建筑沉降2013課件

1、第一章第一章 概述概述一、學(xué)科分類(lèi) 測(cè)量學(xué)是研究地面點(diǎn)位的空間位置及其變化的一門(mén)科學(xué)。大地測(cè)量學(xué)攝影測(cè)量與遙感學(xué)工程測(cè)量學(xué)海洋測(cè)繪學(xué)地圖制圖學(xué)測(cè)繪學(xué)科等級(jí)控制測(cè)量城市規(guī)劃測(cè)量市政工程測(cè)量建筑變形與形變測(cè)量建筑工程測(cè)量精密工程測(cè)量隧道測(cè)量路線橋梁測(cè)量垂直位移（沉降）垂直位移（沉降）傾斜傾斜裂縫裂縫水平位移風(fēng)振變形等建筑工程上將建（構(gòu)）筑物垂直位移觀測(cè)稱之為沉降觀測(cè)。建筑變形建筑變形 在工程建設(shè)中 在使用過(guò)程中建筑物沉降建筑物位移建筑物撓曲建筑物傾斜 建筑物裂縫建建筑筑物物建筑物特點(diǎn) 工程地質(zhì)復(fù)雜 外界環(huán)境變化建筑物高大 建筑物荷載大 建筑物體形復(fù)雜 建筑物荷載不均勻砂質(zhì)土 淤泥 凍土、濕陷土等地

2、下水位變化 大氣溫度變化外界風(fēng)力變化 地震破壞 開(kāi)挖、堆載等其它外力2022-6-15建筑變形3距離、角度和高差，稱為基本觀測(cè)量。P16點(diǎn)與點(diǎn)之間的相對(duì)空間關(guān)系都可以根據(jù)這三個(gè)基本觀測(cè)量來(lái)確定。）1、距離：水平距離（平距）：位于同一水平面內(nèi)兩點(diǎn)之間的距離。傾斜距離（斜距）：不位于同一水平面內(nèi)兩點(diǎn)之間的距離。2、角度：水平角（）：同一水平面內(nèi)兩條直線之間的交角，圖中 ABC垂直角（） ： 同一豎直面內(nèi)傾斜線與水平線之間的交角，圖中 BA3、高差：兩點(diǎn)之間沿鉛垂線方向的距離，圖中h BA二、二、 基本觀測(cè)量基本觀測(cè)量BACCAHYX0hhBCBABCBCBABAABCBCBASSDD2022-6-

3、15建筑變形4三、測(cè)量的度量單位1、長(zhǎng)度單位：mm、m、km等2、角度單位：度分秒制、新度制、弧度制1)度分秒制 1圓周=360，1 = 60，1= 602)新度制 1圓周=400g（新度），1g=100c，1c=100cc3)弧度制圓心角的弧度為該角所對(duì)弧長(zhǎng)L與半徑R之比?；￠L(zhǎng)L等于半徑R的圓弧所對(duì)的圓心角稱為一個(gè)弧度。（P20，圖1-20）弧度與度分秒制的關(guān)系2=360 ， =180 / ，=180 /60=180 /60 60弧度（rad）與度分秒制的換算見(jiàn)P20P21。2022-6-15建筑變形5四、測(cè)量誤差的基本概念1、測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 P118有三個(gè)方面：儀器原因、人的原因、外界

4、環(huán)境的影響2、測(cè)量誤差的分類(lèi)、系統(tǒng)誤差：在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行一系列的觀測(cè)，如果出現(xiàn)的誤差在符號(hào)和數(shù)值上都相同，或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。、偶然誤差：在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行一系列的觀測(cè)，如果誤差出現(xiàn)的符號(hào)和數(shù)值大小都不相同，從表面上看沒(méi)有規(guī)律，這種誤差稱為偶然誤差。、粗差：由于觀測(cè)者的粗心或受某種干擾造成的特別大的測(cè)量誤差稱為粗差。2022-6-15建筑變形63、誤差處理原則 、采取”多余觀測(cè)“，可以檢驗(yàn)粗差和提高觀測(cè)成果的精度。有了多余觀測(cè)，觀測(cè)值之間必然產(chǎn)生矛盾（例如存在往返差、不符值、閉合差等），根據(jù)差值的大小可以評(píng)定測(cè)量的精度。差值達(dá)到一定程度，就認(rèn)

5、為觀測(cè)值中含有粗差（不屬于偶然誤差），稱為誤差超限，應(yīng)進(jìn)行重測(cè)；如不超限，則按照誤差的規(guī)律加以處理，例如，取平均值或閉合差的調(diào)整。 、對(duì)系統(tǒng)誤差：按其產(chǎn)生的原因和規(guī)律加以改正。例如鋼卷尺的尺長(zhǎng)改正、測(cè)距儀的加長(zhǎng)數(shù)、乘常數(shù)改正、溫度改正、儀器檢驗(yàn)校正、盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)取平均、水準(zhǔn)儀測(cè)高差時(shí)保持前后視距相等，等等。nm 2022-6-15建筑變形74、絕對(duì)誤差 在一定觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行n次觀測(cè)，設(shè)觀測(cè)值為 ，真值X與觀測(cè)值之間的差值（偶然誤差）稱為絕對(duì)誤差（與真值之差又可稱為真誤差）：5、測(cè)量精度的評(píng)定 5.1 測(cè)量次數(shù)很多時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)差 衡量測(cè)量精度 P121iiXl 123, , ,.,nl

