1、擋土墻變形監測與分析二一二年六月 變形監測是多種測量技術的綜合,是監測評估建筑物安全的重要手段之一。根據市政工程施工變形監測的特點，通過對五期同精度青田萬基歐郡莊園擋土墻水平位移及沉降實測數據成果分析，本設計書主要是通過對青田萬基歐郡莊園擋土墻需要在施工階段對其墻面(坡面)的變形進行觀測。在變形分析過程中，選用了水準監測數據及水平位移數據進行分析試驗。首先對數據進行奇異值檢驗，其次為了從不等周期的變形數據中獲得等周期的數據，對原有數據進行多種插值方法的比較，最后用多項式回歸分析和灰色系統分析兩種方法對數據進行擬合及預測。在精度評定通過的情況下，對下一期的變形量進行了預測，達到了較高的精度，說明

2、了方法是正確可靠的。對擋土墻工程的整體位移及穩定性進行初步分析，為進一步完善設計理論和施工技術提供資料。目 錄 TOC h z t 節1,2,條1,3,章11,1 HYPERLINK l _Toc327614277 HYPERLINK l _Toc327614278 1 概述 PAGEREF _Toc327614278 h 2 HYPERLINK l _Toc327614279 1.1 變形監測的內容、目的和意義 PAGEREF _Toc327614279 h 2 HYPERLINK l _Toc327614280 1.2 變形監測技術和發展趨勢 PAGEREF _Toc327614280 h

3、 3 HYPERLINK l _Toc327614281 2. 擋土墻變形監測技術 PAGEREF _Toc327614281 h 5 HYPERLINK l _Toc327614282 2.1 任務來源 PAGEREF _Toc327614282 h 5 HYPERLINK l _Toc327614283 2.2 監測目的 PAGEREF _Toc327614283 h 5 HYPERLINK l _Toc327614284 2.3 監測區概況 PAGEREF _Toc327614284 h 5 HYPERLINK l _Toc327614285 2.4 作業技術依據 PAGEREF _To

4、c327614285 h 6 HYPERLINK l _Toc327614286 2.5 監測點的觀測方法和周期 PAGEREF _Toc327614286 h 6 HYPERLINK l _Toc327614287 2.6 監測控制網的建立 PAGEREF _Toc327614287 h 7 HYPERLINK l _Toc327614288 2.6.1 平面監測網的布設 PAGEREF _Toc327614288 h 7 HYPERLINK l _Toc327614289 2.6.2 平面監測網的施測 PAGEREF _Toc327614289 h 7 HYPERLINK l _Toc32

5、7614290 2.6.3 四等、一級GPS控制測量主要技術指標 PAGEREF _Toc327614290 h 8 HYPERLINK l _Toc327614291 2.6.4 青田縣萬基歐郡莊園變形監測四等GPS網控制點成果 PAGEREF _Toc327614291 h 8 HYPERLINK l _Toc327614292 2.6.5 變形監測四等GPS網控制點平差及精度分析 PAGEREF _Toc327614292 h 9 HYPERLINK l _Toc327614293 3. 變形監測的實施 PAGEREF _Toc327614293 h 13 HYPERLINK l _To

6、c327614294 3.1 監測點沉降監測 PAGEREF _Toc327614294 h 13 HYPERLINK l _Toc327614295 3.1.1 水準觀測技術要求 PAGEREF _Toc327614295 h 13 HYPERLINK l _Toc327614296 3.1.2 作業過程 PAGEREF _Toc327614296 h 15 HYPERLINK l _Toc327614297 3.1.3 數據處理及精度鑒定 PAGEREF _Toc327614297 h 15 HYPERLINK l _Toc327614298 3.1.4 沉降量匯總表和沉降曲線 PAGER

7、EF _Toc327614298 h 16 HYPERLINK l _Toc327614299 3.2 水平位移監測 PAGEREF _Toc327614299 h 19 HYPERLINK l _Toc327614300 3.2.1 觀測儀器 PAGEREF _Toc327614300 h 19 HYPERLINK l _Toc327614301 3.2.2 全站儀直接坐標法監測的誤差分析 PAGEREF _Toc327614301 h 19 HYPERLINK l _Toc327614302 3.2.3 注意事項 PAGEREF _Toc327614302 h 20 HYPERLINK l

8、 _Toc327614303 3.2.4 數據處理及精度評定 PAGEREF _Toc327614303 h 20 HYPERLINK l _Toc327614304 3.2.5 監測點位移變化速度曲線圖 PAGEREF _Toc327614304 h 21 HYPERLINK l _Toc327614305 4. 探討變形監測在擋土墻監測中的問題 PAGEREF _Toc327614305 h 23 HYPERLINK l _Toc327614306 4.1 確定擋土墻觀測精度的合理性 PAGEREF _Toc327614306 h 23 HYPERLINK l _Toc327614307

