挡土墙变形监测.pdf

毕业设计（论文）毕业设计（论文）题题目目:青田万基青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测与分析欧郡庄园挡土墙变形监测与分析英文题英文题:Deformation monitoring and analysis for the manor retainingwall of QingTian WanJiOuJun学生姓名：学生姓名：专专业：业：学学号号：指导老师指导老师:二一二年六月二一二年六月东华理工大学毕业设计（论文）摘要摘要变形监测是多种测量技术的综合,是监测评估建筑物安全的重要手段之一。根据市政工程施工变形监测的特点，通过对五期同精度青田万基欧郡庄园挡土墙水平位移及沉降实测数据成果分析，本设计书主要是通过对青田万基欧郡庄园挡土墙需要在施工阶段对其墙面(坡面)的变形进行观测。在变形分析过程中，选用了水准监测数据及水平位移数据进行分析试验。首先对数据进行奇异值检验，其次为了从不等周期的变形数据中获得等周期的数据，对原有数据进行多种插值方法的比较，最后用多项式回归分析和灰色系统分析两种方法对数据进行拟合及预测。在精度评定通过的情况下，对下一期的变形量进行了预测，达到了较高的精度，说明了方法是正确可靠的。对挡土墙工程的整体位移及稳定性进行初步分析，为进一步完善设计理论和施工技术提供资料。关键词关键词：挡土墙；变形监测；稳定性分析东华理工大学毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTDeformation monitoring is a variety of measurement technology integrated,monitoringand evaluation is an important measure of the safety of the building.According to themunicipal engineering construction the characteristics of deformation monitoring,throughfive period with precision WanJiOuJun of qingtian county retaining walls estatehorizontal displacement and subsidence data results,the design is mainly through the field,the county to WanJi manor retaining wall in the construction stage to wall(slope)ofdeformation observation.In the deformation analysis process,choose the level ofhorizontal displacement monitoring data and the analysis of the data test.First data aresingular value inspection,next to the deformation data periodic never get periodic data forthe original data of the comparison of the interpolation method,and finally with thepolynomial regression and grey system analysis of two methods of data fitting andpredictions.In precision evaluation through the situation,for the next issue of deformationforecast and achieve high precision,that the method is correct and reliable.For the wholeof the retaining engineering displacement and stability for preliminary analysis,to furtherperfect design theory and construction technology to provide information.KeyKey words:words:Retaining wall;Deformation monitoring；Stability analysis东华理工大学毕业设计（论文）目录目录绪论.11概述.21.1变形监测的内容、目的和意义.21.2变形监测技术和发展趋势.32.