第二章 变形观测系统布设
监控量测及变形观测点布设技术培训
通过监控量测及变形观测，可以及时 发现施工中的问题，及时进行调整和 改进，提高工程质量。
监控量测及变形观测的应用领域
建筑工程
对高层建筑、大跨度结 构、深基坑等进行变形 监测，确保施工安全和
质量。
交通工程
对高速公路、桥梁、隧 道等进行位移和沉降监
测，确保交通安全。
水利工程
对大坝、水库等进行变 形和位移监测，确保水
05 监控量测及变形观测技术发展趋势与展望
CHAPTER
新技术与新方法的应用
自动化监测技术
利用传感器、遥感技术和自动化设备，实现监测数据的实时采集 和传输，提高监测效率和准确性。
人工智能与机器学习
应用人工智能和机器学习算法对监测数据进行处理和分析，提高数 据解析的准确性和预测能力。
物联网技术
通过物联网技术将监测设备与网络连接，实现远程监控和数据共享 ，提高监测的灵活性和便捷性。
可靠性
观测点应具备可靠的性能，能 够保证数据的连续性和可追溯
性。
经济性
观测点的布设应考虑成本效益 ，选择合适的材料和设备，避
免浪费。
布设方法与步骤
确定监测范围和监测对象
根据工程需要和实际情况，确定监测范围和监测对象，如 建筑物、桥梁、隧道等。
选择合适的观测点位置
根据监测对象的特性和变形情况，选择合适的观测点位置 ，确保能够准确反映变形情况。
布设技术要点与注意事项
充分了解监测对象的特性和变形规律 ，为观测点的布设提供科学依据。
在安装观测点时，应注意保护周围环 境和设施，尽可能减少对周围环境的 影响。
在布设观测点时，应充分考虑地形、 地质、气象等环境因素的影响，确保 观测点的稳定性和可靠性。
在进行观测时，应注意数据的准确性 和可靠性，避免受到干扰和误差的影 响。
施工测量—变形观测(建筑工程测量)
3. 及时上报沉降结果 4. 绘制沉降曲线图
计算相邻两次观测沉降量
பைடு நூலகம்
5. 沉降观测总结报告。
计算累积沉降量
倾斜观测
一 倾斜观测
(一)建筑物的倾斜观测
多层和高层建筑物基础倾斜容许值
建筑物高度（m） ≤24 24~60 60~100 ＞100
倾斜容许值（m） 4
3
2
1.5
直接利用经纬仪投点法测量
i a H
建筑物变形观测
变形观测的意义
建筑物的变形观测，目前在我国已受到高度重视。随着社 会建设的蓬勃发展，各种大型建筑物，如水坝、高层建筑、 大型桥梁、隧道及各种大型设备的出现，因变形而造成损失 的也越来越多。这种变形总是由量变到质变而造成事故的。 固而及时地对建筑物进行变形观测，随时监视变形的发展变 化，在未造成损失以前，及时采取补救措施，这就是变形观 测的主要目的。它的另一个目的是检验设计的合理性，为提 高设计质量提供科学的依据。
挠度值：
Fe
(sB
sA)
LA LA LB
(sC
sA)
LA、LB ——观测点间的距离； sA、sB、sC ——观测点的沉降量。
挠度观测
二 建筑物的裂缝观测
当挠度过大建筑物会由于剪切破坏产生裂缝， 这时除增加沉降观测次数，还应进行裂缝观测。
2. 沉降观测方法
仪器
技术标准
观测方法
限差 （mm）
精密水准仪
二等水准测量 闭合水准 附合水准
闭合差容许值 ±0.6
精度要求：一般建筑物能反映 重要建筑物能反映 精密工程
2 mm 1 mm 0.2 mm
3、沉降观测的成果整理
1. 采用专用记录手簿
外部变形监测
水平位移监测设施有：正垂与倒垂、引张线、视准 线、独立位移监测点、收敛监测等；监测的方法有： 极坐标法、精密导线法、边角交会测量法、视准线 法、小角法、GPS测量法等等。
第三节 水平位移监测
一．大地测量方法进行水平位移监测
大地测量方法进行水平位移监测，首先要建立测量 控制网。
n
f ( i n 180 起 终 ) 3600
1
坐标增量闭合差计算公式：
f x x测 （x终 x起） f y y测 （y终 y起）
角度闭合差计算公式：
f 测 （n 2） 180°
坐标闭合差计算公式：
f x x测 f y y测
第三节 水平位移监测
导线测量的精度计算
1．枢纽建筑物所在区域的边坡外部变形监测。
对高边坡和断层区的边坡进行监测。 边坡监测仍是监测其水平位移和垂直位移 。
2．库岸区滑坡体的边坡外部变形监测
滑坡体的外部变形监测主要是监测其水平和垂直位移变化。 滑坡体的位移监测的重点是监测其位移变化速率，当滑移 速率接近或达到设计警戒值时，应及时做出预警和预报。
3. 其他类型坝
外部变形观测主要是测定被监测部位监测点三维坐 标变化，按大地坐标讲即x、y、h方向，而对枢纽 建筑物而言一般要将大地坐标换算成施工坐标（即 平行于坝轴线方向、垂直于坝轴线方向、垂直方 向）。
第二节 外部变形观测的设计布置
第二节 外部变形观测的设计布置
二．边坡