9、4.2 保證水平位移檢測質量 PAGEREF _Toc327614307 h 23- 1 -緒論 變形是自然界普遍存在的現象，各種負載作用于變形體，使其形狀、大小及位置在時間域或空間域發生變化均為變形。幾千年的人類歷史從某種意義上說，就是人類同自然災害不斷進行斗爭的歷史。人類就是在不斷地認識自然、改造自然、防災抗災過程中生存和發展起來的。科學技術的進步使人類在認識和改造自然方面得到飛速發展，在防災、減災、抗災方面積累了豐富的經驗，減少了許多可能造成的損失。然而，隨著人類工程活動的不斷擴大，無數水庫和電站的修建、礦山的開發、數以千萬米計的公路和鐵路的修建等等，人為地改變著自然環境和生態平衡，促使

10、了新災害的發生。滑坡作為四大地質災害之一，其危害僅次于地震和火山，它常常中斷交通、摧毀廠礦、堵塞河道、掩埋村鎮，給人民生命財產造成巨大損失。同時，滑坡又是一種工程地質災害，其發生、發展既受地質條件和自然營力的作用，也受人類工程活動的影響。特別是在近半個世紀以來，隨著人類工程活動的日益增多，由此而引發的滑坡也日益加劇，危害亦越來越大。由此而引起了人們的普遍關注，對其發生、運動機制及防治措施的研究也取得了長足的發展，對各種類型和不同規模滑坡的治理，積累了較豐富的經驗。近年來隨著國民經濟的快速發展，為了改善交通環境及住宿環境，各省、市投入了大量的人力、物力加強公路建設，這樣，隨著人工邊坡的增多，公路

11、滑坡問題已成為一個極待解決的棘手問題。目前我國對防治各種類型和不同規模的滑坡，積累了較豐富的經驗，對滑坡的發生、發展規律也進行了較系統的研究。然而，依據滑坡變形監測資料反演滑坡的強度參數這類問題還處于起步階段：對滑坡的預測、預報是當今國內外地學領域正在探索研究而尚未完全攻克的科技難題，也是21世紀地質災害學研究的重點課題。由此可見，開展該問題的研究無論是在理論上，還是在工程實踐應用上均具有重要意義。- -1 概述1.1 變形監測的內容、目的和意義 變形是自然界普遍存在的現象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時間域和空間域的變化。由于地質條件不良，加之各種外應力對擋墻的長期作用

12、，常有崩塌、滑坡、坍塌、風化、剝蝕等地質現象，并給人類帶來不同程度的地質災害。變形體的變形在一定范圍內被確認為是允許的，如果超出允許值，則可能引發災難。自然界的變形危害現象很普遍的，如地震、滑坡、巖崩、地表沉降、火山爆發、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等。 所謂變形監測就是采用多種方法測定工程建筑物變形的工作。其任務是確定在各種載荷和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態和時間特征。變形監測的工作是人們通過變形現象獲得科學知識、檢驗理論和假設的必要手段。建筑變形測量屬于工程測量范疇，但在技術方法、精度要求等方面與工程控制測量、地形測量及施工測量等有諸多不同之處，目前已發展成一種具有較完善

13、技術體系的專業測量。變形則是對設置在變形體上的觀測點進行周期性的重復觀測，求得觀測點各周期相對于首期的點位或高程的變化量。變形監測就是利用測量儀器及其他專業儀器和方法對變形體的各種變形現象進行監視、觀測，并最終確定各種載荷和外力的作用下變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態和時間特征。 工程建筑在施工和運營期間，由于受到多種主觀和客觀因素的影響，會產生變形，變形如果超出了規定的限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴重時會影響建筑物的安全，引起坍塌、滑坡、沉陷、傾斜、裂縫等災害性后果，給社會和人民的生活帶來巨大的損失。現代工程建設技術的發展，不及體現在建設的進度和速度，而且表現在建筑物的規模、造型、

14、精密方面，因此對用于安全評估的變形監測工作提出了更高的要求。 變形體的范疇可以大到整個地球，小到一個工程建（構）筑物的塊體，它包括人工和自然的構筑物。根據變形體的范圍，可以將變形監測的研究對象劃分為這樣3類：（1）全球性研究，如監測全球板塊運動、地極運動、地球自轉速率變化、地潮等；（2）區域性變形研究，如地殼形變監測、城市地面沉降；（3）工程和局部性變形研究，如監測工程建筑物的三維變形、滑坡體的滑動、地下開采引起的地表移和下沉等。 隨著社會的進步和國民經濟的發展，國家的建設也加快了腳步，許多工程應運而生。眾所周知，工程建筑物在施工和運營期間，由于受到多種外力的影響，會產生變形，變形如果超出了允

15、許的范圍，就會影響建筑物的正常使用，嚴重時還會危害建筑物的安全，給社會和人民生命財產帶來巨大的損失。盡管工程建筑物在設計時采用了一定的安全系數，使其能安全承受所考慮的各種外荷載的影響，但由于設計中不可能對工程的工作條件、承載能力及其他因素做出完全準確的估計，施工質量也不可能完美無缺，運營過程中還可能發生某些不利的影響，因此國內外，仍有些工程出現事故。如:法國67m高的馬爾巴塞拱壩1995年垮壩;美國93m高的提堂(Teton)土壩1976年潰決;我國板橋和石漫灘兩座土壩1975年洪水漫壩失事等。可見保證工程建筑物安全是一個很重要的現實問題。為此變形監測的首要目的是要掌握變形體的實際性能、狀況，