青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书.-5-2.1任务来源.-5-2.2监测目的.-5-2.3监测区概况.-5-2.4作业技术依据.-6-2.5监测点的观测方法和周期.-6-2.6监测控制网的建立.-7-2.6.1平面监测网的布设.-7-2.6.2平面监测网的施测.-7-2.6.3四等、一级 GPS 控制测量主要技术指标.-8-2.6.4青田县万基欧郡庄园变形监测四等 GPS 网控制点成果.-8-2.6.5变形监测四等 GPS 网控制点平差及精度分析.-8-3.变形监测的实施.123.1监测点沉降监测.123.1.1水准观测技术要求.123.1.2作业过程.143.1.3数据处理及精度鉴定.143.1.4沉降量汇总表和沉降曲线.153.2水平位移监测.183.2.1观测仪器.183.2.2全站仪直接坐标法监测的误差分析.193.2.3注意事项.193.2.4数据处理及精度评定.193.2.5监测点位移变化速度曲线图.214.探讨变形监测在挡土墙监测中的问题.234.1确定挡土墙观测精度的合理性.234.2保证水平位移检测质量.23结论.24致谢.25参考文献.26东华理工大学毕业设计（论文）绪论-1-绪论绪论变形是自然界普遍存在的现象，各种负载作用于变形体，使其形状、大小及位置在时间域或空间域发生变化均为变形。几千年的人类历史从某种意义上说，就是人类同自然灾害不断进行斗争的历史。人类就是在不断地认识自然、改造自然、防灾抗灾过程中生存和发展起来的。科学技术的进步使人类在认识和改造自然方面得到飞速发展，在防灾、减灾、抗灾方面积累了丰富的经验，减少了许多可能造成的损失。然而，随着人类工程活动的不断扩大，无数水库和电站的修建、矿山的开发、数以千万米计的公路和铁路的修建等等，人为地改变着自然环境和生态平衡，促使了新灾害的发生。滑坡作为四大地质灾害之一，其危害仅次于地震和火山，它常常中断交通、摧毁厂矿、堵塞河道、掩埋村镇，给人民生命财产造成巨大损失。同时，滑坡又是一种工程地质灾害，其发生、发展既受地质条件和自然营力的作用，也受人类工程活动的影响。特别是在近半个世纪以来，随着人类工程活动的日益增多，由此而引发的滑坡也日益加剧，危害亦越来越大。由此而引起了人们的普遍关注，对其发生、运动机制及防治措施的研究也取得了长足的发展，对各种类型和不同规模滑坡的治理，积累了较丰富的经验。近年来随着国民经济的快速发展，为了改善交通环境及住宿环境，各省、市投入了大量的人力、物力加强公路建设，这样，随着人工边坡的增多，公路滑坡问题已成为一个极待解决的棘手问题。目前我国对防治各种类型和不同规模的滑坡，积累了较丰富的经验，对滑坡的发生、发展规律也进行了较系统的研究。然而，依据滑坡变形监测资料反演滑坡的强度参数这类问题还处于起步阶段：对滑坡的预测、预报是当今国内外地学领域正在探索研究而尚未完全攻克的科技难题，也是 21 世纪地质灾害学研究的重点课题。由此可见，开展该问题的研究无论是在理论上，还是在工程实践应用上均具有重要意义。东华理工大学毕业设计（论文）概述-2-1 1概述概述1.1变形监测的内容、目的和意义变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域的变化。由于地质条件不良，加之各种外应力对挡墙的长期作用，常有崩塌、滑坡、坍塌、风化、剥蚀等地质现象，并给人类带来不同程度的地质灾害。变形体的变形在一定范围内被确认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾难。自然界的变形危害现象很普遍的，如地震、滑坡、岩崩、地表沉降、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。所谓变形监测就是采用多种方法测定工程建筑物变形的工作。其任务是确定在各种载荷和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测的工作是人们通过变形现象获得科学知识、检验理论和假设的必要手段。建筑变形测量属于工程测量范畴，但在技术方法、精度要求等方面与工程控制测量、地形测量及施工测量等有诸多不同之处，目前已发展成一种具有较完善技术体系的专业测量。