在外部变形监测工作中对边坡的监测一般 分两大类。一类是枢纽建筑物所在区域的边坡 安全监测，另一类是库区滑坡体的安全监测。
第三节 水平位移监测
根据各个监测点在某一个时段来的累计位移变化量，可以绘 制其位移变化分布图。可以了解监测点沿坝轴线方向或垂直于坝 轴线方向的位移变化分布情况。
变形观测
条件基本相同，以减少外界条件变化对成果的影
响。 • 变形点垂直位移观测的方法有多种，但暴常用的 是水准测量。观测的精度等级和主要技术要求见 表。
相邻点 高程中误 等级 高差中 差(mm) 误差(mm)
观测方法
往返较差、 附合或环 线闭合差 (mm)
一等
±0.3
±0.15
除按国家一等水准测量的技术 要求施测外，尚需设双转点， ≤0.15 视线≤15m，前后视距差≤0.3m， 视距累计差≤1.5m 按国家一等水准测量的技术要 求施测 ≤0.30 ≤0.60 ≤1.40
水平位移监测网的主要技术要求
相邻基准 测角中误 点的点位 平均边长(m) 等级 差(″) 中误差(mm) 最弱边相对中 误差 作业要求
＜300
一等
0.7 1.0 1.0
1.5 ＜150 ＜300
≤1/250 000
按国家一等三角要求施测 按国家二等三角要求施测 按国家二等三角要求施测 按国家三等三角要求施测 按国家三等三角要求施测 按国家四等三角要求施测
≤1/120 000
≤1/120 000
二等
3.0
＜150
三等
1.8
1.8 2.5
≤1/70 000
≤1/70 000 ≤1/40 000
6.0
＜350 ＜200
四等
12.0
＜400
2.5
≤1/40 000
按国家四等三角要求施测
水平位移观测
• 测角前方交会
• 后方交会
• 极坐标法 • 导线法 • 视准线法 • 引张线法
±2.0 ±0.70 1.40
0.8
2.0
DS0.5或DS1型仪器，宜按国家二 等水准测量的技术要求施测
变形控制网的布设-完整版PPT课件
1 变形控制网的布设与观测
三、变形观测方案设计的基本内容
变形观测方案设计的主要内容包括： （1）测量方法和设备的选择； （2）监测网的布设； （3）测量精度和观测周期的确定。
1 变形控制网的布设与观测
四、工程建筑特变形观测的基本内容
（1）垂直位移观测； （2）水平位移观测； （3）倾斜观测； （4）挠度观测； （5）裂缝观测。
二、变形观测系统的构成
1.变形监测系统由基准点、工作基点及观测点组成。 2.相关概念的含义。
基准点：由一定数量的位置固定或变化甚小的点构成，由它 们构成变形观测的基准。也称为基点。
沉降监测网的基准点宜选择基岩水准点或相对稳定的水准点 。
1 变形控制网的布设与观测
工作点：又称为工作基点。由于在实际工作中，直于观测点和基点之间的过渡点。
1 变形控制网的布设与观测
五、变形观测的基本方法
（1）常规大地测量方法 如：几何水准测量、三角高程测量、三角（边）测
量、导线测量、交会测量。 特点：精度高，应用灵活，适用于不同变形体和不
同的工作环境，但野外工作量大。
1 变形控制网的布设与观测
（2）专门测量技术和手段 如：液体静力水准、准直测量、应变测量、倾斜
测量等。 特点：容易实现连续自动监测，相对精度高，但
测量范围不大，提供的是局部变形的信息。
1 变形控制网的布设与观测
（3）空间测量技术 如：GPS技术、InSAR技术。 特点：可以提供大范围变形信息，是研究地壳
形变及地表下沉等全球性变形的主要手段。
1 变形控制网的布设与观测
（4）摄影测量与激光扫描技术 特点：可以同时测量许多观测点，尤其适用于
变形监测网在变形监测工作中布设原理与监测方法的探讨
126 |CHINA HOUSING FACILITIES 程项目一般其水平位移观测工作基点通常采用带有强制归心装置的观测墩，以保证仪器架设时不会发生水平方向上的移动，其垂直位移观测工作基点通常采用钢管标埋设，在特殊地区采用双金属标埋设，以保证在使用过程中基准点不会发生垂直方向上的变化。
其中，工作基点较为特殊的是在一般小型工程项目上，在满足视线条件较好的前提下，在基准点满足观测的要求下，小型项目可以不用建立工作基点，允许在基准点上直接观测变形观测点。
1.3变形观测点变形观测点通常设立在能直观反映变形体变形特征的位置上，比如房屋的房角或房顶，边坡的底部、中部、下部等，根据建筑物不同变形特征设置不同变形监测点。
通过周期观测或者持续观测，可根据观测数据计算分析出变形体沿时间的变形量曲线图。
Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1272023.08 |以基准点或者工作基点为参考建立测区监测基准网，周期性观测变形体上的变形观测数据对比、或者与首期观测数据对比，与上一期变形监测数据对比获得变形体单次变累计变形量，制作相应的变形量曲线图。