16、為判別其安全提供必要的技術支持。目前，災害的監測和防治已越來越受到全社會的普遍關注，諸多國際學術組織，如國際大地測量協會( IAG)、國際測量師聯合會(FIG)、國際巖石力學協會(I8RM)、國際大壩委員會(IOOLD)、國際礦山測量協會(ISM)等經常定期或不定期地召開學術研討會進行學術交流等。經廣大測量科技工作者和工程技術人員近30年的共同努力，在變形監測領域取得了豐碩的理論研究成果，并發揮了實用效益。以我國為例:(1) 利用地球物理大地測量反演理論，1993年準確地預報了1993年發生的麗江大地震;(2) 1985年6月12口長江二峽新灘大滑坡的成功預報，確保災害損失減少到最低限度;(3

17、) 隔河巖大壩外觀變形GPS自動化監測系統在1998年長江流域抗洪錯峰中發揮的巨大作用，確保了安全渡汛，避免了荊江大堤災難性的分洪。 科學、準確、及時地分析和預報工程及工程建筑物的變形情況，對工程建筑物的施工和運營管理極為重要，變形監測工作的意義重點表現在兩方面:首先是實用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質構造的穩定性，為安全性診斷提供必要的信息以便發現問題并采取措施;其次是科學上的意義，包括更好地理解變形的機理，驗證有關工程設計的理論和地殼運動的假說，進行反饋設計以及建立有效的變形預報模型。1.2 變形監測技術和發展趨勢 展望變形監測技術的未來發展方向，多種傳感器、數字近景攝影、全自動跟蹤

18、全站儀和GPS的應用，將走向實時、連續、高效率、自動化、動態監測系統的發展方向;變形監測的時空采樣率會得到大大提高，變形監測自動化可以為變形分析提供極為豐富的數據信息；遠程在線實時監控在大壩、橋梁、邊坡體等工程中將發揮巨大作用，網絡監控是推動重大工程安全監控管理的必由之路。 變形監測技術和方法正在由傳統的單一監測模式向點、線、面立體交叉的空間模式發展。在變形體上布置變形觀測點，在變形區影響之外的穩定地。 點設置固定觀測站，用高精度儀器定期監測變形區內網點的二維(X, Y, Z)位移變化是獲得變形體變形的一種行之有效的外部監測方法。這些方法主要包括高精度地面監測技術、攝影測量方法和GPS監測系統

19、。 在20世紀80年代以前，變形監測主要是采用常規大地測量和某些特殊測量技術。常規大地測量是采用經緯儀、水準儀、測距儀、全站儀等常規測量儀器測定點的變形值，它是目前變形監測的主要手段。其優點是: 能夠提供變形體整體的變形狀態，監測面積大，可以有效地監測、確定變形體的變形范圍和絕對位移量； (2) 觀測量通過組成網的形式可以進行測量結果的校核和精度評定； (3) 適用于不同的監測精度要求、不同形式的變形體和不同的外界條件。但外業工作量大，布點受地形條件影響，不易實現自動化監測。在大多數國家中，傳統的常規大地測量方法仍然是人類進行工程建筑物變形監測的主要手段；（4）在一些有關的技術領域內，其他技術

20、(如現代空間定位技術)尚無法替代傳統的常規大地測量方法。例如在工程建筑物的沉降方面，精密水準測量目前仍然是精度最高、成果最可靠、簡便易行的方法。所以傳統的測量方法，在國民經濟建設中仍有巨大的作用。特殊測量手段包括應變測量、準直測量和傾斜測量，它具有測量過程簡單、可監測變形體內部的變形、容易實現自動化監測等優點，但通常只能提供局部的和相對的變形信息。地面測量技術發展方向的代表是測量機器人，其在工程測量和工業測量以及變形監測等領域正越來越廣泛地得到應用。比如在小浪底、二灘、貴州普定等大壩外部變形監測中的應用，其試驗成果明顯優于常規方法。 隨著我國城市基礎設施改造和市政建設，以及高層樓宇的施工建造，

21、變形監測技術得到了前所未有的發展和推進。模和開挖深度的增大使臨時圍護結構變形和穩定成為工程界十分關心的問題。現場監測作為確保實際施工安全可靠進行的必要和有效手段，對于驗證原設計方案或局部調整施工參數，積累數據，總結經驗，改進和提高原設計水平具有相當的指導意義：（1）為施工開展提供及時的反饋信息；（2）作為設計與施工方案的重要補充手段；（3）作為施工開挖方案修改的依據，可以根據有關信息，運用先進的數學手段進行預測；（4）積累經驗以提高基坑工程的設計和施工水平，為基坑技術的發展提供大量的工程數據，而沉降監測、位移監測正是現場監測的首要和重要方面。由此可見，變形監測在土木工程中具有重要的作用。變形監