变形则是对设置在变形体上的观测点进行周期性的重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。变形监测就是利用测量仪器及其他专业仪器和方法对变形体的各种变形现象进行监视、观测，并最终确定各种载荷和外力的作用下变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。工程建筑在施工和运营期间，由于受到多种主观和客观因素的影响，会产生变形，变形如果超出了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时会影响建筑物的安全，引起坍塌、滑坡、沉陷、倾斜、裂缝等灾害性后果，给社会和人民的生活带来巨大的损失。现代工程建设技术的发展，不及体现在建设的进度和速度，而且表现在建筑物的规模、造型、精密方面，因此对用于安全评估的变形监测工作提出了更高的要求。变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体，它包括人工和自然的构筑物。根据变形体的范围，可以将变形监测的研究对象划分为这样 3类：（1）全球性研究，如监测全球板块运动、地极运动、地球自转速率变化、地潮等；（2）区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降；（3）工程和局部性变形研究，如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采引起的地表移和下沉等。随着社会的进步和国民经济的发展，国家的建设也加快了脚步，许多工程应运而生。众所周知，工程建筑物在施工和运营期间，由于受到多种外力的影响，会产生变形，变形如果超出了允许的范围，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危害建筑物的安全，给社会和人民生命财产带来巨大的损失。尽管工程建筑物在设计时采用了东华理工大学毕业设计（论文）概述-3-一定的安全系数，使其能安全承受所考虑的各种外荷载的影响，但由于设计中不可能对工程的工作条件、承载能力及其他因素做出完全准确的估计，施工质量也不可能完美无缺，运营过程中还可能发生某些不利的影响，因此国内外，仍有些工程出现事故。如:法国 67m 高的马尔巴塞拱坝 1995 年垮坝;美国 93m 高的提堂(Teton)土坝 1976 年溃决;我国板桥和石漫滩两座土坝 1975 年洪水漫坝失事等。可见保证工程建筑物安全是一个很重要的现实问题。为此变形监测的首要目的是要掌握变形体的实际性能、状况，为判别其安全提供必要的技术支持。目前，灾害的监测和防治已越来越受到全社会的普遍关注，诸多国际学术组织，如国际大地测量协会(IAG)、国际测量师联合会(FIG)、国际岩石力学协会(I8RM)、国际大坝委员会(IOOLD)、国际矿山测量协会(ISM)等经常定期或不定期地召开学术研讨会进行学术交流等。经广大测量科技工作者和工程技术人员近 30 年的共同努力，在变形监测领域取得了丰硕的理论研究成果，并发挥了实用效益。以我国为例:(1)利用地球物理大地测量反演理论，1993 年准确地预报了 1993 年发生的丽江大地震;(2)1985 年 6 月 12 口长江二峡新滩大滑坡的成功预报，确保灾害损失减少到最低限度;(3)隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统在1998年长江流域抗洪错峰中发挥的巨大作用，确保了安全渡汛，避免了荆江大堤灾难性的分洪。科学、准确、及时地分析和预报工程及工程建筑物的变形情况，对工程建筑物的施工和运营管理极为重要，变形监测工作的意义重点表现在两方面:首先是实用上的意义，主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息以便发现问题并采取措施;其次是科学上的意义，包括更好地理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。1.2变形监测技术和发展趋势展望变形监测技术的未来发展方向，多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪和 GPS 的应用，将走向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的发展方向;变形监测的时空采样率会得到大大提高，变形监测自动化可以为变形分析提供极为丰富的数据信息；远程在线实时监控在大坝、桥梁、边坡体等工程中将发挥巨大作用，网络监控是推动重大工程安全监控管理的必由之路。