变形观测大坝外观部分.docx
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变形观测大坝外观部分
变形监测〔外观局部〕
1 一般规定
1.1变形观测是针对工业与民用建筑物、构筑物、建筑场地、地基根底、大〔中、小〕型水坝等进展观测,评价风险,保证平安。
1.2大型或重要工程建筑物、构筑物,在工程设计时,应对变形监测统筹安排。
施工开场时,即应进展变形监测。
1.3变形监测首先建立变形监测控制网,其具有高精度性和相对独立性的特点。
其作用在于依靠控制网提供的基准点的准确数据,利用观测值计算出变形观测点的坐标、高程;并验证工作基点相关数据的准确性和可靠性,如工作基点发生损毁或位移时,可依据变形监测控制网补建或纠正工作基点。
当变形监测控制点损毁或发生位移亦可通过其他稳固的网内控制点进展修复。
变形监测控制网是变形观测的根底,它为监测工作提供可靠的观测起算数据,并验证和检测工作基点的可靠性。
使不同时期的观测数据建立在一个一样的观测根底上,从而具有可比性。
同时,变形监测控制网是各工作基点修正、恢复的依据,保障变形观测系统的可靠平安运行。
1.4变形监测点,宜分为基准点、工作基点和变形观测点。
其布设应符合以下要求:
一、每个工程至少应有3个稳固可靠的点作为基准点;
二、工作基点应选在比拟稳定的位置。
对通视条件较好或观测工程较少的工程,可不设立工作基点,在基准点上直接测定变形观测点;
三、变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置。
1.5变形测量的等级划分及精度要求,应符合表1.4的规定。
表1.4
变形测量
等级
垂直位移测量
水平位移测量
适用范围
变形点的高程中误差(mm)
相邻变形点高差中误差(mm)
变形点的点位中误差(mm)
一等
±0.3
±0.1
±1.5
变形特别敏感的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、重要古建筑、精细工程设施等
二等
±0.5
±0.3
±3.0
变形比拟敏感的高层建筑、高耸构筑物、古建筑、重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等
三等
±1.0
±.5
±6.0
一般性的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、滑坡监测等
四等
±2.0
±1.0
±12.0
观测精度要求较低的建筑物,构筑物和滑坡监测等
注:
①变形点的高程中误差和点位中误差,系相对于最近基准点而言;
②当水平位移变形测量用坐标向量表示时,向量中误差为表中相应等级点位中误差的1/
;
③垂直位移的测量,可视需要按变形点的高程中误差或相邻变形点高差中误差确定测量等级。
1.6变形测量的观测周期,应根据建筑物、构筑物的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件等因素综合考虑。
观测过程中,根据变形量的变化情况,应适当调整。
1.7每次变形观测时,宜符合以下要求:
一、采用一样的图形〔观测路线〕和观测方法;
二、使用同一仪器和设备;
三、固定观测人员;
四、在根本一样的环境和条件下工作。
1.8水平位移和垂直位移监测网,应定期检测。
建网初期,宜每半年检测一次;点位稳定后,检测周期可适当延长。
当对变形成果发生疑心时,应随时进展检核。
1.9每次观测前,对所使用的仪器和设备,应进展检验校正,作出详细记录
2 水平位移监测网
2.1水平位移的监测网,可采用三角网,导线网、边角网、三边网和轴线等形式。