22、測需要多周期長時間進行，其所處理的數據量是非常龐大的。面對這些繁雜而龐大的數據能否處理好，關系到監測變形體和預測預報變形體變形。數據的處理如果只停留在手工階段，是遠遠不能滿足設計施工的要求的。利用計算機處理數據的優點，開發一種變形監測的計算機管理系統是非常有意義的。東華理工大學畢業設計（論文） 青田萬基歐郡莊園擋土墻變形監測技術設計書- - - 12 -2. 擋土墻變形監測技術設計2.1 任務來源 浙江省第十一地質大隊溫州綜合測繪院受青田萬基置業有限公司的委托，定期對青田萬基.歐郡莊園的擋土墻進行變形監測。按照相關規范、規程、標準的條文要求，針對實體觀測對，特制定該建筑邊坡的變形的移動監測技術

23、方案。2.2 監測目的（1）通過對該擋墻竣工后為期三年的坡頂水平位移和垂直位移監測，對監測數據進行統計分析，掌握變形體（擋土墻）的實際形狀，為判斷其安全性提供必要信息；（2）按建筑變形監測規程對擋墻的穩定性做出定性和定量分析，并判斷其穩定性，以確保擋墻的安全使用； （3）在對擋土墻進行監測的過程中，如發現異常現象，及時向業主和設計單位報告，以便采取有效措施，避免發生安全事故； （4）為擋土墻的維護管理提出相關意見。2.3 監測區概況 青田萬基歐郡莊園是由青田萬基置業有限公司開發的別墅群，建在公路邊的山坡上，隸屬青田縣油竹管轄，位于青田縣城東南方向油竹新區，北依山脈，西距石郭嶺隧道口約150米，

24、南臨青田縣高級中學。根據前期監測成果和實地狀況以及委托方要求，對需監測的擋土墻分區段進行重新設計，布設23條與擋土墻垂直的監測線，其中一條監測線上4個點，四條監測線上每條3個點，十八條監測線上每條2個點，25個監測單點，總計布設監測點77個（有20個老點，57個新點，其中12個老點只作為沉降監測）。每條監測線自上至下布設23個監測點，編號依次為PS*、PS*-1、PS*-2（*為監測線號）。頂部監測點埋設在距離擋土墻頂部0.2米左右處，底部監測點埋設在距離擋土墻根部2米左右處，新增監測點采用強力膠貼薄片固定在墻上。25個監測單點布設在擋土墻頂部，大部分采用原監測點根據擋土墻監測點布置圖，最低別

25、墅與最高別墅高差達46米,因此，別墅之間建有很多擋土墻，超過5米高差的擋土墻約有6條，這些擋土墻隨著時間的推移，可能會產生沉降和位移。目前，青田萬基.歐郡莊園項目還在施工建設當中，為了及時掌握擋土墻的沉降、位移情況，根據甲方單位的要求，對超過5米高差的擋土墻定期進行變形監測，以取得實測數據，為有關部門提供分析的科學依據，確保建筑物和人身的安全。圖2-1 J35-1至J41-1擋土墻監測點水準路線及擋墻分布圖 注：黑色的線代表水準路線，其中較細的是擋土墻的分布。2.4 作業技術依據（1） 城市測量規范（CJJ 8-99）（2） 全球定位系統城市測量技術規程（CJJ 73-97）GPS規程（3）

26、國家一、二等水準測量規范（GB12897-91）（4） 國家三、四等水準測量規范（GB12898-91）（5） 建筑變形測量規程（JGJ/T 8-97）（6) 1：500、1：1000、1：2000基礎數字地形圖測繪規范（DB33/T552-2005）（7) 地面沉降監測技術要求（中國地質調查局地質調查技術標準DD2006-02）（8) 崩塌、滑坡、泥石流監測規范（DZ/T0221-2006）（9) 巖土工程監測規范（YS 5229-96）2.5 監測點的觀測方法和周期為了取得滿足有關部門進行建筑物變形分析的監測數據，需要制定合理的、符合有關規范要求的監測方法或方案。鑒于本建設項目正在施工當中

27、，其施工范圍內布設監測控制點不利于使用和保存，前期監測可在監測范圍外，布設和施測過渡監測控制點（平面坐標和高程），以便項目施工中進行監測，待項目施工完成或主要監測位置施工完畢后，建立完整的監測控制網，布設堅固、便于觀測和保存的監測點（位移和沉降監測公用），位移監測采用極坐標方法進行觀測，要有足夠的檢測方向；沉降監測采用二等水準、四等水準和四等光電測距三角高程導線方式進行觀測。第一年每隔2個月觀測一次，第二、三年每隔3個月觀測一次，目前已經觀測到5次。是否延長觀測期或加密觀測次數，視變形監測數據分析后再由委托方決定。2.6 監測控制網的建立為了取得高質量的監測成果，滿足有關部門進行建筑物變形分析

28、的監測數據要求，需要制定合理的、符合有關規范要求的監測方案。鑒于青田萬基.歐郡莊園目前還在施工當中，其施工期間布設監測控制點不利于使用和長期保存。因此，前期變形監測可在監測范圍外布設監測控制點，以便項目施工期間進行變形監測，待項目施工完成后，在原來監測控制點的基礎上，在歐郡莊園內部加密監測控制點，以便更好地滿足變形監測。2.6.1 平面監測網的布設 因擋土墻前期變形監測是與青田萬基.歐郡莊園建設同時進行，經實地踏勘，近期直接在監測區布設監測控制點條件不成熟，監測控制點不能長期保存。因此，根據變形監測技術要求及地形條件，先在監測區外圍布設不少于3個監測控制點，保證青田萬基.歐郡莊園施工期間能進行