变形监测技术和方法正在由传统的单一监测模式向点、线、面立体交叉的空间模式发展。在变形体上布置变形观测点，在变形区影响之外的稳定地。点设置固定观测站，用高精度仪器定期监测变形区内网点的二维(X,Y,Z)位移变化是获得变形体变形的一种行之有效的外部监测方法。这些方法主要包括高精度地面监测技术、摄影测量方法和 GPS 监测系统。东华理工大学毕业设计（论文）概述-4-在 20 世纪 80 年代以前，变形监测主要是采用常规大地测量和某些特殊测量技术。常规大地测量是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，它是目前变形监测的主要手段。其优点是:(1)能够提供变形体整体的变形状态，监测面积大，可以有效地监测、确定变形体的变形范围和绝对位移量；(2)观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的校核和精度评定；(3)适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的外界条件。但外业工作量大，布点受地形条件影响，不易实现自动化监测。在大多数国家中，传统的常规大地测量方法仍然是人类进行工程建筑物变形监测的主要手段；（4）在一些有关的技术领域内，其他技术(如现代空间定位技术)尚无法替代传统的常规大地测量方法。例如在工程建筑物的沉降方面，精密水准测量目前仍然是精度最高、成果最可靠、简便易行的方法。所以传统的测量方法，在国民经济建设中仍有巨大的作用。特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量，它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点，但通常只能提供局部的和相对的变形信息。地面测量技术发展方向的代表是测量机器人，其在工程测量和工业测量以及变形监测等领域正越来越广泛地得到应用。比如在小浪底、二滩、贵州普定等大坝外部变形监测中的应用，其试验成果明显优于常规方法。随着我国城市基础设施改造和市政建设，以及高层楼宇的施工建造，变形监测技术得到了前所未有的发展和推进。模和开挖深度的增大使临时围护结构变形和稳定成为工程界十分关心的问题。现场监测作为确保实际施工安全可靠进行的必要和有效手段，对于验证原设计方案或局部调整施工参数，积累数据，总结经验，改进和提高原设计水平具有相当的指导意义：（1）为施工开展提供及时的反馈信息；（2）作为设计与施工方案的重要补充手段；（3）作为施工开挖方案修改的依据，可以根据有关信息，运用先进的数学手段进行预测；（4）积累经验以提高基坑工程的设计和施工水平，为基坑技术的发展提供大量的工程数据，而沉降监测、位移监测正是现场监测的首要和重要方面。由此可见，变形监测在土木工程中具有重要的作用。变形监测需要多周期长时间进行，其所处理的数据量是非常庞大的。面对这些繁杂而庞大的数据能否处理好，关系到监测变形体和预测预报变形体变形。数据的处理如果只停留在手工阶段，是远远不能满足设计施工的要求的。利用计算机处理数据的优点，开发一种变形监测的计算机管理系统是非常有意义的。东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-5-2.2.青田万基青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书2.1任务来源浙江省第十一地质大队温州综合测绘院受青田万基置业有限公司的委托，定期对青田万基.欧郡庄园的挡土墙进行变形监测。按照相关规范、规程、标准的条文要求，针对实体观测对，特制定该建筑边坡的变形的移动监测技术方案。2.2监测目的（1）通过对该挡墙竣工后为期三年的坡顶水平位移和垂直位移监测，对监测数据进行统计分析，掌握变形体（挡土墙）的实际形状，为判断其安全性提供必要信息；（2）按建筑变形监测规程对挡墙的稳定性做出定性和定量分析，并判断其稳定性，以确保挡墙的安全使用；（3）在对挡土墙进行监测的过程中，如发现异常现象，及时向业主和设计单位报告，以便采取有效措施，避免发生安全事故；（4）为挡土墙的维护管理提出相关意见。2.3监测区概况青田万基欧郡庄园是由青田万基置业有限公司开发的别墅群，建在公路边的山坡上，隶属青田县油竹管辖，位于青田县城东南方向油竹新区，北依山脉，西距石郭岭隧道口约 150 米，南临青田县高级中学。根据前期监测成果和实地状况以及委托方要求，对需监测的挡土墙分区段进行重新设计，布设 23 条与挡土墙垂直的监测线，其中一条监测线上 4 个点，四条监测线上每条 3 个点，十八条监测线上每条 2 个点，25 个监测单点，总计布设监测点 77 个（有 20 个老点，57 个新点，其中 12 个老点只作为沉降监测）。