沉降观测实习报告.docx

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沉降观测实习报告

毕业实习报告

学生姓名：

包韬昌

学号：

1041629126

专业：

工程测量与监理

指导教师：

王建强

实习时间：

2012.11-2013.5

实习地点：

江西煤田地质局测绘大队

东华理工大学高职院

一.实习简介3

绪论

工程建筑物的变形观测是随着我国现代化建设事业的发展，兴建了大量、复杂和精密的工程建筑物，为使这此工程建筑物安全、可靠地运行，为民造福而兴起的。

近20年来，高层建筑如春笋般兴建。

在这些建筑物及其设备运营的过程中，都会产生形边。

这种形变超过一定限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。

因此，在建筑物的施工与运营期间，必须对它们进行监视观测。

了解建筑物变形的成因非常重要。

建筑物变形的客观原因主要有：

建筑物的自重、使用中的动荷载、振动或风力等因素引起的附加荷载，建筑物的结构形式，地下水位的升降和它对基础的侵蚀作用，地基土在荷载与地下水位变化影响，产生的各种工程地质形象，温度的变化，建筑物附近新工程对地基的扰动等。

建筑物变形的主观原因主要有：

地质勘探不充分与结果不准确，设计错误，施工质量差，施工方法不当等。

一.实习名称：

沉降观测实习

二．实习目的及要求：

实习是工程测量教学的重要组成部分，除实验课堂理论外，还巩固和深化课堂所学知识的环节，更是培养学生动手能力和训练严格的科学态度和作风的手段。

通过控制网的建立、数字化成图软件的应用。

可以增强测绘地面点的概念，提高解决工程中实际测量问题的能力，为今后参加工作打下坚实的基础。

三．实习时间：

2012年11月至2013年3月

四．实习单位：

江西煤田地质局测绘大队

五．实习内容：

主要做过地形测量，土方测量，工程放样，水管长度测量，沉降控制点布设以及沉降观测。

1.1建筑物地基和基础变形观测

（1）基坑回弹观测在基坑开挖前、中、后期，测出事先埋设在基底面上的观测点，由于基坑开挖引起的高程变化。

开挖前和开挖后两次的高程差为基坑的总回弹量。

（2）地基分层沉降观测测出埋设在不同土层上的观测点因荷载增加而引起的高程变化，以求得各土层的沉降量和受压层的最大深度。

（3）建筑物的沉降观测测出建筑物或基础上的观测点，因时间推移或因地基发生变化所引起的高程差异，比较不同周期的观测值即得沉降量。

以上内容都属于以垂直位移为主的变形观测，其方法是首先按建筑场地地形、地质条件和对变形观测的精度要求，合理布设变形控制网点。

高程变化值的测定通常采用精密水准方法，也可用液体静力水准仪、气泡倾斜仪、电子水准器等进行测量。

1.2工程建筑物变形观测的特点

与一般工程测量相比，变形观测具有以下特点:

（1）变形观测属于安全监测，有内部观测和外部观测两方面。

内部观测内容有建构筑物的内部应力、温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等，一般不由测量工作者完成。

外部变形观测的内容主要有沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测和挠度观测等。

内部观测与外部观测之间有着密切的联系，应同时进行，以便在资料分析时可以互相验证与补充。

（2）观测精度要求高。

由于变形观测结果直接关系到对建构筑物的安全稳定性做出正确判断，影响对变形原因和变形规律的正确分析，因此，和其他测量工作相比，变形观测必须具有很高的精度。

（3）需要进行重复观测。

建构筑物由于各种原因产生的变形都有个时间过程，而变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测，计算出建构筑物上同一观测点在两个观测周期间的坐标差和高程差（坐标和高程的变化量）。

有时为了求得瞬时变形，则应采用各种自动记录仪器记录其瞬时位置或瞬时状态。

（4）要求采用严密的数据处理方法。

建构筑物的变形量一般都较小，有时甚至难以与观测误差区分开来;同时，人量重复观测使原始数据增多，要从不同时期的人量观测数据中精确获得变形信息，必须采用严密的数据处理方法。