29、擋土墻變形監測。待建設施工完畢或具備埋設監測控制網點位條件時，再在整個變形監測區域，均勻布設約7個監測控制點。監測控制點埋設，一般地方埋設青石澆灌混凝土或現場挖坑放入不銹鋼測量標志澆灌混凝土，水泥路面鑿洞放入不銹鋼測量標志，點位必須做到堅固、穩定、通視情況良好、宜于長期保存、便于對監測點的觀測。2.6.2 平面監測網的施測監測區附近2003年6月施測的雅岙等四等GPS點，作為監測區平面控制測量的起算數據，外圍監測控制點按四等GPS觀測要求執行，今后布設加密監測控制點按一級GPS觀測要求進行，觀測儀器采用美國天寶Trimble4600ls（單頻）（圖2-6-1）4臺套接收機，同時進行野外數據采集

30、，外業觀測記錄格式應統一。利用美國天寶Trimble公司隨機提供的Tgo1.62版軟件，進行數據檢查和基線解算，對原始數據進行編輯、加工與處理，并應對同步環閉合差、異步環閉合差進行檢查，環閉合差及基線向量數據應符合GPS規程中相應等級限差要求。在基線向量解算結果各項技術指標符合四等GPS要求后，以所有獨立基線組成GPS空間向量網在WGS-84地球橢球上進行三維無約束平差。在無約束平差檢核通過后，以雅岙四等點為坐標原點，建設局大樓四等點為方向，再根據實測的邊長與無約束平差的邊長之比，推算雅岙至建設局大樓的邊長參加約束平差計算。一級GPS網在無約束平差檢核通過后，根據四等監測控制點的坐標進行約束平

31、差。2.6.3 四等、一級GPS控制測量主要技術指標表2-1 四等、一級GPS控制測量主要技術指標項 目四等技術指標一級技術指標GPS接收機標稱精度（5mm1ppmD）（5mm1ppmD）GPS定位模式靜態定位靜態定位有效衛星高度角1515有效觀測衛星數44有效觀測時間60分鐘45分鐘有效觀測時段數1.61.6觀測數據采樣間隔15秒15秒2.6.4 青田縣萬基歐郡莊園變形監測四等GPS網控制點成果表2-2 GPS控制點成果表點 名等級標石縱坐標X（m）橫坐標Y（m）高程H（m）備 注點 名等級標石建設局大樓四等3113637.455528223.90235.210建設局大樓四等龍坑四等3108

32、493.959531804.39867.010龍坑四等雅岙四等3110459.526531078.54041.225雅岙四等K1四等不銹鋼3110808.378530432.78933.735二等水準K1四等不銹鋼K2四等不銹鋼3110516.156530738.47723.501二等水準K2四等不銹鋼K3四等青石3110526.498531038.97249.373二等水準K3四等青石2.6.5 變形監測四等GPS網控制點平差及精度分析1）平差坐標見表2-3點數目:9；約束點數目：7；只有高程：5；只有水平和高程:2表2-3 平差網格坐標點名稱北坐標縱軸誤差東坐標橫軸誤差高程高程誤差固定點名

33、稱北坐標建設局大樓3113637.455m.000m528223.902m.000m35.210m.000m北 東 高程建設局大樓3113637.455m雅岙3110459.526m.000m531078.540m.000m41.225m.000m北 東 高程雅岙3110459.526mK33110526.497m.003m531038.972m.003m49.373m.000m高程K33110526.497m龍坑3108493.957m.005m531804.398m.004m67.010m.000m高程龍坑3108493.957mK13110808.378m.004m530432.789m

34、.003m33.735m.000m高程K13110808.378mK23110516.157m.005m530738.477m.005m23.501m.000m高程K23110516.157mK63111058.967m.005m530430.672m.005m88.351m.090mK63111058.967m2）水平面觀測值見表2-4觀測值數目：9超限的數目：0表2-4 水平面觀測值觀測 ID點名稱分離后驗誤差 (1.96)駐留標準化 駐留G9K412.286m.044m-.011m-.30G2雅岙12.319m.047m.008m.23G5K112.293m.035m.006m.15G3

35、K312.305m.047m-.004m-.12G4龍坑12.360m.077m-.002m-.12G6K212.305m.033m.004m.10G1建設局大樓12.184m.079m-.001m-.07G7K612.284m.083m.000m.00G8K512.293m.083m.000m.00圖2-2 標準殘差柱狀圖建設局大樓雅岙K3刻度尺寸: .0010m 水平二元變量標量: 2.45 t-t-t- 垂直一元變量標量: 1.96 龍坑K1K2刻度尺寸: .0010m 水平二元變量標量: 2.45 t-t-t- 垂直一元變量標量: 1.96 K6K5K4刻度尺寸: .0010m 水平二