当采用轴线控制时,轴线两端应分别建立检核点。
2.2水平位移的监测网,采用独立坐标系统或与施工期一样的系统均可,并按照标准要求,进展一次布网。
2.3在点位布设时,应根据设计单位所提供的设计图纸,找到点位的大概位置,保持设计网型的根本准确。
在设计位置附近根据以下原那么选择控制点的具体位置:
〔1〕相邻点之间应通视良好,其视线距障碍物的距离,角二等网不宜小于2m;三和四等不宜小于1.5m;一级及一级以下宜保证便于观测,不受旁折光影响。
〔2〕测距边位置的选择,应满足相应测距方法对地形等因素的要求,当采用电磁波测距时,其测距边宜选择在地面覆盖物一样的地段,不宜选在烟囱、散热塔、散热池等发热物体的上空;测线上不应有树枝、电线等障碍物,四等及以上的测线应离开地面或障碍物1.3m以上;测线应避开高压线等强电磁场的干扰;测距边的测线倾角不宜太大。
〔3〕控制点应便于长期保存、加密、扩展和寻找。
〔4〕控制点宜采用有强制归心装置的观测墩;照准标志宜采用强制对中装置的觇牌,观测墩的规格参照附录,在进展完选点埋石工作后,应记录点之记。
2.4水平位移监测网的主要技术要求,应符合表2.4的规定。
表2.4
等级
相邻基准点的点位中误差(mm)
平均边长(m)
测角中误差(″)
最弱边相对中误差
作业要求
一等
1.5
<300
±0.7
≤1/250000
宣按国家一等三角要求观测
<150
±1.0
≤1/120000
宣按本标准二等三角要求观测
二等
3.0
<300
±1.0
≤1/120000
宣按本标准二等三角要求观测
<150
±1
≤1/70000
宜按本标准三等三角要求观测
三等
6.0
<350
±1.8
≤1/70000
宜按本标准三等三角要求观测
<200
±2.5
≤1/40000
宜按本标准四等三角要求观测
四等
12.0
<400
±2.5
≤1/40000
宜按本标准四等三角要求观测
注:
表中未考虑起始误差的影响。
2.5在设计水平位移的监测网时,应进展精度预估,选用最优方案。
2.6当工程需要时,变形监测网的起始边,宜按国家一等三角测量的要求及本标准第二章相应等级的有关规定执行,并应采用高精度的测距仪或因瓦基线尺测定。
2.7平面变形监测网的观测工作采用经纬仪、测距仪或全站仪进展。
观测的技术指标和测站要求根据国家标准或行业标准执行。
其中,水平角观测方法使用方向观测法或分组方向观测法进展作业。
其技术指标如下:
水平角方向观测法的技术要求
等级
仪器型号
两次照准读数差
〔″〕
半测回归零差
〔″〕
一测回2倍照准差变动范围
〔″〕
同一方向值各测回较差
〔″〕
四等及以上
DJ1
4
6
9
6
DJ2
6
8
13
9
一级及以下
DJ2
6
8
13
9
DJ6
12
18
-
24
注:
当观测方向的垂直角大于±3′时,该方向的2c较差,按相邻测回同方向进展比拟,其差值仍应符合上表规定。
应当注意,在水平角观测过程中误差超过上表要求时,要在原来度盘位置上进展重测,并符合以下规定:
〔1〕上半测回归零差或零方向2c超限,该测回应立即重测,但不记测回数。
〔2〕同测回2c较差或各测回同一方向值较差超限,可重测超限方向〔应连测原零方向〕。
一测回中,重测方向数,超过测站方向总数的1/3时,该测回应重测。
〔3〕因测错方向、读错、记错、气泡中心位置偏移超过一格或个别方向临时被挡,均可随时进展重测。
〔4〕重测必须在全部测回数测完后进展。
当重测测回数超过该站测回总数的1/3时,该站应全部重测。
3 垂直位移监测网
3.1垂直位移的监测网,可布设成闭合环、结点或附合水准路线等形式。
3.2水准基准点,应埋设在变形区以外的基岩或原状土层上,亦可利用稳固的建筑物、构筑物,设立地上水准点。