1.3工程建筑物变形观测的精度

根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。

再未有特除要求情况下，一般性的工程建筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

各项观测指标要求如下：

（1）往返较差、附和或环线闭合差：

△h＝∑a-∑b≤l√n—，表示测站数。

（或△h＝∑a-∑b≤1.0√L—，L表示观测路线距离）；

（2）前后视距：

≤30m；

（3）前后视距差：

≤1.0m；

（4）前后视距累积差≤3.0m；

（5）沉降观测点相对于后视点的高差容差：

≤1.0mm；

（6）水准仪的精度不低于N2级别。

变形观测的精度要求取决于该工程建构筑物预计的允许变形值的大小和观测目的。

如何根据允许变形值来确定观测的精度，国内外还存在着各种不同看法。

我们倾向于采用国际测量工作者联合会工程测量组比较早提出的:

“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/3;如果观测的目的是为研究建构筑物变形的过程，则其观测中误差应比这个数值小得多”。

在工业与民用建筑物的变形观测中，由于其主要观测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物基础的允许沉陷值，允许倾斜度和允许相对弯矩等来决定，同时还应考虑其沉陷速度和倾斜速度。

一般来讲，从实用的目的和需要出发，对于有传动设各、连续生产的人型车间（钢结构、钢筋混凝上结构的建筑物），以及水利水电工程的混凝上人坝，通常要求观测工作能反映出1mm的沉陷量，那么沉陷观测的精度则要求达到0.5mm;对于不是连续生产的一般工业）房、民用建筑、高层房屋建筑，以及上工建构筑物，要求观测工作能反映出2mm的沉陷量，则沉陷观测的精度要达到lmm的要求。

至于观测的频率决定于变形值的人小和变形速度，以及观测的目的。

通常要求观测的次数既要能反映出变化的过程，又要不遗漏变化的时刻。

1.4工程建筑物变形观测的频率

建筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而是整个观测得不到完整的观测意义。

其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。

只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。

相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期（如：

次/30天）或按建筑物的加荷情况每升高一层（或数层）为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

2.1水准测量法

用水准测量的方法对建筑物进行沉降观测，则是周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。

是目前沉降观测中最为常用的方法。

（1）水准基点的布设

水准基点是沉降观测的基准，因此水准基点的布设应满足以下要求：

①要有足够的稳定性水准基点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区水准基点应埋设在冰冻线以下0.5m。

②要具备检核条件为了保证水准基点高程的正确性，水准基点最少应布设三个，以便相互检核。

③要满足一定的观测精度水准基点和观测点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。

（2）沉降观测点的布设

进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，沉降观测点的布设应满足以下要求：

①沉降观测点的位置沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角、沉降缝两侧、荷载有变化的部位、大型设备基础、柱子基础和地质条件变化处。

②沉降观测点的数量一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为10～20m。

③沉降观测点的设置形式如图2-1所示。

图2-1沉降观测点的设置形式

（3）沉降观测

①观测周期观测的时间和次数，应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。

a.当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。

b.在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。

如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。

c.当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。

d.建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。

②观测方法观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm。

另外，沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。

③精度要求沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。

a.多层建筑物的沉降观测，可采用DS3水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过

mm（n为测站数）。

b.高层建筑物的沉降观测，则应采用DS1精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过

mm（n为测站数）。

（4）沉降观测的成果整理

①整理原始记录每次观测结束后，应检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后，调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入“沉降观测表”中。