基本点和工作基点作为工程项目中观测变形监测基准网的稳定性和可靠性非常重要，只有保证的监测基准网的稳定性和可靠性，。
在实际变形监测工程项目中，需要经常对监测基准网的稳定情况进行复测。
因此，工程项目不同来选用相应方式。
监测基准网一般分为水平位移监测基准网和垂直位移规三角形网、卫星定位测量控制网、符合导线网、闭合导线网、以及视准线轴线等形或者轴线两端设立校核点。
水平位移监测基准网一般采用独立坐标系统，且采用一次与国家2000大地坐标系联测。
长条形建筑物或构筑物的水平位移监测基准网在建网中。
在国家大型工程布设水平位移监测基准网时，需要考虑控制网的精度、灵敏度和位，适合采用带有强制对中装置的观测墩，水平位移监测基准网网点的水平角观测，全站仪进行测量。
第二章变形观测实施
三、变形监测网布设的内容
1、控制网（监测基点/工作基点） 布设 2、观测点（监测点/工作点） 布设
2020/4/10
三、变形监测网布设的内容之一
• 垂直位移
地表沉降 建筑物沉降
• 均匀与不均匀之分
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一、水准基点、观测点的构造与埋
设
1、基点的埋设
一般为三个点/一组，组成边长为100米的等边三角形
常用型式：
A、地表岩石标 基岩覆盖层浅
2020/4/10
常用型式：
B、平硐岩石标 避免温度变化
引起的大气折光影响 C、钢管标：基岩覆盖层厚
2020/4/10
图C：深埋钢管标志
常用型式：
D、深埋双金属标 温度变化大，地表覆盖层厚
2020/4/10
D、深埋双金属标
常用型式：
E、其它普通水准点标石 城市、工业区常采用
混凝土普通水准标石
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浅埋钢管水准标
一、水准基点、观测点的构造与埋设
1、观测点
a:基础铆钉标
A、工业与民用建筑物
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具体布置（举例说明）
例1：某大坝垂直位移监测网的布设
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图2-1 某大坝垂直位移监测网络图
例2：某建筑物垂直位移监测网的布设
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图2-2 某建筑物垂直位移监测网络图 S1、S2、S3为水准基点
基 准 点 埋 设 要 求
2020/4/10
水准基点的标石，应埋设在基岩 层或原状土层中 ，绝不能位于 人工土内。
变形观测点的布设原则
变形观测点的布设原则一、引言变形观测是地质勘探工作中非常重要的一项内容，它可以帮助我们了解地壳运动和地质构造变化的情况。
为了准确获取地壳变形信息，布设变形观测点是至关重要的。
本文将介绍一些布设变形观测点的原则，以帮助读者更好地理解和运用这些原则。
二、布设原则1.地质构造特征原则变形观测点应布设在具有明显地质构造特征的地区，例如断裂带、褶皱带等。
这些区域往往存在较大的地壳运动和变形，通过在这些区域布设观测点可以更好地监测地壳的变化。
2.地形条件原则变形观测点应尽可能布设在地形条件较为平坦、稳定的地区，以减小地形起伏对变形观测的影响。
同时，避免选择存在人类活动频繁的地方，以防止人为因素对观测数据的干扰。
3.地质物质特性原则变形观测点应选择地质物质特性较为稳定的地区，避免选择存在较大地质灾害风险的地方，以确保观测数据的准确性和可靠性。
同时，需要考虑地下介质的类型和性质，选择适合布设变形观测点的地质环境。
4.地壳运动趋势原则变形观测点的布设应尽可能覆盖地质构造的运动趋势，以全面了解地壳运动的变化情况。
例如，选择不同方向的观测点，可以更好地掌握地壳运动的空间分布规律。
5.观测点间距原则变形观测点的布设应根据地壳变形的特点和观测目的合理确定观测点的间距。
一般来说，观测点间距应尽可能均匀分布，以确保观测数据的全面性和可比性。
6.观测设备布设原则变形观测点的布设应考虑观测设备的要求和布设条件。
观测设备需要安装在稳定的基础上，并与地下介质有良好的接触，以保证观测数据的准确性和稳定性。
7.观测时间原则变形观测点的布设应根据观测目的和观测时间确定观测点的数量和布设位置。
长期观测点可以布设在地质稳定、地形平坦的地区，短期观测点可以布设在地质灾害频发、地质环境复杂的地方。
8.观测数据共享原则变形观测点的布设应尽量选择已有观测点的周边地区，以利于观测数据的共享和比较分析。
这样可以提高观测数据的可靠性和有效性，减少重复观测的成本和工作量。