当受条件限制时,在变形区内也可埋设深层金属管水准基准
点。
3.3为了检测水准基点本身的高程是否准确,可将其成组的埋设,通常每组三点,并形成一个边长100米的等边三角形,在三角形中心,与三点等距的地方设置固定测站,以方便检验作业。
3.4水准点的标石型式,可根据现场条件和任务需要,按本标准附录四中相应规定执行。
3.5垂直位移监测网的主要技术要求,应符合表3.4的规定。
表3.4
等级
相邻基准点高差中误差(mm)
每站高差中误差(mm)
往返较差、附合或环线闭合差(mm)
检测已测高差较差(mm)
使用仪器、观测方法及要求
一等
0.3
0.07
0.15
0.2
DS05型仪器,视线长度≤15m,前后视距差≤0.3m,视距累积差≤1.5m。
宜按国家一等水准测量的技术要求施测
二等
0.5
0.13
0.30
0.5
DS05型仪器,宜按国家一等水准测量的技术要求施测
三等
1.0
0.30
0.60
0.8
DS05或DS1型仪器,宜按本标准二等水准测量的技术要求施测
四等
2.0
0.70
1.40
2.0
DS2或DS3型仪器,宣按本标准三等水准测量的技术要求施测
注:
n为测段的测站数。
3.6起始点高程宜采用测区原有高程系统。
无条件时,高程系统可根据经历
3.7高程变形监测控制网的观测采用精细水准测量进展,观测精度和测站要求根据工程变形监测网的精度而定。
水准测量主要技术要求如表3.7。
当测段往返测高差不符值超限,应先就可靠程度较小的往测或返测进展整段重测;符合线路和环线闭合差超限时,应就路线上可靠程度较小〔往返高差不符值较大或观测条件较差〕的些测段进展重测,假设重测后仍然超出限差,那么需重测其他测段。
每公里水准线路的偶然中误差、全中误差超限时,应分析原因,重测有关测段或路线。
等级
水准仪的型号
视线长度〔mm〕
前后视较差
〔mm〕
前后视累积差
〔mm〕
视线离地面最低高度〔mm〕
往返较差、附合或环线闭合差
根本、辅助分划或黑面、红面读数较差〔mm〕
根本、辅助分划或黑面、红面测高差较差〔mm〕
观测顺序
平地
〔mm〕
山地
〔mm〕
一等
DS1
30
0.5
1.5
0.5
1.8√L
奇站:
后前前后
偶站:
前后后前
二等
DS1
50
1
3
0.5
4√L
-
0.5
0.7
奇站:
后前前后
偶站:
前后后前
三等
DS1
100
3
6
0.3
12√L
4√N
1.0
1.5
后前前后
DS3
75
2.0
3.0
四等
DS3
100
5
10
0.2
20√L
6√N
3.0
5.0
后后前前
五等
DS3
100
大致相等
-
-
30√L
-
-
-
-
注:
L为往返测段,附合或环线的水准路线长度〔km〕;N为测站数
4 水平位移观测
4.1水平位移的测量,可采用测角前方交会法、边角交会法、导线测量法、极坐标法、小角法、经纬仪投点法、视准线法、引X线法、正垂线或倒垂线法等,并应符合以下规定:
一、采用前方交会法时,交会角应在60°~120°之间,并宜采用三点交会;
二、采用经纬仪投点法和小角法时,对经纬仪的垂直轴倾斜误差,应进展检验,当垂直角超出±3°范围时,应进展垂直轴倾斜修正;
三、采用极坐标法时,其边长应采用检定过的钢尺丈量或用磁波测距仪测定,当采用钢尺丈量时,不宜超过一尺段,并应进展尺长、拉力、温度和高差等项修正;
四、采用视准线法时,其测点埋设偏离基准线的距离,不应大于2cm;对活动觇牌的零位差,应进展测定。
4.2水平位移观测点的施测精度,应按本标准表1.4中相应等级及要求的规定执行。
4.3建筑物、构筑物主体的倾斜观测,应测定顶部及其相应底部观测点的偏移值。
对整体刚度较好的建筑物的倾斜观测,可采用根底差异沉降推算主体倾斜值。
