水平位移及倾斜观测

水平位移及倾斜观测1提纲一、测量坐标系统二、水平位移观测三、倾斜观测2一、测量坐标系统3大地坐标系456常用坐标系71、我国四大常用坐标系北京54坐标系(BJZ54)、西安80坐标系、WGS－84坐标系、2000国家大地坐标系。2、地方城市还经常用的坐标系各地方城市的平面坐标系统（如1987昆明坐标系）。3、测区范围较小且无特殊要求时常用的坐标系独立平面直角坐标系统。1、北京54坐标系(BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位，它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系。新中国成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期，再全国范围内开展了正规的，全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系，故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。8因此，1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。北京54坐标系，属参心坐标系，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。为此有了1980年国家大地坐标系。1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据，即IAG75地球椭球体。该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。西安80坐标系，属参心坐标系，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101。103、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的。WGS84坐标系，长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率1/298.257223563。由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。对于这种转换由于量较大，有条件的话，一般都采用GPS联测已知点，应用GPS软件自动完成坐标的转换。当然若条件不许可，且有足够的重合点，也可以进行人工解算。114、2000国家大地坐标系英文缩写为CGCS2000。2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：长半轴a=6378137m，扁率f=1/298.257222101，地心引力常数GM=3.986004418×1014m3s-2自转角速度ω=7.292l15×10-5rads-1。12高斯投影13独立平面直角坐标系14独立平面直角坐标系15独立平面直角坐标系16独立平面直角坐标系17昆明常见的坐标系181987昆明坐标系（城建规划）、2004昆明坐标系（国土）。我国现行高程系统及高程基准19高程系统及高程基准：水准点的高程系统采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。青岛国家原点高程为72.260m。1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用，1956年黄海高程系同时废止。第二章水准测量20二、水平位移观测◆基本概念◆目的和意义（为何要做？）◆常用方法简介（怎么做？方法和步骤）◆实施观测的准备（何时做？）◆提交资料（如何体现？）水平位移的基本概念21变形（《建筑变形测量规范》JGJ8-2016）：建筑在荷载作用下产生的形状或位置变化的现象。可分为沉降和位移两大类。沉降指竖向的变形，包括下沉和上升；而位移为除沉降外其他变形的统称，包括水平位移、倾斜、挠度、裂缝、收敛变形、风振变形、日照变形等。建筑位移观测可根据需要，分别或组合测定建筑主体倾斜、水平位移、挠度等。水平位移方向的测定可分为：1、特定方向上的水平位移（理解）基坑顶部水平位移主要观测其侧向位移2、任意方向的水平位移（理解）建筑场地滑坡监测有特定方向，也有任意方向。点位概念22测量工作的基本原则：先整体后局部，先控制后碎部、由高级到低级。1、基准点：为进行变形测量而布设的稳定的、长期保存的测量点。根据变形测量的类型，可分为沉降基准点和位移基准点。水平位移的基准点应选在建筑变形影响范围以外且位置稳定、易于长期保存的区域，宜避开高压线。对水平位移观测、基坑监测或边坡监测，应设置位移基准点。基准点数对特等和一等不应少于4个，对其他等级不应少于3个。当采用视准线法和小角度法时，当不便设置基准点时，可选择稳定的方向标志作为方向基准。对倾斜观测、挠度观测、收敛变形观测或裂缝观测，可不设置位移基准点。基准点应每期检测、定期复测，在建筑施工过程中宜1月~2月复测1次，施工结束后宜每季度或每半年复测1次。基准点埋设后的稳定期不宜少于7天。点位概念232、工作基点：为便于现场变形观测作业而布设的相对稳定的测量点。根据变形测量的类型，可分为沉降工作基点和位移工作基点。根据位移观测现场作业的需要，可设置若干位移工作基点。位移工作基点应与位移基准点进行组网和联测。工作基点应每期复测。3、监测点：布设在建筑场地、地基、基础、上部结构或周边环境的敏感位置上能反映其变形特征的测量点。根据变形测量的类型，可分为沉降监测点和位移监测点。水平位移监测点应选在建筑的墙角、柱基、及一些重要位置，标志可采用墙上标志。监测点的监测周期：施工期间，可在建筑每加高2~3层观测1次；主体结构封顶后，可每1月~2月观测1次。使用期间，可在第一年观测3次~4次，第二年观测2次~3次，第三年后每年1次，直至稳定为止。若在观测期间发现异常或特殊情况，应提高观测频率。