每条监测线自上至下布设 23 个监测点，编号依次为 PS*、PS*-1、PS*-2（*为监测线号）。顶部监测点埋设在距离挡土墙顶部0.2米左右处，底部监测点埋设在距离挡土墙根部2米左右处，新增监测点采用强力胶贴薄片固定在墙上。25 个监测单点布设在挡土墙顶部，大部分采用原监测点根据挡土墙监测点布置图，最低别墅与最高别墅高差达 46 米,因此，别墅之间建有很多挡土墙，超过 5 米高差的挡土墙约有 6 条，这些挡土墙随着时间的推移，可能会产生沉降和位移。目前，青田万基.欧郡庄园项目还在施工建设当中，为了及时掌握挡土墙的沉降、位移情况，根据甲方单位的要求，对超过 5 米高差的挡土墙定期进行变形监测，以取得实测数据，为有关部门提供分析的科学依据，确保建筑物和人身的安全。东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-6-图 2-1 J35-1 至 J41-1 挡土墙监测点水准路线及挡墙分布图注：黑色的线代表水准路线，其中较细的是挡土墙的分布。2.4作业技术依据（1）城市测量规范（CJJ 8-99）（2）全球定位系统城市测量技术规程（CJJ 73-97）GPS 规程（3）国家一、二等水准测量规范（GB12897-91）（4）国家三、四等水准测量规范（GB12898-91）（5）建筑变形测量规程（JGJ/T 8-97）（6)1：500、1：1000、1：2000 基础数字地形图测绘规范（DB33/T552-2005）（7)地面沉降监测技术要求（中国地质调查局地质调查技术标准 DD2006-02）（8)崩塌、滑坡、泥石流监测规范（DZ/T0221-2006）（9)岩土工程监测规范（YS 5229-96）2.5监测点的观测方法和周期为了取得满足有关部门进行建筑物变形分析的监测数据，需要制定合理的、符合有关规范要求的监测方法或方案。鉴于本建设项目正在施工当中，其施工范围内布设监测控制点不利于使用和保存，前期监测可在监测范围外，布设和施测过渡监测控制东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-7-点（平面坐标和高程），以便项目施工中进行监测，待项目施工完成或主要监测位置施工完毕后，建立完整的监测控制网，布设坚固、便于观测和保存的监测点（位移和沉降监测公用），位移监测采用极坐标方法进行观测，要有足够的检测方向；沉降监测采用二等水准、四等水准和四等光电测距三角高程导线方式进行观测。第一年每隔 2 个月观测一次，第二、三年每隔 3 个月观测一次，目前已经观测到5 次。是否延长观测期或加密观测次数，视变形监测数据分析后再由委托方决定。2.6监测控制网的建立为了取得高质量的监测成果，满足有关部门进行建筑物变形分析的监测数据要求，需要制定合理的、符合有关规范要求的监测方案。鉴于青田万基.欧郡庄园目前还在施工当中，其施工期间布设监测控制点不利于使用和长期保存。因此，前期变形监测可在监测范围外布设监测控制点，以便项目施工期间进行变形监测，待项目施工完成后，在原来监测控制点的基础上，在欧郡庄园内部加密监测控制点，以便更好地满足变形监测。2.6.1平面监测网的布设因挡土墙前期变形监测是与青田万基.欧郡庄园建设同时进行，经实地踏勘，近期直接在监测区布设监测控制点条件不成熟，监测控制点不能长期保存。因此，根据变形监测技术要求及地形条件，先在监测区外围布设不少于 3 个监测控制点，保证青田万基.欧郡庄园施工期间能进行挡土墙变形监测。待建设施工完毕或具备埋设监测控制网点位条件时，再在整个变形监测区域，均匀布设约 7 个监测控制点。监测控制点埋设，一般地方埋设青石浇灌混凝土或现场挖坑放入不锈钢测量标志浇灌混凝土，水泥路面凿洞放入不锈钢测量标志，点位必须做到坚固、稳定、通视情况良好、宜于长期保存、便于对监测点的观测。2.6.2平面监测网的施测监测区附近 2003 年 6 月施测的雅岙等四等 GPS 点，作为监测区平面控制测量的起算数据，外围监测控制点按四等 GPS 观测要求执行，今后布设加密监测控制点按一级 GPS 观测要求进行，观测仪器采用美国天宝 Trimble4600ls（单频）（图 2-6-1）4台套接收机，同时进行野外数据采集，外业观测记录格式应统一。利用美国天宝Trimble 公司随机提供的 Tgo1.62 版软件，进行数据检查和基线解算，对原始数据进行编辑、加工与处理，并应对同步环闭合差、异步环闭合差进行检查，环闭合差及基线向量数据应符合GPS 规程中相应等级限差要求。