建筑物、构筑物主体倾斜率和按差异沉降推算主体倾斜值,可按本标准附录五的公式计算。
4.4建筑物、构筑物和水坝的裂缝观测,宜在裂缝两侧设置观测标志;对于较大的裂缝,至少应在其最宽处及裂缝末端各布设一对观测标志。
裂缝可直接量取或间接测定,分别测定其位置、走向、长度和宽度的变化。
4.5混凝土坝和有条件的高层建筑物,主体挠度观测,可采用正倒垂线法,利用坐标仪或其他仪器测定各观测点相对于铅垂线的偏离值。
4.6日照变形观测的观测点,宜设置在观测体受热面不同的高度外。
根据温度的变化,测定各观测点相对于底点的位移值。
观测工作,宜在日出前开场,定时观测,至日落后完毕。
观测时应同时分别测记观测体向阳和背阳面的温度。
4.7建筑场地滑坡观测的观测点,宜设置在滑坡周界附近、滑动量较大、滑动速度较快的轴线方向和滑坡前沿区等部位。
在确定点位时,应考虑工程地质的需要。
观测点应埋设标石,其深度不应小于1m。
观测点,可采用测角前方交会法或极坐标法测定。
滑坡观测点的点位精度,应符合本标准表1.4中相应等级的规定。
4.8进展滑坡位移观测时,应同时进展垂直位移观测。
垂直位移观测的技术要求,可按本标准表5.3中相应等级规定执行。
当分析滑坡位移的规律时,应将观测点的水平位移量与垂直位移量进展综合判断。
4.9水坝的水平位移观测点,宜沿坝的轴线布设。
土坝观测点横断面的间距,应小于50m;混凝土坝每坝段,应有1个横断面。
5 垂直位移观测
5.1建筑物的沉降观测,宜采用几何水准或液体静力水准等测量方法。
单个构件,可采用测微水准或机械倾斜仪、电子倾斜仪等测量方法。
5.2沉降观测点的布设,应符合以下规定:
一、能够反映建筑物、构筑物变形特征和变形明显的部位;
二、标志应稳固、明显、构造合理,不影响建筑物、构筑物的美观和使用;
三、点位应避开障碍物,便于观测和长期保存。
5.3沉降观测点的精度要求和观测方法,根据工程需要,应符合本标准表5.3中相应等级的规定。
5.4沉降观测的各项记录,必须注明观测时的气象情况和荷载变化。
5.5建筑物、构筑物的沉降观测点,应按设计图纸埋设,并宜符合以下规定:
表5.3
等级
高程中误差(mm)
相邻点高差中误差(mm)
观测方法
往返较差、附合或环线闭合差(mm)
一等
±0.3
±0.15
除宜按国家一等精细水准测量外,尚需设双转点,视线≤15m,前后视视距差≤0.3m,视距累积差≤1.5m;精细液体静力水准测量;微水准测量等
≤0.15
二等
±0.5
±0.30
按国家一等精细水准测量;精细液体静力水准测量
≤0.30
三等
±.0
±0.50
按本标准二等水准测量;液体静力水准测量
≤0.60
四等
±2.0
±1.00
按本标准三等水准测量;短视线三角高程测量
≤1.40
一、建筑物四角或沿外墙每10~15M处或每隔2~3根柱基上;
二、裂缝或沉降缝或伸缩缝的两侧;新旧建筑物或上下建筑物以及纵横墙的交接处;
三、人工地基和天然地基的接壤处;建筑物不同构造的分界处;
四、烟囱、水塔和大型储藏罐等高耸构筑物的根底轴线的对称部位,每一构筑物不得少于4个点。
5.6施工期间,建筑物沉降观测的周期,高层建筑每增加1~2层应观测1次;其他建筑的观测总次数,不应少于5次。
竣工后的观测周期,可根据建筑物的稳定情况确定。
5.7建筑物、构筑物的根底沉降观测点,应埋设于根底底板上。
在浇灌底板前和根底浇灌完毕后应至少各观测1次。
根底不均匀沉降产生的根底相对倾斜值和根底挠度,宜按本标准附录六公式计算。
5.8基坑回弹观测时,回弹观测点,宜沿基坑纵横轴线或在能反映回弹特征的其他位置上设置。
回弹观测的标志,应埋入基底面下10~20cm。
其钻孔必须垂直,并应设置保护管。
5.9回弹观测点的高程,宜在基坑开挖前、开挖后及浇灌根底之前,各测定1次。