36、元變量標量: 2.45 t-t-t- 垂直一元變量標量: 1.96 圖2-3 點誤差橢圓 以上結果表明，本次GPS網控制點測量精度高，質量優良，成果可靠，完全滿足規范和技術設計的要求，可以作為擋土墻垂直位移及水平位移變化分析的基礎數據。 總之，根據萬基的地形、地質條件及監測環境而布設的監測網是合理的，以擋土墻作為一個獨立的坐標系統，能準確地反映擋土墻變形的位移變化情況，且萬基擋土墻采用的GPS網測量及水準測量精度高，符合規范及技術設計的要求，作為平面控制計算及滑坡監測的基本觀測數據是可靠的。- -3. 變形監測的實施 根據甲方提供的擋土墻監測點布置圖及實地的具體情況，與甲方一起在實地選埋監測點

37、，約計70個點。監測點用不銹鋼測量標志埋設在竣工后的擋土墻上，埋設時要用鋼筋插入擋土墻里，澆灌混凝土與擋土墻堅固連接，使監測點能真實反映擋土墻變形情況。3.1 監測點沉降監測 監測區附近有寧波國土測繪院于2003年6月施測的三等水準點青水35，作為監測區的高程起算數據，在監測區附近埋設二個高程控制點，作為今后對各監測控制點高程測量的起算數據。埋設要求在基巖或靠山邊地基堅實的地方，要確保點位無沉降并能長期保存，埋設可采用現場挖坑放入不銹鋼測量標志澆灌混凝土。從三等水準點青水35按二等水準要求引測到二個高程控制點上，待今后監測區內監測控制點布設完畢后，再從高程控制點按二等水準要求引測到各個監測控制

38、點上，二等水準測量采用德國蔡司Dini12精密電子水準儀，按規范（GB 12897-91）中的二等水準測量觀測和精度要求執行。 第一次沉降監測采用二等水準測量各監測點的高程，各項限差按規范（GB 12897-91）中的二等水準測量精度要求執行，以后各次沉降監測可采用四等水準或光電測距三角高程代替四等水準測量，光電測距三角高程測量采用日產2級SET2B全站儀，垂直角對向觀測三測回，邊長觀測二測回，每測回三次讀數，垂直角測回差及指標差較差不大于7，垂直角要加入地球曲率與大氣折光的改正（K值取0.14），儀器高、覘標高量至毫米，往返高差較差小于40D （D為公里）mm。3.1.1 水準觀測技術要求（

39、1）觀測儀器 據“變形規范”要求，二級水準測量儀器型號至少達到DS3、DSZ3型的精度，標尺類型：因瓦尺、條碼尺、區格式木制標尺皆可。本次選用德國蔡司Dini12精密電子水準儀，配合條碼銦瓦水準鋼尺施測。 水準儀和水準標尺均經過檢驗，儀器標稱精度：每公里往返測高差中誤差0.3mm/km，i角小于20，水準儀的補償誤差絕對值小于0.2，水準標尺分劃線的分秒分化誤差和米分化間隔真長與名義長度之差小于0.1mm，滿足本工程的精度要求。 各次相對高差測量是整個工作的主體，建筑物施工到各個時期的高程變形量就在這一環節中反映出來，為保證測量的準確性，觀測之前對所使用儀器按規范要求進行檢驗校正，觀測按照采用

40、相同的觀測路線、使用同一儀器和水準尺、固定觀測人員、在基本相同的環境和條件下工作的要求進行觀測，精度嚴格遵行規范要求。（2）技術要求測站視線長度、前后視距差和視線高符合下表3-1要求：表 3-1 測站視線長度、前后視距差和視線高限差級別儀器型號視線長度（m）前后視距差 (m)前后視距累積差(m)視線高度(m)二級Dini12精密電子水準儀501.03.00.3注：當采用數字水準儀觀測時，最短視線長度不宜小于3m，最低水平視線高不應低于0.6m。 觀測間歇盡量在水準點上結束，如果一定得提前結束時，應該將最后一站測量點選在堅穩可靠、光滑突出、便于放置標尺的固定點。間歇結束后，對間歇點進行檢測，比較

41、任意尺承點間歇前后的高差，若符合下表3-2要求，則進行繼續測量，否者重新測量。表 3-2 觀測間歇限差等級上下絲讀數平均值與中絲讀數之差基輔分劃讀數之差基輔分劃所測高差之差檢測間歇點高差的差0.5cm刻劃標尺1cm刻劃標尺二級1.5mm3.0mm0.4mm0.6mm1.0mm注：1.當采用數字水準儀時，對同一尺面兩次讀數差不設限差，兩次讀數所測高差之差的限差執行基輔分劃所測高差之差的限差。2.表中n為測站數。3.觀測精度按三級相對高差測量精度即觀測點測站高差中誤差1.5mm。往返高差不符值、閉合環差和檢測高差較差的限差不超過下：表3-3 高差較差的限差等級測段、區段、路線往返測高差不符值（mm

