目最終報(bào)告。最終報(bào)告應(yīng)全面完整地?cái)⑹鲈擁?xiàng)目從開始、實(shí)施到結(jié)束各個(gè)環(huán)節(jié)的工作情況，包括觀測(cè)等級(jí)、觀測(cè)方法、使用的儀器設(shè)備、觀測(cè)周期和實(shí)際觀測(cè)次數(shù)、提交的成果清單、觀測(cè)和分析人員情況、控制網(wǎng)和沉降觀測(cè)的精度評(píng)定結(jié)果、存在的問題和將來可改進(jìn)的方面、建筑物各階段的沉降特征、是否達(dá)到規(guī)范要求的穩(wěn)定階段、未來變形的預(yù)測(cè)和對(duì)建筑物的安全性進(jìn)行判定并給出分析結(jié)果。 4.4 實(shí)例介紹 一、測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況： 某建筑于2005年12月31日開始設(shè)點(diǎn)觀測(cè)，至2009年2月10日止，已經(jīng)觀測(cè)了35期。該建筑為普通民用多層建筑，共7層，當(dāng)前，該建筑已投入使用一段時(shí)間。為全面地反映該建筑各部位的沉降，共埋設(shè)了14個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位分布如下圖。 測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況： 觀測(cè)等級(jí)和觀測(cè)方法： 根據(jù)《建筑物變形測(cè)量規(guī)范》要求，采用沉降二級(jí)觀測(cè)等級(jí)，控制網(wǎng)和首次沉降觀測(cè)采用德國蔡司Ni007補(bǔ)償式自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀配0.5cm刻劃的因鋼標(biāo)尺進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)方法為往返測(cè)。該類儀器屬于DSZ1級(jí)，標(biāo)稱精度為：±0.7mm/Km(每公里高差觀測(cè)偶然中誤差)。其余各期沉降觀測(cè)使用Ni007補(bǔ)償式自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行，觀測(cè)方法為單程雙測(cè)站方法。 根據(jù)規(guī)范要求，野外觀測(cè)過程中采用閉合水準(zhǔn)路線，并從檢測(cè)通過的工作基點(diǎn)開始觀測(cè)。 各種圖表： 各種圖表： 各種圖表： 建筑物沉降分析： 建筑物沉降分析： 建筑物外觀變形： 微觀的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示出，該建筑經(jīng)歷了施工期間的沉降量準(zhǔn)線性增加、施工結(jié)束時(shí)的沉降量轉(zhuǎn)折、由于周圍地應(yīng)力的調(diào)整和自身荷載不均衡等因素造成的差異沉降等幾個(gè)階段的變形過程。從宏觀上來看，也存在出現(xiàn)裂縫的情況，說明差異沉降對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的破壞力非常顯著。 建筑物外觀變形： 建筑物外觀變形： 另外，通過該建筑物的垂直度觀測(cè)，該建筑的向南偏差值為178 mm，傾斜率9.8‰，超出相關(guān)規(guī)范的允許偏差范圍。兩種變形觀測(cè)方法得到互相印證，說明較大數(shù)值的沉降不均勻可以導(dǎo)致建筑物的主體傾斜，甚至對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞。 建筑物沉降分析時(shí)的“反例”： 按正常思維理解，建筑物在加載過程中，隨著上部荷載的不斷增加，測(cè)點(diǎn)高程應(yīng)為負(fù)值變化（即下沉）。但是，在對(duì)建筑物沉降觀測(cè)資料的分析中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉降量為正（即上升）的現(xiàn)象。 造成這種情況的原因有多種： 1、當(dāng)變形量非常小，接近水準(zhǔn)測(cè)量誤差時(shí)，觀測(cè)誤差可以引起小數(shù)值的正值變化； 2、基準(zhǔn)點(diǎn)不穩(wěn)定，基準(zhǔn)點(diǎn)下沉引起建筑物上沉降點(diǎn)上升現(xiàn)象； 3、沉降觀測(cè)點(diǎn)都設(shè)置在建筑物結(jié)構(gòu)體上，且為了方便立尺，水平方向距離墻體有一段距離，施工過程中可能會(huì)碰撞觀測(cè)點(diǎn)，帶入干擾，造成測(cè)點(diǎn)上升； 4、所監(jiān)測(cè)建筑物由于周邊更高大建筑的荷載增加，引起局部地層的受擠壓而上升，帶動(dòng)地基上升，進(jìn)而觀測(cè)到正值變化。2Ms紅軟基地

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