2.变形监测系统设计的主要内容:1)技术设计书。测量所遵照的规范及其相应规定;合同主要条款及双方职责等。2)有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述。主要是说明各部分观测的重要性及可能出现的现象的解释。3)观测的原则方案。包括监测工作的重要性、目的、要求等的总体说明。4)控制点及监测点的布置方案。包括监测系统布置图、测量精度要求及说明。5)测量的必要精度论证。对主要监测方法的精度论证,并说明观测中的注意事项。6)测量的方法及仪器。包括仪器的种类、数量、精度等,对于特殊仪器应给出加工图、施工图,以及观测规程。7)成果的整理方法及其它要求或建议。成果的整理一般按照规范的要求执行,对于规范中没有明确规定的内容,应进行详细说明。8)观测进度计划表。主要说明观测所需要的时间及其安排。9)观测人员的编制及预算。 3.水平位移监测的测点布设:由控制点组成首级网(控制网)、由观测点及所联测的控制点组成次级网(拓展网)
4.水平位移监测基准点:大地测量法、基准线法、专用测量法、GPS测量法 5.倾斜观测:
直接法:经纬仪投影法、测水平角、前方交会法、垂准线法
该方法多用于基础面积过小的超高建筑物,如电视塔、烟囱、高桥墩、高层楼房等。 间接法:测定基础的相对沉陷量(水准测量)、倾斜仪 该方法多用于基础面积较大的建筑物,并便于水准观测 6.GPS一机多天线监测技术: 1) 先进性。即选用的仪器设备性能应是当今世界上最先进的。系统结构先进,反应速度快,监测精度必须达到相应的国家规范要求。
2) 可靠性。即系统采集的GPS原始数据必须完善、正确;数据传输网络结构可靠,传输误码率低;数据处理、分析结果必须准确;整个系统故障率低。
3) 自动化。即从数据采集、传输到分析、显示、打印、报警等实现全自动化。
4) 易维护。即系统中各监测单元互相独立,并行工作。系统采取开放式模块结构,便于增加、更新、扩充、维护。
5) 经济性。即在保证先进、可靠、自动化程度高的前提下,采取各种有效方法,力求功效高、成本低。
系统关键问题及解决办法:1)确保多天线控制器微波开关中各通道的高隔离度和最大限度地减少GPS信号衰减。 2)由于监测的范围比较广,各监测点之间的距离可能很远,天线信号传输至控制器时将不可避免地产生GPS信号衰减过大的问题。根据我们的测定,当电缆传输距离超过30米时,信号的损失已经相当大。3)要解决这个问题,一方面应提高传输介质的性能,如采用低损耗电缆或者光纤传输;另一方面也可进行适当的信号增强,为此我们专门研制了相应的GPS信号低噪声放大器,取得了良好的效果。 7、垂直位移监测方法:精密水准测量 、三角高程测量 、液体静力水准测量 、压力测量法 、GPS测量
水平位移监测方法:三角测量法 、交会法 、导线测量法 、基准线法 、测小角法 、GPS观测 、专用方法
挠度观测方法:悬锤法 、精密水准法 、全站仪观测法 、GPS观测法 、静力水准观测法 、测斜仪观测法 、摄影测量法 、专用挠度仪观测法
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8、边坡工程监测方法优缺点:简易监测法、设站监测法 、仪表监测法 、远程监测法 一、简易监测法
1)采用简易工具和装置,监测和记录边坡地表的裂缝、鼓胀、沉降、坍塌以及地下水位、地温等变化情况,同时记录监测的时间和监测点的位置、变形形态等信息。 二、设站监测法 1)在变形区外稳定的控制点上安置监测仪器,对边坡体上选埋的变形监测点进行定期监测,获得监测点的变形信息。 2)为了保证变形监测成果的正确可靠,控制点作为监测基准,其稳定性应该首先得到保证。 3)常用的监测方法有:大地测量方法(极坐标法、交会法、视准线法、几何水准、三角高程测量等)、近景摄影测量法、GPS测量法
大地测量法:优点:1)能确定边坡地表变形范围。2)量程不受限制。3)能观测到边坡体的绝对位移量。4)技术成熟,精度较高,监控面广,成果资料可靠,便于灵活地设站。缺点:受地形通视条件的限制和气象条件(如风、雨、雾、雪等)的影响;作业量大,周期长;连续观测能力较差。
GPS测量法:优点:1)观测点间无需通视,选点方便2)观测不受天气条件限制,可以进行全天候的观测3)观测点的三维坐标可以同时测定,对于运动的观测点还能精确测山它的速度4)在测程大于10km时,其相对精度可达10-6。适用于边坡体地表的三维位移监测,特别适合处于地形条件复杂、起伏大或建筑物密集、通视条件差的边坡监测。
近景摄影测量法:特点:精度不如传统的监测方法,但可以满足崩滑体处于速变、剧变阶段的监测要求,适合危岩临空、陡壁裂缝变化、滑坡地表位移量变化速率较大时的监测。现已应用于船闸等高边坡的变形监测。 三、仪表监测法
按采用的仪表可分为机械式仪表监测法(简称机测法)和电子仪表监测法(简称电测法),两种方法都具有仪器便于携带、监测精度高、测程可调、监测成果直观等优点,适用于边坡变形的中、长期监测。电测法技术先进,仪表灵敏度高,监测内容广,但受环境的影响较大,因此,在选用电测仪表时要结合具体的监测环境,保证监测仪表的长期稳定性和监测成果的可靠性。
四、远程监测法
1)利用电子仪表或GPS进行边坡的变形监测,能实现变形监测的全天候和连续化,实现变形监测数据的自动采集、存储、显示、打印,实现变形监测数据处理的自动化。
2)远程监测也还存在一些问题需要研究和解决,如仪器仪表在野外恶劣环境下的稳定性和保护方法、传感器的质量、数据通讯和传输的方法及其可靠性、仪器仪表的费用投入等。
9、桥梁的变形:桥梁变形按其类型可分为静态变形和动态变形。静态变形是指变形观测的结果只表示在某一期间内的变形值,它是时间的函数。动态变形是指在外力影响下而产生的变形,它是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形,是以外力为函数来表示的对于时间的变化。 10、桥梁变形按具体内容可分为:桥梁墩台变形观测、塔柱变形观测、桥面挠度观测、桥面水平位移观测等。
1)桥梁墩台变形观测:主要包括两方面:墩台的垂直位移观测、墩台的水平位移观测。 2)塔柱变形观测:塔柱顶部水平位移监测、塔柱整体倾斜观测、塔柱周日变形观测、塔柱体挠度观测、塔柱体伸缩量观测。
3)桥面挠度观测:桥面在外界荷载的作用下将发生变形,使桥梁的实际线形与设计线形产生差异,从而影响桥梁的内部应力状态。
4)桥面水平位移观测:桥面水平位移主要是指垂直于桥轴线方向的水平位移。
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11.基坑案例
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