42、）符合線路閉合差（mm）環閉合差(mm)檢測已測測段高差之差（mm）二等4K4L4F6RK-測段、區段或線路長度，kmL-閉合線路長度，kmF-環線長度，kmR-檢測測段長度，km（3）作業要求 水準觀測作業應符合下列要求：1）應在標尺分劃線成像清晰和穩定的條件下進行觀測。不得在日出后或日落前約半小時、太陽中天前后、風力大于四級、氣溫突變時以及標尺分劃線的成像跳動而難以照準時進行觀測。陰天可全天觀測； 2）觀測前半小時，應將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致。設站時，應用測傘遮蔽陽光。使用數字水準儀前，還應進行預熱； 3）使用數字水準儀，應避免望遠鏡直接對著太陽，并避免視線被遮擋。儀

43、器應在其生產廠家規定的溫度范圍內工作。振動源造成的振動消失后，才能啟動測量鍵。當地面振動較大時，應隨時增加重復測量次數； 4）每測段往測與返測的測站數均應為偶數，否則應加入標尺零點差改正。由往測轉向返測時，兩標尺應互換位置，并應重新整置儀器。在同一測站上觀測時，不得兩次調焦。轉動儀器的傾斜螺旋和測微鼓時，其最后旋轉方向，均應為旋進； 5）對各周期觀測過程中發現的相鄰觀測點高差變動跡象、地質地貌異常、附近建筑基礎和墻體裂縫等情況，應做好記錄。3.1.2 作業過程以工作基點為起算依據，按照二級水準的要求對所有31個變形監測點采用附合水準進行等精度觀測。本次選用德國蔡司Dini12精密電子水準儀，配

44、合條碼銦瓦水準鋼尺施測。該儀器經法定儀器檢定單位檢定合格，且在有效使用期內，滿足本工程的精度要求。在對觀測點進行測量前，對水準基點進行監測，以JS2作為起算點，聯測JS1形成一個附合水準路線。路徑 ： JS2-J55-1-J68-1-J11-1-J12-1-J13-1-J15-1-J16-1-J17-1-J18-1-J19-1-J41-1-J40-1-J74-1-J42-1-J44-1-J45-J46-1-J47-1-J48-1-J49-1-J50-1-J62-1-J31-1-J29-1-J28-1-J27-1-J26-J35-1-J38-1-J7-1-J1-1-JS1。3.1.3 數據處理及

45、精度鑒定數據處理：本成果為按高程網處理的平差成果 。計算軟件：南方平差易2002高程控制網等級：國家二等精度鑒定及穩定性分析見下表：表3-4 水準基準點平差結果日期起點終點高差閉合差（mm）允許差值(mm)2011.12JS1JS2-3.17.320124JS1JS2-1.47 注：每公里高差中誤差分別為1.67 (mm)和 0.82(mm)。表3-5 水準基準點成果表高程點號201242011.12備注JS137.122237.1222穩定JS241.402641.4026穩定注：1、基準點觀測值較差小于允許值，以第1次觀測成果為基準點成果；2、以工作基點JS1和JS2為起算依據，按照三級水

46、準的要求對已布設的31觀測點采用附合水準進行等精度觀測； 3、每次外業觀測工作結束后，按照二級水準精度要求，核查測量幾何精度，合要求后，用南方平差易2002進行平差。3.1.4 沉降量匯總表和沉降曲線表3-6 點位高程變化表（mm）周期點號第一次第二次第三次第四次第五次J1-10-2-3-2-3J7-10-5-5-4-5J11-10-1-10-1J13-10-201-1J15-10-3-2-1-3J16-10-4-3-3-5J17-10-3-2-3-2J18-10-3-2-1-3J19-10-3-2-1-3J260-5-3-2-4J11-10-4-2-1-3J28-10-4-4-2-4J29-

47、10-3-2-1-2J31-10-4-4-2-4J35-10-4-4-2-4J38-10-3-2-1-1J40-10-3-2-1-2J41-10-3-2-1-2J42-10-2-3-2-3續表3-6 周期點號第一次第二次第三次第四次第五次J44-10-2-3-1-2J450-3-3-1-3J46-10-3-3-2-3J47-10-4-4-2-4J48-10-4-4-2-5J49-10-3-4-1-3J50-10-5-5-2-4J55-10-1020J58-102-301J62-10-6-6-6-7J68-10-1010J74-10-2-1-1-2根據本項目技術設計書的要求，于2011年9月下旬

48、完成了監測控制點的布設及施測，按照擋土墻監測點布置圖完成了監測點的布設，2011年12月、2012年1 月、2月、3月、4月份別進行了前5次變形監測，以第1次觀測成果為基準點成果。 由表3-6可以看出在沉降過程中，變形體沉降初期沉降量較快，而后沉降量隨時間推移緩慢增加，至第三次即2012年2月已趨于穩定，符合擋土墻沉降變化規律。 從表中可以看出:監測點中最大沉降點為J62-1點，沉降量為7mm,在允許誤差（7.3）之內，最小沉降點為J11-1點，沉降量為1mm，各個監測點沉降基本趨于穩定。圖3-1 J1-1J15-1沉降變化曲線圖(單位：mm)圖3-2 J16-1J26沉降變化曲線圖圖3-3