变形观测设计方案
变形观测设计方案变形观测是一种重要的实验研究方法，它通过对被研究对象在不同时间点的观察，揭示其变化和演化过程。
变形观测设计方案是进行变形观测的基础，下面我将提供一个1200字以上的变形观测设计方案，以帮助您更好地开展研究。
实验目的：本实验旨在通过变形观测，研究地区地壳变形的时空特征及其与地质构造的关系，为地质灾害的防控提供科学依据。
实验内容：本实验将在地区选取若干观测点，采用变形观测技术对地壳运动进行监测。
观测点的选择应考虑地壳变形的主要影响因素，如构造活动、地震活动、岩石性质等。
观测点的布设应尽可能避开人为干扰，并考虑被观测对象的代表性。
实验时间：本实验将持续一年时间，每月进行一次观测。
观测时间的选择应考虑季节变化的影响，并尽量避开恶劣天气条件。
实验方法：1.GPS观测：在每个观测点布设GPS接收器，记录其经纬度和海拔高度，并设置观测间隔为10分钟。
GPS观测可通过卫星信号的接收，精确测量地表点的水平位移和垂直位移。
2. InSAR观测：选择适当的星载雷达卫星，对目标地区进行InSAR （Interferometric Synthetic Aperture Radar）观测。
通过计算雷达信号在地表发生的位移，可以获得地表点的水平位移和垂直位移。
3.GNSS观测：选取两个相距较远但相对稳定的GNSS基准站，在观测区域分别设置移位观测点。
使用GNSS接收器定期进行观测，以获得地表点的水平位移和垂直位移。
4.环境监测：在每个观测点布设环境监测仪器，记录温度、湿度、风速、气压等环境参数。
通过对环境参数的分析，可以了解环境变化对地壳变形的影响。
数据处理：1.GPS数据处理：对每个观测点的GPS数据进行差分处理，得到相对位移数据。
然后将相对位移数据转化为绝对位移数据，以最稳定的基准站为基准。
2.InSAR数据处理：使用InSAR算法处理卫星雷达数据，得到每个观测点的位移数据。
通过多时相的InSAR数据叠加，可以获取地表点的变形速率和变形梯度。
变形观测点设置和观测在船闸养护管理中的应用
（５）＜＜建筑变形测量规范》（ＪＧＪ ８—２０ １ ６） 三、主要内容
（１）三等水准标石埋设及测量； （２）上游引航道左、右岸观测点布设及观测； （３）闸室左、右翼墙观测点布设及观测； （４）下游引航道左、右岸观测点布设及观测； （５）上游左、右岸靠船墩观测点布设及观测； （６）下游右岸靠船墩观测点布设及观测； （７）闸门门头跳动观测点布设及观测； （８）引航道断面设点； （９）观测点铭牌标准化制作及安装。 四、观测等级 按《水运工程测量规范》ＪＴＳｌ３１—２０１２第９．１．１ 条规定，以二、三等变形观测等级进行观测。
第１８卷 ２们８年
第ｚ１期 １月
中 国水运
Ｃｈ ｎａ Ｗａｔｅｒ ＴｒａｎｓＤｏｒｔ
ＶｏＩ．１８ Ｊａｎｕａｒｙ
Ｎｏ．Ｚ１ ２０１８
变形观测点设置和观测在船闸养护管理中的应用
魏马扬
（江苏省扬州市航道管理处，江苏扬州２２５００３）
摘要：船闸构筑物由于处于受力状态，产生沉降和水平位移不可避免。对于船闸关键性构筑物设
一、典型案例介绍 江苏省高邮运东船闸位于通扬线干线航道的上游 起点，该船闸是连接京杭运河和通扬线航道的重要通航 设施。 随着沿线经济的进一步发展，根据规划通扬线按Ⅲ 级航道整治，部省交通运输部门对该船闸进行了扩容。 扩容后的闸室长２３０ｍ、口门宽２３ｍ、最小门槛水深 ４ｍ，设计通过能力为单船１，０００ｔ级、船队６，０００ｔ级， 设计年船舶通过量７，０４０万吨。该工程于２０１４年４ 月开工建设，２０１５年１２月２９日通过验收并交付使用。 为科学管理和维护新建船闸，船闸管理单位编制了 《高邮运东船闸测量标准化项目变形观测点设置及观 测方案》并付诸实施，科学地对新建船闸进行变形观测。 二、方案编制技术依据
（１）《水运工程测量规范》（ＪＴＳ １３ １—２０ １２） （２）《国家一、二等水准测量规范》（ＧＢｌ２８９７—２００６） （３）《国家三、四等水准测量规范》（ＧＢｌ２８９８—２００９） （４）《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》
第二章 变形观测技术
本章主要内容
§2.1 静态变形监测的方法 §2.2 动态变形监测方法 §2.3变形监测点方案的设计 §2-4变形监测网设计
§2.1静态变形监测方法
2.1.1 地面监测方法与测量机器人(TCA)
• 1. 地面监测方法
• 地面监测方法主要是指用常规测量仪器(经纬仪、测 距仪、水准仪、全站仪)测量角度、边长和高程的变 化来测定变形量，它们是目前变形监测的主要手段。 常用前方交会、距离交会法监测变形体的二维（X、Y 方向）水平位移；用视准线法、小角法、测距法观测 变形体的的水平单向位移；用几何水准测量法、精密 三角高程测量法观测变形体的垂直（Z方向）位移。