②计算沉降量计算内容和方法如下：

a.计算各沉降观测点的本次沉降量：

沉降观测点的本次沉降量=本次观测所得的高程－上次观测所得的高程

b.计算累积沉降量：

累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量

将计算出的沉降观测点本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载情况等记入“沉降观测表”中。

③绘制沉降曲线如图2-2所示，为沉降曲线图，沉降曲线分为两部分，即时间与沉降量关系曲线和时间与荷载关系曲线。

2002

2003

2004

3

5

7

9

11

3

5

7

9

11

0

40

80

100

120

10

20

30

40

F/（t/m2）

s/mm

t

时间（年、月）

图2-2沉降曲线图

1

2

a.绘制时间与沉降量关系曲线

首先，以沉降量s为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。

然后，以每次累积沉降量为纵坐标，以每次观测日期为横坐标，标出沉降观测点的位置。

最后，用曲线将标出的各点连接起来，并在曲线的一端注明沉降观测点号码，这样就绘制出了时间与沉降量关系曲线，如图2-2所示。

b.绘制时间与荷载关系曲线

首先，以荷载为纵轴，以时间为横轴，组成直角坐标系。

再根据每次观测时间和相应的荷载标出各点，将各点连接起来，即可绘制出时间与荷载关系曲线，如图2-2所示。

2.2一般建筑物主体的倾斜观测

建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑物主体的倾斜度，即

（2-1）

式中：

——建筑物主体的倾斜度；

∆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）；

——倾斜角（°）。

由式（2-1）可知，倾斜测量主要是测定建筑物主体的偏移值ΔD。

偏移值ΔD的测定最简单的可采用吊垂线法。

此法的基本思路是：

如图2-3（a）所示，从

处下放一锤球线至B处，量取B点到锤球线的水平距离，即为∆D。

此法显然极为简便，但在实际工作中往往存在如下困难：

一是建筑物上难以找到能悬挂锤球线的地方；二是当建筑物教高时，锤球线难以稳定，特别是有风天气，锤球线的大幅摆动给观测精度带来严重影响，即使是利用阻尼装置或采用测定逆转点后求平均值的办法也难以从根本解决问题。

因此，一般认为不适合精度要求较高的高层建筑物或塔式建筑物的倾斜观测。

所以测量∆D一般采用经纬仪投影法。

具体观测方法如下：

M

N

P

Q

X

Y

H

∆A

∆B

N′

Q′

∆A

∆B

∆

图2-3一般建筑物的倾斜观测

H

B

A

ΔD

α

（a）

（1）如图2-3（b）所示，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。

（2）相隔一段时间后，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，如图2-3（b）所示，说明建筑物发生了倾斜。

（3）用尺子，量出在X、Y墙面的偏移值ΔA、ΔB，然后用矢量相加的方法，计算出该建筑物的总偏移值ΔD，即：

（2-2）

投影法很显然地解决了利用垂线法测量建筑物倾斜存在的不足，使得野外工作在仍然很方便的情况下，较大程度地提高了测量精度，因此，该法在建筑物倾斜观测中得到了广泛的应用。

然而投影法的实质是投点放样，因此，它不可能通过增加多余观测的方法来进一步提高精度；另外，对于倾斜不是很大的塔式建筑物，这种方法是无法投点的，因为其外部轮廓上的点并不在同一竖直线上，梯形的烟囱就是一个明显的例证，这种情况必须采用水平角观测法，在此不多加以说明。