49、J38-1J44-1沉降變化曲線圖圖3-4 J11-1J35-1沉降變化曲線圖圖3-5 J50-1J58-1沉降變化曲線圖圖3-6 J62-1J74-1沉降變化曲線圖圖3-7 J11-1J35-1沉降變化曲線圖通過上述各個變形監測項目的數據分析，可以得出以下幾點:（1）由圖3-1至圖3-7 所示曲線可以明顯看出擋土墻監測點在運營階段的沉降變化規律。 （2）以上沉降曲線圖全都是以第一次監測（2012年12月）為基準，之后又進行了四次沉降監測，由上述圖第一次監測至第二次之間的沉降變化量最大，之后軍、均幾次有所平緩 。（3）如圖3-6圖中的監測點J62-1沉降量變化最大，由于地質不穩定等原因，當其沉

50、降趨于穩定時（第二次監測至第三次監測無明顯變化），但第五次沉降監測發生明顯高差變化。（4）所測量的監測點由于埋設在不同土層上，因此觀測點因荷載增加而引起的高程變化，以上所得各土層的沉降量和受壓層的程度是有所不同。(5) 擋土墻受到的力并不是單調遞增的，它有反復變化的現象，這是由于施工情況和氣溫的變化造成的，因此在擋土墻的監測過程中，應盡量在每天的同一時間進行測試。3.2 水平位移監測3.2.1 觀測儀器監測點位移監測采用日產2級SET2B精密全站儀和該廠配套的精密彎管目鏡和平面反射片，用極坐標法測得每個監測點的坐標，水平角觀測采用方向法三測回，垂直角觀測三測回，邊長觀測四測回，每測回三次讀數；

51、氣象數據按城市測量規范中一級精度要求測量、記錄，并且可直接輸入全站儀對邊長進行改正，并加入SET2B全站儀，每年經省測繪局測繪器具檢定所鑒定的加常數、乘常數改正。對水平位移觀測照準標志的要求：（1) 觀測照準標志埋在堅固的巖石中，必須穩定，能夠長期保存，防止被破壞。（2） 照準標志要防止日光照射。因為不均勻的照射，可能使其標志中心產生幾毫米的位移。（3） 必須使用機械對中裝置，以消除對中和目標偏心誤差的影響。（4） 照準標志的圖案要對稱，以為了減少陽光照射所引起的系統誤差，目前多采用站牌標志。（5） 應有適當的參考面積。即使十字絲兩邊有足夠的比較面積，但同心圓環圖案是不利的。3.2.2 全站儀

52、直接坐標法監測的誤差分析一般說來, 全站儀直接坐標法進行水平位移變形觀測的誤差來源主要來自以下三方面:（1）控制點間的點位誤差;（2）測站儀器的誤差( 儀器的測距精度、測角精度, 儀器對中誤差, 氣壓及溫度的影響) ;（3）變形觀測點處來源于棱鏡反光片、手持棱鏡桿( 或架) 、手持Mini 棱鏡桿的誤差。仔細分析這三方面的誤差來源, 控制點點位誤差一般可以控制在3mm;( 6cm6cm)SET2B精密全站儀棱鏡的反光片若采用激光對中器進行對中、每次觀測前設置好儀器的氣壓和溫度改正, 儀器站誤差可以控制在2mm內。上述第三項誤差才是最主要的誤差來源, 采用棱鏡反光片和采用上述固定棱鏡反光片的方法

53、誤差可控制在2mm。若控制點也采用( 6cm6cm) SET2B精密全站儀棱鏡反光片和使用方向、距離后方交會時, 前三項誤差可控制在3mm。第三項誤差在使用Mini 手持棱鏡桿時誤差有時可大到20mm, 因為該棱鏡桿在長期的使用過程中會彎曲變形。全站儀直接坐標法是目前位移變形觀測的首選, 再使用( 66cm)Leica的棱鏡反光片作為首級控制點和變形觀測點, 能較有效地提高位移變形觀測的精度, 避免了許多因轉儀器站控制點和設置反光前視棱鏡的人為的誤差來源, 使測量成果更真實可靠。3.2.3 注意事項（1）在進行觀測時，首先應設置工作基點。工作基點應盡量選在地質條件良好的基巖上，并盡可能離開壓軸

54、區，且不受人為的碰撞活震動。（2）工作基點到位移監測點的邊長不能相差太大，應大致相等，且與監測點大致同高，以免視線傾角過大，影響測量的精度。（3）為減小大氣折光的影響，交會邊的視線應離開地面或障礙物在1.2m以上，并應盡量避免貼近水面。（4）在利用邊長交會法時，還應避免周圍強磁場的干擾影響。3.2.4 數據處理及精度評定表3-7 監測點水平位移變化一覽表點名位移速度（mm/月）2011-122012-22012-22012-4XYXYJ1-10.7111.2J7-11311.6J11-1-6-5-1-0.4J13-1-2.6-1.6-2.80.6J15-1-1.3-6.3-10.6J16-1-1.3-1-2.20J17-1-1.3-0.3-20.4J18-1-4.60.6-1.61.2J19-10-0.3-1.40.2J262.650.82.8J11-1-2-5-2.6-0.6J28-10.73-2.8-3.2J29-11.71.70.41.6J31-10.30.70.43.6J35-1-1.300.40