器人进行自动化变形监测 一般可采用两种方式
全 站 仪 • (1).固定式全自动持 观 续监测 测 • (2).移动式半自动变 形监测
(1).固定式全自动持续监测
• 全 站 仪 观 测 固定式全自动持续监 测方式是基于一台测 量机器人的有合作目 标（照准棱镜）的变 形监测系统，可实现 全天候的无人值守监 测，其实质为自动化 坐标测量系统。
2. 测量机器人
测量机器人（Measurement Robot, 或称测地机器人，Georobt）是一种能 代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精 确照准目标并获取角度、距离、三维坐 标记忆影像等信息的智能型电子全站仪。 它是在全站仪的基础上集成步进马达、 CCD影像传感器构成的视频成像系统， 并配置智能化的控制及应用软件发展而 成的。
全 站 仪 观 测 •在变形点每周期的方位角测量值中，实时加入由同 期基准点求得的改正值，可准确求得变形点的方位 角
H zp H zp H z
测量机器人具有以下优点
1） 能够同时全方位地观测工程建筑物的三维位移，克服了以往 平面位移监测和垂直位移监测分别进行的缺陷。 2） 可以自动进行气象改正，克服气象代表性误差。由于测量都 是在预定的测站和地段进行，可以较为可靠地求得大气改正的 数学模型，从而有效地提高测量精度。 3）建立高精度的参考站，采用差分测量方式，可以消除和减弱各 种误差（外部的和仪器内部的）对测量结果的影响，大幅度地 提高测量的精度。 4）可以实现连续24小时自动监测，实时数据处理、分析、输出， 提供图形，多点、多项目、全自动和可视化，达到亚毫米以内 的精度。 5）可求得被测点的三维坐标，因此根据设计方案的要求，可作全 方位的预报，包括位移、沉降、挠度、倾斜等变形监测内容。 6）是一套相对投资省（包括设备投资和运行中的投资）、自动化 程度高、可靠性强、汇报率大的现代化的监测方法。
浅谈工程建筑物变形观测点的布设
及沉陷关键部位 ，在相应部位上布设测点。另外 ， 还应注意 ：测点应在施工过程 中埋设 ，且应牢固地与 建筑物结合在一起 。埋设 时，还应考虑点的安全性 ，尽量保证在整个观测过程中不受损坏 。 对于民用建筑物 ， 通常在它的四角点． 中点． 转角处布置观测点 。沿建筑物的周边每隔 ｌ Ｏ ￣ ２ ０ ｍ 布置 个观测点 ，设置有沉降缝的建筑物 ，或者在新建与原有建筑物的连接处 ，在其两侧或伸缩缝的任一侧 布置 观 测点 ；对 于宽度 大 于 １ ５ ｍ 的建筑 物 ，在其 内部有 承 重墙或 支 柱时 ，应尽 可能 布置 观测 点 。为 了查 明基础纵横方向的弯曲和曲折 ，在其纵横轴线上也应埋设观测点 。 对于一般的工业建筑物来说 ，除了在柱子基础上布设观测点之外 ，在主要设备基础的四周 ，以及动 荷载四周和地质条件不良之处也要布置观测点。 对于高层建筑物而言 ，由于它层次多， 荷载大 ， 重心高 ， 基础深 ，因此变形观测 的作用也特别显著。 由于高层建筑物的上述特点 ，在观测过程 中除了进行基础沉降观测之外 ，还要进行建筑物上部的倾斜与 风振观测。为了观测基坑开挖过程中地基 的回弹现象 ，在施工之前还应布设地基 回弹观测点。布点时应 以点数最少而又能测出需要的地基纵横断面的回弹量为原则。 一般是在建筑物的纵横轴线上布设观测点。 为 了研究土层压实的情况 ，应布设分层沉降观测点 ，布点时，最好是布设在基础 中心线上 ，条件不 允许时，也可以布设在基坑边缘。分层沉降观测点埋设 的最大深度应达到理论计算的受压层的底部 ，其 余各层观测点的深度和数量应根据土层和应力大小而定 。 ２ ． ２ 混凝 土重 力坝变 形 观测 点的 布设 混 凝 土重力 坝变 形观 测 主要 包 括垂 直位 移观测 （ 基 础 沉 陷． 坝 体在垂 直方 向上 的伸 缩 ） ． 水 平位 移观 测 ． 坝体倾斜观测及挠度观测等。在坝体垂直位移观测中，主要是基础沉陷观测。根据大坝基础 的地质条件． 坝体结 构 ． 内部应力 的分 布情 况 以及 观测 便利 等 因素来 考虑 ，将 基础沉 陷观测 点布 设在基 础廊 道 的 中心线 与每个 坝段 中心线 的交点处 。 原则上每坝段布设一点。对于重点坝段 （ 坝体较高． 地质条件不 良 ） 除了地基础廊道内每坝段 增设一个观测点外 ，还应在横 向廊道内增设一些观测点 ，这些点一方面用于测量基础的沉陷，另一方面 还可用于计算基础的倾斜 （ 转动 ） 。为 了测定坝体本身在垂直方向的伸缩 ，还应平行于坝轴方向在坝顶 下游坝肩及坝趾处布设若干观测点 。 混凝土坝的水平位移观测包括如下 内容 ： １ ） 大致在同一高程面上的不同点位在垂直于坝的纵 向轴线方 向的水平位移 。 一般用基准线法进行观 测 。此时 可在 坝顶 或纵 向廊道 内布 设一 定数 量 的基准 线 。 ２ ） 在同一铅垂线上不同高程处的水平位移 。 一般是在大坝的垂直廊道内布设正垂线用坐标仪进行测