根据总偏移值ΔD和建筑物的高度H用式（2-1）即可计算出其倾斜度i。

3.1工程介绍

本工程由南昌市第一医院开发建设，场地位于象山北路和后墙路交叉路口。

基坑长约50米，宽约30米，基坑最深开挖约6米。

基坑的西面小金台路,南面后墙路,东面象山北路,北面为建筑物。

3.2监测任务及监测项目

3.2.1监测任务：

在基坑开挖后地下室至±0前，定期对基坑周边的护坡进行平面位移及沉降监测，并对基坑周边道路及主要建筑物进行沉降观测。

若位移发生超限或异常，及时通报建设单位或施工单位

3.2.2监测依据：

2.2.1《建筑基坑支护技术规范》（YB9258-97）

2.2.2《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）

3.2.3根据设计及甲方要求监测项目如下：

2.3.1基坑护坡垂直位移监测

2.3.2基坑护坡水平位移监测

2.3.3基坑周边道路及主要建筑物垂直位移监测

3.3工作点、基准点、监测点的布设和坐标系统

3.3.1基坑变形监测点位的布设

在施工场地东南角布设工作点A，西南角布设工作点B，并在象山北路路边打入钢钉布设一个基准点。

工作点位埋设方式均为埋入50CM的钢筋，并用水泥浇铸，在钢筋顶端锯刻“十”字，作为基坑变形监测的工作点。

两工作点视野开阔，可一站观测所有监测点，最大程度减少观测误差。

在基坑土钉墙的顶面，用埋设钢筋的方式，设置变形监测点11个，钢钉长约50CM，顶面刻有“+”字，并用水泥浇铸，作为水平位移监测和垂直位移监测的监测点，编号分别为J1-J11；并在基坑周围的象山北路、后墙路、小金台路上及周边房屋布设垂直位移监测的监测点，编号分别为道路监测点L1-L10，房屋监测点F1-F14。

3.3.2坐标系统

变形监测采用独立的平面坐标系统和高程系统。

3.4监测人员及主要仪器设备

3.4.1监测人员

本队将安排4名测绘人员负责该监测项目，其中1名为项目负责人，负责按照本方案的要求主持展开测量工作，并随时与甲方或监理方沟通，当变形值出现异常时，及时向甲方或监理方发出警报，以便甲方迅速作出反应。

3.4.2测量仪器

用于水平位移监测的仪器是：

拓普康311全站仪，测角精度为2”，测距精度为±（2mm+2ppm）；

用于垂直位移监测的仪器是：

瑞士产徕卡DNA003电子水准仪（标称精度为±0.3mm/km），2米条形码铟瓦水准标尺。

外业记录由仪器自动记录存储，观测中超限，提醒重测。

所用测量仪器均经过检定。

3.5监测方法和精度要求

3.5.1监测方法：

根据基坑设计的安全等级确定本次变形测量的等级为二级，平面变形控制测量按一级导线测量要求进行；

在工作点上采用极坐标法进行监测点的坐标测量；

按二等水准测量要求，用水准闭合路线测量监测点的高程。

3.5.2监测精度

（1）垂直位移观测：

垂直位移观测主要技术要求见下表3-1：

表3-1垂直位移观测技术要求

等级

仪器类型

基辅分划所测高差之差（mm）

往返较差、附合或

环线闭合差（mm）

检测已测高差较差

（mm）

前后视距差

（m）

前后累计视距差

二级

DNA003

0.7

≦1.0

≦1.5

≦2.0

≦3.0

注：

表中n为测站数。

每次观测前均对仪器i角进行检查。

首次测量采用往返观测,经简易平差求得各点高程作为第一次观测值。

以后均采用单程闭合观测，并定期检查基准点。

并尽可能做到每次观测同路线、同仪器、同人员进行。

第一次测量的观测点高程作为起始高程，以后每次测得的高程与前一次进行比较，差值Δh即为观该测点的沉降量。

高程测量和计算过程中取位至0.01mm，沉降量取位至0.1mm。

（2）水平位移监测

水平位移观测按《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）二级变形测量要求进行。

采用J2型全站仪进行，按极坐标法观测，计算坐标及其两次观测的坐标差确定其位移量。

观测人员现场测量时必须将量测的湿度、气压参数输入到仪器进行测距参数改正后方可进行测量。

其主要技术要求见表3-2：

表3-2水平角及边长要求

等级

角度中误差（″）

边长中误差

（mm）

最弱边边长相对中误差

测回数

一测回内2C

互差

（mm）

同一方向值各测回互差

（″）

半测回归零差

（″）

二级

±2.0

±10.0

1/50000

3

13

8

8

数据处理基于本工程独立坐标系统，假定工作点A的坐标为（5000，5000），定向方位角为X°（此时0°方位角与基坑一边垂直，便于描述位移监测点的位移方向）作起算数据。