目的和意义241、定位（有挤土效应的工程桩施工时的位置确定）；2、施工区打桩施工对周围有扰动时；3、施工区支护对周围有扰动时；4、施工区取土卸载对周围有潜在扰动时；5、有潜在的滑移趋势，为安全使用需监控时；6、根据需要实施地震等模拟试验时（如隔震垫等）；7、其他。总之是为了施工、安全、试验等实际需要。部分规范要求251、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）中对水平位移的相关规定：建筑在施工期间需实施水平位移观测的对象：斜坡、基坑及基坑支护结构、周边环境，有施工需要的；建筑在使用期间需实施水平位移观测的对象：高层、超高层及高耸建筑物；当建筑运营对周边环境产生影响时应进行周边环境的观测；有建筑运营管理需要的；对位移观测，应取变形允许值的1/10~1/20作为位移量测定中误差，并根据位移量测定的具体方法计算监测点坐标中误差。2、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）中对需实施水平位移监测对象的相关描述：围护墙（边坡）顶部、周边建筑、周边管线；3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）中对需实施水平位移监测对象的相关描述：坡顶；坡顶建、构筑物。部分规范要求261、对位移观测，应取变形《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）中对水平位移的相关规定：建筑在施工期间需实施水平位移观测的对象：斜坡、基坑及基坑支护结构、周边环境，有施工需要的；建筑在使用期间需实施水平位移观测的对象：高层、超高层及高耸建筑物；当建筑运营对周边环境产生影响时应进行周边环境的观测；有建筑运营管理需要的；2、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）中对需实施水平位移监测对象的相关描述：围护墙（边坡）顶部、周边建筑、周边管线；3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）中对需实施水平位移监测对象的相关描述：坡顶；坡顶建、构筑物。低层、多层、高层、超高层建筑的划分27高层建筑的划分，不同国家有不同的规划。联合国1972年国际高层建筑会议将高层建筑按高度分为四类：（1）9～16层（最高为50米）；（2）17～25层（最高到75米）；（3）26～40层（最高到100米）；40层以上（即超高层建筑）。日本建筑大辞典将5～6层至14～15层的建筑定为高层建筑，15层以上超高层建筑。中国《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）将住宅建筑依层数划分为：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑)；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。无疑，现代超高层建筑从一定意义上是城市现代化标志。低层、多层、高层、超高层建筑的划分28从建筑专业角度讲，多层建筑是指建筑高度大于10米，小于24米（10米多层建筑高度24米），且建筑层数大于3层，小于7层（3层层数7层）的建筑。在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）里规定：10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。高耸结构例如烟囱，烟筒，电厂冷却塔，凉水塔，倒锥壳水塔，伞形水塔，筒仓，灰库，粮仓，化肥厂造粒塔，水泥厂水泥库等强制条文29《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）的3.1.1(强制条文中)，下列建筑在施工和使用期间应进行变形测量：1地基基础设计等级为甲级的建筑。2软弱地基上的设计等级为乙级的建筑。3加层、扩建建筑或处理地基上的建筑。4受邻近施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑。5采用新型基础或新型结构的建筑。6大型城市基础设施。7体型狭长且地基土变化明显的建筑。强制条文30《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）的3.1.6(强制条文中)，建筑变形测量过程中发生下列情况之一时，应立即实施安全预案，同时应提高观测频率或增加观测内容：1变形量或变形速率出现异常变化。2变形量或变形速率达到或超出变形预警值。3开挖面或周边出现塌陷、滑坡。4建筑本身或周边环境出现异常。5由于地震、暴雨、冻融等自然灾害引起的其他变形异常情况。实施观测的准备311、接受委托；2、收集资料，根据建筑或观测体的特点和施测要求结合规范做好观测方案的设计（技术设计应包括的内容规范有规定）和技术准备工作，并取得委托方及相关人员的配合；3、确定观测方法和坐标系；建筑变形测量可采用独立的平面坐标系统及高程基准。对大型或有特殊要求的项目，宜采用2000国家大地坐标系及1985国家高程基准或项目所在城市的平面坐标系统及高程基准。实施观测的准备324、选设观测基准点、工作基点、观测点或观测标志。标志应牢固、适用、美观。若受条件限制或对于高耸建筑，也可选定变形体上特征明显的塔尖、避雷针、圆柱(球)体边缘等作为观测点。对于基坑等临时性结构或岩土体，标志应坚固、耐用、便于保护；5、配备满足精度的仪器设备，经送检和自检合格；6、配备有相应资格证并熟悉业务的项目组。上述各项准备好，且现场具备埋点和观测条件后即可埋点后观测（根据目的不同，实施的时间也不同）。水平位移的观测方法331、全站仪测量：全站仪边角测量法、全站仪小角法、极坐标法、前方交会法和自由设站法、全站仪自动监测系统；2、卫星导航定位测量：卫星导航定位测量可用于二等、三等和四等位移观测。对二等观测，应采用静态测量模式；对三等、四等观测，可采用静态测量模式或动态测量模式；卫星导航系统目前民用的主要还是美国的卫星定位系统（GPS），其他的卫星有：俄罗斯的“格罗纳斯”（GLONASS），中国的北斗，