第二章 变形监测技术及实施原则
第二章第二章 变形监测技术及实施原则第一节静态变形监测的方法一、光电监测技术光电监测主要是指用常规测量仪器(经纬仪、测距仪、水准仪、全站仪)通过测量角度、边长和高程的变化来测定变形量，它们是目前变形监测的主要手段。
常用的地面监测方法包括两方向（或三方向）的角度前方交会法、双边距离交会法、极坐标法、自由设站法、视准线法、小角法及几何水准测量法，以及精密三角高程测量法等。
角度交会、距离交会等可用于监测变形体的二维（X、Y方向）位移；视准线法、小角法、测距法则是用于观测变形体的水平单向位移；几何水准测量法、精密三角高程测量法观测变形体的垂直位移。
（一）光学测量方法1.角度交会变形观测中，使用角度前方交会能迅速且费用较少地得到大量待定点坐标及其平面位移，这些待定点分布在难于到达的地方如危险滑动岩面、坝面、烟囱等，交会法实施有两个特点及要求：囱等，交会法实施有两个特点及要求：1)1)1)两测站点两测站点位置在观测周期中不变；位置在观测周期中不变；2)2)2)不同观测周期网形保持不同观测周期网形保持不变。
我们知道前方交会求水平位移的误差主要与测角误差m 、交会角、交会角γγ、两个测站观测角、两个测站观测角αα、β及测站基线D 有关。
因此变形观测使用的经纬仪，测角精度越高越好，一般应在±1″以上，如以上，如J1J1J1、、T3T3等精密等等精密等经纬仪，观测前要注意交会角大小的控制，一般当m 、D 一定时，当交会角一定时，当交会角γγ=90°时，位移值误差最小，而当小，而当γγ>150°或γ<30°时，位移值误差迅速增大。
2.光学准直法1）几何光学准直：一般采用活动觇标法。
活动觇标如图2-1所示，其觇牌可在基座上沿水平方向左右移动，并可读出移动量。
在准直线两端A、B点分别安置经纬仪和固定觇标，在位移观测点P安置活动觇标。
经纬仪盘左照准B点后，指挥P的活动觇标，使其觇牌从一侧移动到望远镜的十字丝上，读取活动觇标的分划尺读数。
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三 各种测量方法及其误差
1 摄影测量方法 a 在一个平面内的物体的单张相片摄影，像片与物体平面 平行 b 在一个平面内的物体的单张相片重复摄影测量之变形观 测 c 空间物体的平行摄影测量像片 d 空间物体的会聚像对 2 大地常规测量方法 三角高程测量、因瓦尺测量、精密水准测量、准直测量、 三边测量、精密导线测量等 3 专门仪器测量方法 电伸长计、测斜仪、电压力计、电温度计、无线电测距仪、 偏转仪等
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§2.2 变形观测的精度
工业与民用建筑物允许误差: 工业与民用建筑物允许误差:因主要内容是基础沉 陷和建筑物本身的倾斜，其观测精度应根据建筑 陷和建筑物本身的倾斜， 基础的允许沉陷值、允许倾斜度、 物 基础的允许沉陷值 、 允许倾斜度 、 允许相对弯 等来决定，同时也应考虑其沉陷速度。 矩 等来决定 ， 同时也应考虑其沉陷速度 。 如 《 建 筑地基基础设计规范》规定对于箱形基础60 60m 筑地基基础设计规范》规定对于箱形基础60m高的 建 筑 ， 允 许 倾 斜 度 为 2‰ ， 即 顶 点 偏 移 限 值 为 120mm 若以1 20作为观测中误差 mm， 作为观测中误差， m=± mm。 120mm，若以1/20作为观测中误差，则m=±6mm。 混凝土坝：测定变形值的精度一般为± 混凝土坝：测定变形值的精度一般为±1mm 土工建筑物：测定其变形值的精度不低于± 土工建筑物：测定其变形值的精度不低于±2mm
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§2.5 基准点及工作基点的布设
2.5.1 基点的布设 例子： 点高程HA 35.00米 HA＝ 点高程待定， 例子：A点高程HA＝35.00米，B点高程待定， 一月份测点Hab=5.374 Hab=5.374米 二月份测点Hab=5.363 Hab=5.363米 一月份测点Hab=5.374米,二月份测点Hab=5.363米， 点沉陷是多少？ 则B点沉陷是多少？
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§2.4