在基线向量解算结果各项技术指标符合四等 GPS 要求后，以所有独立基线组成 GPS 空间向量网在 WGS-84 地球椭球上进行三维无约束平差。在无约束平差检核通过后，以雅岙四等点为坐标原点，建设局大楼四等点为方向，再根据实测的边长与无约束平差的边长之比，推算雅岙至建设局大楼的边长参加约束平差计算。一级 GPS 网在无约束平差检核通过后，根据四等监东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-8-测控制点的坐标进行约束平差。2.6.3四等、一级 GPS 控制测量主要技术指标表 2-1 四等、一级 GPS 控制测量主要技术指标项目四等技术指标一级技术指标GPS 接收机标称精度（5mm1ppmD）（5mm1ppmD）GPS 定位模式静态定位静态定位有效卫星高度角1515有效观测卫星数44有效观测时间60 分钟45 分钟有效观测时段数1.61.6观测数据采样间隔15 秒15 秒2.6.4青田县万基欧郡庄园变形监测四等 GPS 网控制点成果表 2-2 GPS 控制点成果表点 名等级标石纵坐标 X（m）横坐标 Y（m）高程 H（m）备注点 名等级标石建设局大楼四等3113637.455528223.90235.210建设局大楼四等龙坑四等3108493.959531804.39867.010龙坑四等雅岙四等3110459.526531078.54041.225雅岙四等K1四等不锈钢3110808.378530432.78933.735二等水准K1四等不锈钢K2四等不锈钢3110516.156530738.47723.501二等水准K2四等不锈钢K3四等青石3110526.498531038.97249.373二等水准K3四等青石2.6.5变形监测四等 GPS 网控制点平差及精度分析东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-9-1）平差坐标见表 2-3点数目:9；约束点数目：7；只有高程：5；只有水平和高程:2表 2-3 平差网格坐标点名称北坐标纵轴误差东坐标横轴误差高程高程误差固定点名称北坐标建设局大楼3113637.455m.000m528223.902m.000m35.210m.000m北东高程建设局大楼3113637.455m雅岙3110459.526m.000m531078.540m.000m41.225m.000m北东高程雅岙3110459.526mK33110526.497m.003m531038.972m.003m49.373m.000m高程K33110526.497m龙坑3108493.957m.005m531804.398m.004m67.010m.000m高程龙坑3108493.957mK13110808.378m.004m530432.789m.003m33.735m.000m高程K13110808.378mK23110516.157m.005m530738.477m.005m23.501m.000m高程K23110516.157mK63111058.967m.005m530430.672m.005m88.351m.090mK63111058.967m2）水平面观测值见表 2-4观测值数目：9超限的数目：0东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-10-表 2-4 水平面观测值观测 ID点名称分离后验误差(1.96)驻留标准化驻留G9K412.286m.044m-.011m-.30G2雅岙12.319m.047m.008m.23G5K112.293m.035m.006m.15G3K312.305m.047m-.004m-.12G4龙坑12.360m.077m-.002m-.12G6K212.305m.033m.004m.10G1建设局大楼12.184m.079m-.001m-.07G7K612.284m.083m.000m.00G8K512.293m.083m.000m.00图 2-2 标准残差柱状图东华理工大学毕业设计（论文）青田万基欧郡庄园挡土墙变形监测技术设计书-11-建设局大楼建设局大楼雅岙雅岙K3K3刻度尺寸:.0010m水平二元变量标量:2.45t-t-t-垂直一元变量标量:1.96龙坑龙坑K1K1K2K2刻度尺寸:.0010m水平二元变量标量:2.45t-t-t-垂直一元变量标量:1.96K6K6K5K5K4K4刻度尺寸:.0010m水平二元变量标量:2.45t-t-t-垂直一元变量标量:1.96图 2-3 点误差椭圆以上结果表明，本次GPS 网控制点测量精度高，质量优良，成果可靠，完全满足规范和技术设计的要求，可以作为挡土墙垂直位移及水平位移变化分析的基础数据。