3.6监测频率及监测报警

3.6.1监测频率：

本基坑开挖建设周期约三个月左右，预计总共观测20次。

确定的监测时间间隔为：

第一阶段：

监测时间间隔为1天，观测周期定为一个星期。

第二阶段，监测时间间隔约为3天，观测周期定为二个星期。

第三阶段，监测时间间隔约为7天，观测周期定为七个星期。

第四阶段，监测时间间隔约为15天，观测周期定为二个星期，直至建筑物建至±0或土体回填结束。

在观测过程中，当基坑变形速率过大，不均匀沉降，基坑内部及四周大量积水，长时间连续降雨等情况，则随时增加观测次数。

3.6.2监测报警

当监测数据达到报警值时，必须立即向建设单位或施工单位报警；若情况比较严重，应建议立即停止施工，并对基坑支护结构和周边的保护对象采取应急措施。

3.7变形观测成果分析总结

平面位移观测是对基坑边缘布设的观测点进行观测，在基坑边缘共布设观测点11个：

如图3-3，分别编号为J1-J11（基坑），这11个观测点是通过用南方S86型号的RTK采集所得到的坐标。

观测采用拓普康301D两秒级全站仪进行全野外数据采集，采用独立坐标，用极坐标法进行观测，计算出坐标并对比上次观测的坐标值确定其平面位移量。

图3-3观测点位置及其坐标

沉降观测是对基坑边缘及周边道路、主要建筑物上布设的观测点进行观测，共布设观测点35个，如图3-4，编号为J1--J11（基坑）；L1--L10（道路）；F1--F14（建筑）；观测采用徕卡DNA03型数字水准仪，配合徕卡编码标尺进行自动测量。

平差计算采用独立高程，以A点为起算点，在各沉降观测点间测设个闭合环，利用水准平差软件平差出各沉降观测点的高程，并与上一次施测的高程进行比较，求得各点的下沉量。

图3-4基坑控制点及周边环境示意总图

通过8次观测，没有发现所测柱基有大量沉降、严重不均匀沉降等异常情况。

从沉降观测成果表可以看出，所测各点的沉降量均较小。

变形值均在安全数值内，沉降值稳定。

观测结果的具体数据详见简报的表格。

点号

第一次（M）

第二次（M）

本次沉降量

累计沉降量

备注

日期:

2012.12.23

日期:

2012.12.28

（mm）

（mm）

J1

50.9454

50.9450

-0.4

-0.4

J2

50.7457

50.7452

-0.5

-0.5

J3

50.4816

50.4817

0.1

0.1

J4

50.3175

50.3174

-0.1

-0.1

J5

50.4346

50.4346

0.0

0.0

J6

50.4887

50.4888

0.1

0.1

J7

50.4872

50.4874

0.2

0.2

J8

50.5273

50.5274

0.1

0.1

J9

50.5326

50.5326

0.0

0.0

J10

50.3995

50.3997

0.2

0.2

J11

51.1388

51.1387

-0.1

-0.1

次数

第一次

第二次

本次位移量

累计位移量

备注

时间

2012年12月23日

2012年12月28日

点号坐标

X/m

Y/m

X/m

Y/m

△X/m

△Y/m

△X/m

△Y/m

J1

5037.944

5015.302

5037.943

5015.302

-0.001

0.000

-0.001

0.000

J2

5038.779

5023.282

5038.777

5023.283

-0.002

0.001

-0.002

0.001

J3

5035.930

5034.563

5035.929

5034.563

-0.001

0.000

-0.001

0.000

J4

5034.050

5046.024

5034.051

5046.022

0.001

-0.002

0.001

-0.002

J5

5011.594

5045.575

5011.593

5045.575

-0.001

0.000

-0.001

0.000

J6

5004.098

5038.886

5004.099

5038.885

0.001

-0.001

0.001

-0.001

J7

5001.764

5016.215

5001.767

5016.216

0.003

0.001

0.003

0.001

J8

5004.982

4998.287

5004.984

4998.285

0.002

-0.002

0.002

-0.002

J9

5016.713

4996.968

5016.714

4996.972

0.001

0.004

0.001

0.004

J10

5028.720

4995.676

5028.720

4995.679

0.000

0.003

0.000

0.003