（1）有足够的点数
变形观测点的布置
观测点布设必须遵循的基本原则： 2.4.1 观测点布设必须遵循的基本原则：
（2）应考虑特征点，即能控制整个建筑物变化的点和关键 应考虑特征点， 部位上的点 （3）应与变形体紧密结合在一起 布设时需要和具体的建筑物联系在一起， 布设时需要和具体的建筑物联系在一起，具体情况具体 分析。 分析。
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按允许值计算高大建筑的倾斜观测精度 建筑 类型 多层 高层 超高 高耸
层数 宽度B 高度A
倾斜允许值
B α＝ 100 H
观测精度
mp =
∆ =α •H
αH
20
5－8 8－20 20以上
10米左 右 15米左 右 20米左 右
15－30 30－60 60－120
3.3‰ 2.5‰ 1.7‰ 1.5‰
§2.4
变形观测点的布置
4. 布设依据 观测点应布设在建筑物沉降变化较显著的地方， （1）观测点应布设在建筑物沉降变化较显著的地方，并考 虑到施工期间和投产后能顺利进行测量； 虑到施工期间和投产后能顺利进行测量； （2）建筑四角、中心点及内部承重墙上均需埋设观测点， 建筑四角、中心点及内部承重墙上均需埋设观测点， 并应沿房屋周长每隔10 20米设置一个观测点 10到 米设置一个观测点， 并应沿房屋周长每隔10到20米设置一个观测点，工业厂 房的每个柱子都需设点； 房的每个柱子都需设点； （3）由于相邻建筑物会产生相互影响，因此高层和底层建 由于相邻建筑物会产生相互影响， 筑、新老建筑物的连接处以及在相接处的两边都应布设 观测点； 观测点； （4）在人工加固地基与天然地基交界处和基础彻深相差悬 殊的地方，以及相接处的两边都应布设； 殊的地方，以及相接处的两边都应布设；
第二章 变形观测的布设
西南石油大学测绘教研室
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§2.1 基本概念
变形监测的测量点,一般分为基准点、 变形监测的测量点,一般分为基准点、工作点和观测点三类 基准点:一定数量的位置固定或变化甚小的点,又叫基点。 基准点:一定数量的位置固定或变化甚小的点,又叫基点。 埋设在比较稳定的基岩上或在变形以外，尽可能长 埋设在比较稳定的基岩上或在变形以外， 期的保存和稳固。 期的保存和稳固。 工作点： 工作点：实际工作中存在利用基点困难或基点布设不合理 的时候，埋设点介于基点和观测点之间的过渡点。 的时候，埋设点介于基点和观测点之间的过渡点。 埋设在被观测对象附近，观测周期内保持稳定。 埋设在被观测对象附近，观测周期内保持稳定。 观测点：位于变形体上的具有代表性的点。 观测点：位于变形体上的具有代表性的点。 变形观测系统：由基准点、 变形观测系统：由基准点、工作点和观测点组成的观测系 统。
栀杆的自振周期 微波塔在风荷载作用下的变形 栀杆的顶部位移 工业与民用建筑物相邻柱基的 差异沉降（1）框架结构 （2）当基础不均匀沉降时不产 生附加压力的结构 高耸建筑物基础的倾斜 h ≦20m 20 ≦h ≦50m时 50 ≦h ≦100m时 砖石承重结构基础的局部倾斜
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≦0.003 ≦0.006 ≦0.005 砂土和中低压缩性粘土 0.002L h 相对地面的建筑物高度
99毫米 150 204
5.0毫米 7.5 10.2
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2.按允许观测实测数据的统计分析确定观测精度
原则：从实际经验出发并顾及当前的测量技术水平而定。 原则：从实际经验出发并顾及当前的测量技术水平而定。 （1）特殊精密工程 （2）科学研究为目的的变形观测 （3）大型工程建筑物 （4）水利工程建筑物 （5）土木工程 （6）滑坡变形观测精度
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§2.4
变形观测点的布置
2.4.2 工业与民用建筑物变形观测 1. 观测的内容 基础沉陷观测和建筑物本身的变形观测 建筑物本身的变形观测， 基础沉陷观测和建筑物本身的变形观测，一般建 筑物主要是基础的沉陷观测， 筑物主要是基础的沉陷观测，对于高层建筑辅以倾 斜观测和风振观测， 斜观测和风振观测，大型设备和建筑必须要做水平 和位移观测。 和位移观测。 2. 方案设定过程 通常有设计部门提出要求， 通常有设计部门提出要求，设计人员和现场测量 人员共同研究后确定。 人员共同研究后确定。 3. 注意点 第一：要有足够的密度， 第一：要有足够的密度，反映出整个基础的沉 陷情况，点位尽量对于轴线对称， 陷情况，点位尽量对于轴线对称，以利于变形分析 第二：做到不浪费人、 第二：做到不浪费人、财、物力 14 第三： 第三：注意观察点和建筑物的结合情况