总之，根据万基的地形、地质条件及监测环境而布设的监测网是合理的，以挡土墙作为一个独立的坐标系统，能准确地反映挡土墙变形的位移变化情况，且万基挡土墙采用的 GPS 网测量及水准测量精度高，符合规范及技术设计的要求，作为平面控制计算及滑坡监测的基本观测数据是可靠的。东华理工大学毕业设计（论文）变形监测的实施-12-3.3.变形监测的实施变形监测的实施根据甲方提供的挡土墙监测点布置图及实地的具体情况，与甲方一起在实地选埋监测点，约计 70 个点。监测点用不锈钢测量标志埋设在竣工后的挡土墙上，埋设时要用钢筋插入挡土墙里，浇灌混凝土与挡土墙坚固连接，使监测点能真实反映挡土墙变形情况。3.1监测点沉降监测监测区附近有宁波国土测绘院于 2003 年 6 月施测的三等水准点青水 35，作为监测区的高程起算数据，在监测区附近埋设二个高程控制点，作为今后对各监测控制点高程测量的起算数据。埋设要求在基岩或靠山边地基坚实的地方，要确保点位无沉降并能长期保存，埋设可采用现场挖坑放入不锈钢测量标志浇灌混凝土。从三等水准点青水 35 按二等水准要求引测到二个高程控制点上，待今后监测区内监测控制点布设完毕后，再从高程控制点按二等水准要求引测到各个监测控制点上，二等水准测量采用德国蔡司 Dini12精密电子水准仪，按规范（GB 12897-91）中的二等水准测量观测和精度要求执行。第一次沉降监测采用二等水准测量各监测点的高程，各项限差按规范（GB12897-91）中的二等水准测量精度要求执行，以后各次沉降监测可采用四等水准或光电测距三角高程代替四等水准测量，光电测距三角高程测量采用日产 2级 SET2B全站仪，垂直角对向观测三测回，边长观测二测回，每测回三次读数，垂直角测回差及指标差较差不大于 7，垂直角要加入地球曲率与大气折光的改正（K 值取 0.14），仪器高、觇标高量至毫米，往返高差较差小于40D（D 为公里）mm。3.1.1水准观测技术要求（1）观测仪器据“变形规范”要求，二级水准测量仪器型号至少达到 DS3、DSZ3 型的精度，标尺类型：因瓦尺、条码尺、区格式木制标尺皆可。本次选用德国蔡司 Dini12精密电子水准仪，配合条码铟瓦水准钢尺施测。水准仪和水准标尺均经过检验，仪器标称精度：每公里往返测高差中误差0.3mm/km，i 角小于 20，水准仪的补偿误差绝对值小于 0.2，水准标尺分划线的分秒分化误差和米分化间隔真长与名义长度之差小于 0.1mm，满足本工程的精度要求。各次相对高差测量是整个工作的主体，建筑物施工到各个时期的高程变形量就在这一环节中反映出来，为保证测量的准确性，观测之前对所使用仪器按规范要求进行检验校正，观测按照采用相同的观测路线、使用同一仪器和水准尺、固定观测人员、在基本相同的环境和条件下工作的要求进行观测，精度严格遵行规范要求。（2）技术要求东华理工大学毕业设计（论文）变形监测的实施-13-测站视线长度、前后视距差和视线高符合下表 3-1 要求：表 3-1 测站视线长度、前后视距差和视线高限差级别仪器型号视线长度（m）前后视距差(m)前后视距累积差(m)视线高度(m)二级Dini12 精密电子水准仪501.03.00.3注：当采用数字水准仪观测时，最短视线长度不宜小于 3m，最低水平视线高不应低于 0.6m。观测间歇尽量在水准点上结束，如果一定得提前结束时，应该将最后一站测量点选在坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点。间歇结束后，对间歇点进行检测，比较任意尺承点间歇前后的高差，若符合下表 3-2 要求，则进行继续测量，否者重新测量。表 3-2 观测间歇限差等级上下丝读数平均值与中丝读数之差基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差检测间歇点高差的差0.5cm 刻划标尺1cm 刻划标尺二级1.5mm3.0mm0.4mm0.6mm1.0mm注：1.当采用数字水准仪时，对同一尺面两次读数差不设限差，两次读数所测高差之差的限差执行基辅分划所测高差之差的限差。2.表中 n 为测站数。3.观测精度按三级相对高差测量精度即观测点测站高差中误差1.5mm。往返高差不符值、闭合环差和检测高差较差的限差不超过下：表 3-3 高差较差的限差等级测段、区段、路线往返测高差不符值（mm）符合线路闭合差（mm）环闭合差(mm)检测已测测段高差之差（mm）二等4K4L4F6RK-测段、区段或线路长度，kmL-闭合线路长度，kmF-环线长度，kmR-检测测段长度，km（3）作业要求东华理工大学毕业设计（论文）变形监测的实施-14-水准观测作业应符合下列要求：1）应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。