对传递高程的辅助设备,应进展温度、尺长和拉力等项修正。
回弹观测点的高程中误差,不应超过1mm。
5.10地基土的分层沉降观测点,应选择在建筑物、构筑物的地基中心附近。
观测标志的深度,最浅的应在根底底面50cm以下;最深的应超过理论上的压缩层厚度。
观测的标志,应由内管和保护管组成,内管顶部应设置半球状的立尺标志。
5.11地基土的分层沉降观测,应在根底浇灌前开场,观测的周期,宜符合本标准第5.6的规定。
观测的高差中误差,不应超过1mm。
5.12建筑场地的沉降观测点布设范围,宜为建筑物根底深度的2~3,并应由密到疏布点。
5.13水坝垂直位移测量的观测点,应沿坝轴线平行布设在能反映坝体变形的部位,并宜与水平位移观测点合设在一个标墩上。
5.14水坝的观测周期,应符合以下规定:
一、坝体竣工初期,应每半个月或1个月观测1次;坝体已根本稳定时,宜每季度观测1次;
二、土坝宜在每年汛前、汛后各观测1次;
三、当发生水库空库、最高水位、高温、低温、水位骤变、位移量显著增大及地震等情况时,应及时增加观测次数。
5.15水坝的垂直位移观测,相对于工作基点的高程中误差,中型混凝土坝不应超过1mm,小型混凝土坝不应超过2mm;中型土石坝不应超过3mm,小型土石坝不应超过5mm。
6 内业计算及成果整理
6.1观测工作完毕后,应及时整理和检查外业观测手簿。
6.2水平位移监测网的测角中误差、测距中误差及各条件方程自由项限差,应按有关公式进展计算。
垂直位移监测网,每测站的高差全中误差。
6.3监测网的平差计算与精度评定,应根据工程需要,采用经典严密平差法或自由网平差法。
6.4监测网点位稳定性的检验,可采用以下方法:
一、采用经典严密平差时的检验方法,复测后两次平差值的较差应符合下式要求:
式中⊿——两次平差值较差〔″〕;
μ——单位权中误差〔″〕;
Q——权系数。
二、采用自由网平差时的统计检验方法;
三、经典法与统计检验相结合的方法。
6.5内业计算取值准确度的要求,应符合表9.6.5的规定。
6.6观测点的变形分析,应符合以下规定:
一、相邻两观测周期,一样观测点有无显著变化;
二、应结合荷载、气象和地质等外界相关因素综合考虑,进展几何和物理分析。
6.7水平位移测量完毕后,应根据工程需要,提交以下有关资斜:
一、水平位移量成果表;
二、观测点平面位置图;
三、水平位移量曲线图;
四、有关荷载、温度、位移值相关曲线图;
五、水平位移和垂直位移综合曲线图;
六、变形分析报告等。
内业计算取值准确度的要求 表6.5
监测网等级
方向值(″)
边长(mm)
坐标(mm)
高程(mm)
水平位移量(mm)
垂直位移量(mm)
一、二等
0.01
0.1
0.1
0.01
0.1
0.01
三、四等
0.10
1.0
1.0
0.10
1.0
0.10
6.8垂直位移测量完毕后,应根据工程需要,提交以下有关资料:
一、垂直位移量成果表;
二、观测点位布置图;
三、位移速率、时间、位移量曲线图;
四、荷载、时间、位移量曲线图;
五、等位移量曲线图;
六、相邻影响曲线图;
七、变形分析报告等。
附录一本标准名词解释
名词解释附 表1
名词
解释
边角网
边、角全测的控制网
电照准
根据接收电讯号最强确定照准位置的方法
基准点
确认固定不动,且作为测定工作基点和变形观测点的点
工作基点
作为直接测定变形观测点的相对稳定的点,可用基准点代替
变形观测点
设立在变形体上,反映变形特征的观测点
附录二平面控制点标志及标石的埋设规格
注:
①山地及冻土地区标石尺寸和埋设深度,可自行设计;
②柱石与盘石间,应放0.5~1cm厚粗砂;
③四等三角点,可不埋盘石,柱石高度适当加大;
④一、二、三级导线、点的标石规格,应按照附图2.4或自行设计;