多媒体课件ຫໍສະໝຸດ 20重点坝段多媒体课件
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§2.4
2.4.4 混凝土重力坝
变形观测点布置
1.变形观测的内容：垂直位移观测和水平位移观测； 1.变形观测的内容：垂直位移观测和水平位移观测； 变形观测的内容 2.测点布设原则： 2.测点布设原则： 测点布设原则 应该具有代表性且能控制坝体的主要变性情况。 应该具有代表性且能控制坝体的主要变性情况。 3.观测点位置 3.观测点位置 （1）观测点一般都设在坝面上：最大坝高处、合拢口、泄 观测点一般都设在坝面上：最大坝高处、合拢口、 水底口、闸门处、坝底地形变化较大处、地质不良处。 水底口、闸门处、坝底地形变化较大处、地质不良处。 （2）坝轴线方向的横断面及两端，断面间距40至80米，沿 坝轴线方向的横断面及两端，断面间距40至80米 40 不同的高程布设4 不同的高程布设4至5条断面图
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§2.4 变形观测点的布置
例：高533米的电视塔 的点位布设
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§2.4
2.4.3 混凝土重力坝
1.垂直位移观测点的布置
变形观测点布置
坝体垂直位移包括基础沉陷和混凝土坝体本身在垂直方向的伸 缩。其中主要是基础沉陷。 其中主要是基础沉陷。 2.水平位移观测点的布置 在同一高程面上不同点在垂直于坝的纵向轴线方向的水平位移 （例如用引张线法与视准线法测量的位移） 例如用引张线法与视准线法测量的位移） 同一铅垂线的不同高程面上的水平位移（ 同一铅垂线的不同高程面上的水平位移 （ 如用正锤线以坐标仪测 量的水平位移） 量的水平位移）。 及任意点在任意方向的水平位移(如前交法测得的水平位移） 及任意点在任意方向的水平位移(如前交法测得的水平位移）。
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§2.3 变形观测的频率
取决于工程建筑物观测的内容、荷载的变化、 取决于工程建筑物观测的内容、荷载的变化、地基的土质 性质、建筑物的结构性质、诸多外界条件的变化等。 性质、建筑物的结构性质、诸多外界条件的变化等。 1、一般在施工期间：每次增加荷载前、后应分别观测一次 一般在施工期间：每次增加荷载前、 ，有时在期间还要加测一至两次，如遇特殊情况（大暴雨 有时在期间还要加测一至两次，如遇特殊情况（ 、洪水）也要加测；工程建筑物在竣工前、后应分别观测 洪水）也要加测；工程建筑物在竣工前、 一至两次等。 一至两次等。 例子一： 例子一：
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§2.2 变形观测的精度
一 精度原则
工程建筑物的变形观测能否达到预期的目的， 工程建筑物的变形观测能否达到预期的目的，最基本的因 素是观测点的布置、观测的精度和频率， 素是观测点的布置、观测的精度和频率，以及每次观测所 进行的时间。 进行的时间。 变形观测的精度要求： 变形观测的精度要求：取决于该工程建筑物预计的允 许变形值的大小和进行观测的目的。 许变形值的大小和进行观测的目的。 观测的中误差: 观测的中误差:一般要求观测的中误差应小于允许变形 值的1 10- 20（FIG第十三届会议 第十三届会议） 值的 1/10-1/20 （ FIG 第十三届会议 ） ； 如果观测的目的是 为了研究其变形的过程，则其中误差应比这个数值小得多。 为了研究其变形的过程 ， 则其中误差应比这个数值小得多 。
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高压缩性粘土 0.003L
L 相邻柱基之中心间距
二 分析变形观测的必要精度 1 按允许变形值来确定观测精度
M= ∆容 10－20
例子1：某核电厂变坡的允许变形（滑坡）值为20mm，根据 以上原则可确定变形观测的必要精度为±1mm. 例子2：某综合勘察院在观测一栋30米的大楼变形时，根据 设计人员提出的允许倾斜度为千分之四，求得允许的偏移 值为120mm,进一步求得观测中误差为±6mm. 例子3：为了监测桥梁安全而进行的变形观测，根据相关规 定，钢结构桥梁线路与桥跨中心线的偏差允许值为50毫米， 按上诉原则，算算变形精度是多少？