阴天可全天观测；2）观测前半小时，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。设站时，应用测伞遮蔽阳光。使用数字水准仪前，还应进行预热；3）使用数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳，并避免视线被遮挡。仪器应在其生产厂家规定的温度范围内工作。振动源造成的振动消失后，才能启动测量键。当地面振动较大时，应随时增加重复测量次数；4）每测段往测与返测的测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正。由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器。在同一测站上观测时，不得两次调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进；5）对各周期观测过程中发现的相邻观测点高差变动迹象、地质地貌异常、附近建筑基础和墙体裂缝等情况，应做好记录。3.1.2作业过程以工作基点为起算依据，按照二级水准的要求对所有 31 个变形监测点采用附合水准进行等精度观测。本次选用德国蔡司 Dini12精密电子水准仪，配合条码铟瓦水准钢尺施测。该仪器经法定仪器检定单位检定合格，且在有效使用期内，满足本工程的精度要求。在对观测点进行测量前，对水准基点进行监测，以 JS2 作为起算点，联测 JS1 形成一个附合水准路线。路径：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数据处理及精度鉴定数据处理：本成果为按高程网处理的平差成果。计算软件：南方平差易 2002高程控制网等级：国家二等精度鉴定及稳定性分析见下表：表 3-4 水准基准点平差结果日期起点终点高差闭合差（mm）允许差值(mm)2011.12JS1JS2-3.17.320124JS1JS2-1.47注：每公里高差中误差分别为 1.67(mm)和 0.82(mm)。东华理工大学毕业设计（论文）变形监测的实施-15-表 3-5水准基准点成果表高程点号201242011.12备注JS137.122237.1222稳定JS241.402641.4026稳定注：1、基准点观测值较差小于允许值，以第 1 次观测成果为基准点成果；2、以工作基点 JS1 和 JS2 为起算依据，按照三级水准的要求对已布设的 31 观测点采用附合水准进行等精度观测；3、每次外业观测工作结束后，按照二级水准精度要求，核查测量几何精度，合要求后，用南方平差易 2002 进行平差。3.1.4沉降量汇总表和沉降曲线表 3-6点位高程变化表（mm）周期点号第一次第二次第三次第四次第五次J1-10-2-3-2-3J7-10-5-5-4-5J11-10-1-10-1J13-10-201-1J15-10-3-2-1-3J16-10-4-3-3-5J17-10-3-2-3-2J18-10-3-2-1-3J19-10-3-2-1-3J260-5-3-2-4J11-10-4-2-1-3J28-10-4-4-2-4J29-10-3-2-1-2J31-10-4-4-2-4J35-10-4-4-2-4J38-10-3-2-1-1J40-10-3-2-1-2J41-10-3-2-1-2J42-10-2-3-2-3东华理工大学毕业设计（论文）变形监测的实施-16-续表 3-6周期点号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根据本项目技术设计书的要求，于 2011 年 9 月下旬完成了监测控制点的布设及施测，按照挡土墙监测点布置图完成了监测点的布设，2011 年 12 月、2012 年 1 月、2 月、3 月、4 月份别进行了前 5 次变形监测，以第 1 次观测成果为基准点成果。由表 3-6 可以看出在沉降过程中，变形体沉降初期沉降量较快，而后沉降量随时间推移缓慢增加，至第三次即 2012 年 2 月已趋于稳定，符合挡土墙沉降变化规律。从表中可以看出:监测点中最大沉降点为 J62-1 点，沉降量为7mm,在允许误差（7.3）之内，最小沉降点为 J11-1 点，沉降量为 1mm，各个监测点沉降基本趋于稳定。图 3-1 J1-1J15-1 沉降