地面沉降和水平位移觀測

測定地面高程和平面位置隨時間的變化。在城市、工礦區由於抽取地下水,開採地下資源會引起局部地區地面下沉,工業建築物場地受建築物的荷載以及岩層的斷裂、滑坡等原因也會導致地面沉降和位移。不均勻的地面沉降和較大的水平位移對建築物均有破壞作用。定期進行觀測,可以監視地面沉降和位移的發展趨勢,以便及時採取有效措施。

地面沉降和水平位移觀測

正文

測定地面高程和平面位置隨時間的變化。在城市、工礦區由於抽取地下水,開採地下資源會引起局部地區地面下沉,工業建築物場地受建築物的荷載以及岩層的斷裂、滑坡等原因也會導致地面沉降和位移。不均勻的地面沉降和較大的水平位移對建築物均有破壞作用。定期進行觀測,可以監視地面沉降和位移的發展趨勢,以便及時採取有效措施。
地面沉降觀測 通常採用重複水準測量方法。觀測前要在測區內埋設觀測點。並在沉降範圍外的穩定地區或沉降區域內適當的埋設基準點。為了通過聯測驗證其穩定性,在一個區域內應至少埋設三個基準點,從基準點出發布設一至二個等級的高程控制網。首級網用精密水準儀進行觀測,次級網用低一級的水準測量,均按一定周期進行觀測,並用嚴密平差方法求得各觀測點的高程。某一觀測點由不同日期觀測結果求得的高程差,為該觀測點在此期間的沉降量。
地面水平位移觀測 工業建築場地、地下採掘地區、滑坡地區的地面水平位移,其方向可能是任意的,也可能發生在某一特定方向。對於任意方向的位移觀測,通常要布設高精度的變形控制網,變形網一般由基準點(埋設在變形影響範圍之外的穩定點)、工作基點(埋設在接近位移的地帶,由它觀測變形觀測點)、變形觀測點(直接埋設在位移地區,其點位隨地面位移而變化)組成。由基準點和工作基點組成首級變形控制網,工作基點與變形觀測點組成次級網。變形控制網按不同觀測對象和不同的觀測儀器可布設成測角網、測邊網、邊角網。在沒有固定點可利用的情況下,變形網則布設成自由網(全部控制點位於變形影響範圍以內)。對較複雜的網形,應在預定的工作量下進行最佳化設計。首級變形網複測周期較長,次級網複測周期較短。由各期觀測成果計算出的各觀測點坐標變化,可以計算各點的位移量,以反映各觀測期間地面水平位移情況。
對於岩層斷裂、滑坡地區任意方向的位移觀測,常布設跨越斷層的單三角形、大地四邊形、中點多邊形等圖形。由工作基點出發用測角或測距前方交會法觀測,位移值由比較不同觀測周期所測定的觀測點坐標求得。
特定方向的位移觀測常用基準線法,它是在垂直於欲測方向上埋設觀測點,以垂直於位移方向固定不變的鉛垂平面作為基礎面,定期用測小角法或活動覘標法測定觀測點的偏離,以計算位移值。20世紀60年代以來開始套用雷射準直的方法測定特定方向的位移。
觀測資料的整理和分析 目的是驗證變形是否存在和分析產生變形的原因,通常採用圖解法或解析法。圖解法是在計算各變形值後,以時間和變形值為參數繪製各種圖表,如等沉降曲線圖、水平位移矢量圖、應變圖等,進行位移矢量分析和應變分析以了解變形過程和發展趨勢。解析法套用統計檢驗方法,判別變形是否存在。套用回歸分析可定量的分析變形規律,並且可用來作變形預報,這對監視變形具有重要價值(見建築物變形觀測)。

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