⑤线路和图根点可参照附图2.4略缩小。
附录三方向观测法度盘和测微器
位置变换计算公式
一、计算公式:
式中σ——度盘和测微器位置变换值〔°′″〕;
m——测回数;
j——测回序号;
i——度盘最小间格分划值〔DJ1O为4′;DJ2为10′〕;
ω——测微盘分格数〔值〕〔DJ1为60格;DJ2为600″〕。
二、根据上述公式,方向观测法度盘编制应符合附表3.1、3.2的要求。
用DJ1型仪器方向观测度盘编制表
附表3.1
15
9
6
4
1
00°00′02″
00°00′03″
00°00′05″
00°00′08″
2
12°04′16″
20°04′10″
30°04′15″
45°04′22″
3
24°08′10″
40°08′17″
60°08′25″
90°08′38″
4
36°12′14″
60°12′23″
90°12′35″
135°12′52″
5
48°16′18″
80°16′30″
120°16′45″
6
60°20′22″
100°20′37″
150°20′55″
7
72°24′26″
120°24′43″
8
84°28′30″
140°28′50″
9
96°32′34″
160°32′57″
10
108°36′38″
11
120°40′42″
12
132°44′46″
13
144°48′50″
14
156°52′54″
15
168°56′58″
注:
采用测微盘分格数〔值〕为120格的仪器时。
应另行计算编表。
用DJ2型仪器方向观测度盘编制表 附表3.2
12
9
8
6
1
00°00′25″
00°00′33″
00°00′37″
00°00′50″
2
15°11′15″
20°11′40″
22°11′52″
30°12′30″
3
30°22′05″
40°22′47″
45°23′07″
60°24′10″
4
45°32′55″
60°33′53″
67°34′22″
90°35′50″
5
60°43′45″
80°45′00″
90°45′37″
120°47′30″
6
75°54′35″
100°56′07″
112°56′52″
150°59′10″
7
90°05′25″
120°07′13″
135°08′07″
8
105°16′15″
140°18′20″
157°19′22″
9
120°27′05″
160°29′27″
10
135°37′55″
11
150°48′45″
12
165°59′35″
附录四:
高程控制点标志及标石的埋设规格
工程测量标准,高程控制点标志,标石埋设规格
附录五:
建筑物、构筑物主体倾斜率和按差异沉降推算主体倾斜值的计算公式
一、建筑物、构筑物主体的倾斜率,应按下式计算:
式中i——主体的倾斜率;
⊿D——建筑物、构筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值〔m〕
H——建筑物、构筑物的高度〔m〕;
α——倾斜角〔°〕。
二、按差异沉降推算主体的倾斜值,应按下式计算:
式中⊿D——倾斜值〔m〕;
⊿S——根底两端点的沉降差〔m〕
L——根底两端点的水平距离〔m〕;
H——建筑物的高度〔m〕。
附录六:
根底相对倾斜值和根底挠度计算公式
一、根底相对倾斜值⊿SAB应按下式进展计算:
式中SAB——相对倾斜值;
SA、SB——倾斜段两端观测点A、B的沉降量〔m〕;
L——A、B间的水平距离〔附图6.1〕〔m〕。
二、根底的挠度fc应按下式进展计算:
式中fc——挠度〔m〕;
⊿SBC——B、
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