6、l ll2limnn2022-6-15建筑變形85.2 對(duì)于有限次數(shù)的觀測(cè)結(jié)果 P122（1）中誤差：在一定觀測(cè)條件下，對(duì)某一觀測(cè)量進(jìn)行有限次觀測(cè)偶然誤差平方和的平均值的開(kāi)方稱為中誤差（m）： 式中：i= X li（2）相對(duì)中誤差：觀測(cè)值的中誤差與觀測(cè)值之比稱為相對(duì)中誤差。5.3極限誤差： 數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律，偶然誤差的絕對(duì)值大于2倍中誤差出現(xiàn)的概率約占5%，大于3倍中誤差出現(xiàn)的概率約占0.3%5.4允許誤差： 常以2倍中誤差作為偶然誤差的極限值，即允許誤差 允 = 2m2mn 2022-6-15建筑變形95.5觀測(cè)值的精度評(píng)定 P126 實(shí)際上觀測(cè)量的真值X值往往未知，則以觀測(cè)值的算術(shù)平均值 作為

7、最可靠的數(shù)值，稱為最或然值。 按觀測(cè)值的改正值 計(jì)算觀測(cè)值的中誤差m：x1iiivvmnvxll 式中：觀測(cè)值iv2022-6-15建筑變形102-1高程測(cè)量概述 P22無(wú)論是測(cè)繪地圖還是建設(shè)工程的設(shè)計(jì)和施工放樣、沉降觀測(cè)等，都必須測(cè)定（地面、建筑物）觀測(cè)點(diǎn)的高程。一、高程測(cè)量一、高程測(cè)量 方法：水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)高程測(cè)量（簡(jiǎn)稱GNSS高程測(cè)量）。 水準(zhǔn)測(cè)量是建設(shè)工程中高程測(cè)量的最常用的方法。二、水準(zhǔn)測(cè)量精度分級(jí)二、水準(zhǔn)測(cè)量精度分級(jí)建筑變形測(cè)量規(guī)范中水準(zhǔn)測(cè)量分級(jí)：特級(jí)、一、二、三級(jí)。工程測(cè)量規(guī)范將變形監(jiān)測(cè)等級(jí)分為一、二、三、四等。第二章第二章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量2022-6

8、-15建筑變形11三、大地水準(zhǔn)面的概念三、大地水準(zhǔn)面的概念2022-6-15建筑變形12 馬里亞納海溝 斐查茲海淵剖面圖高程為高程為 1100011000 m m2022-6-15建筑變形132、大地水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面北極 P南極 P赤 道海洋海洋陸 地自鉛垂線鉛垂線鉛垂線（a）地球自然表面（b）大地水準(zhǔn)面轉(zhuǎn)軸EQPPEQ112022-6-15建筑變形14 由于大地水準(zhǔn)面受地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻影響，是不規(guī)則曲面，無(wú)法用數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確描述和計(jì)算，也難以在其面上處理測(cè)量成果。PPEQO1UCG2022-6-15建筑變形15PPEQOba12022-6-15建筑變形16大 地水準(zhǔn) 面假定 高程起算面

9、平均海水面驗(yàn)潮站A點(diǎn)鉛垂線B點(diǎn)鉛垂線ABHHHHAABBABhA點(diǎn)水準(zhǔn)面B點(diǎn)水準(zhǔn)面四、地面點(diǎn)的高程四、地面點(diǎn)的高程絕對(duì)高程（又稱為海拔）：一點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。相對(duì)高程：一點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。標(biāo)高：建筑工地上常以建筑物地面層的設(shè)計(jì)地坪為高程零點(diǎn)。其它部位的高程均相對(duì)于地坪而言，稱為標(biāo)高。高差：兩點(diǎn)間絕對(duì)高程（或相對(duì)高程）之差。 hAB=HB-HA=HB-HA 2022-6-15建筑變形17高程系統(tǒng)高程系統(tǒng) 我國(guó)采用黃海平均海水面作為全國(guó)高程系統(tǒng)的基準(zhǔn)面，即我國(guó)采用的大地水準(zhǔn)面，在該面上的任一點(diǎn)，其高程為零（大地水準(zhǔn)面上絕對(duì)高程為零）。 1987年5月經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，啟用1985年國(guó)家

10、高程基準(zhǔn)，其起算點(diǎn)仍為1956年所用的青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，1985年的新高程值比1956年的舊高程值小0.0289米。2022-6-15建筑變形18測(cè)定平均海水面(高程為零)的驗(yàn)潮站2022-6-15建筑變形19吳淞高程系統(tǒng)吳淞高程系統(tǒng) 上海地區(qū)的高程系統(tǒng)歷來(lái)采用吳淞高程系。吳淞高程系起源于“吳淞零點(diǎn)”。 現(xiàn)采用寧滬佘山基巖點(diǎn)作為吳淞零點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。 吳淞高程系與黃海高程系的基面差 1956年黃海高程系，佘山水準(zhǔn)基點(diǎn)既有黃海高程（44.4350米），又有吳淞高程（46.0647米），兩者之差為1.6297米，即在上海地區(qū)吳淞高程系基面比1956年黃海高程系基面低1.6297米。 2022-6-15建筑

11、變形202-22-2水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量原理一、水準(zhǔn)測(cè)量的基本概念 P22 水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線，對(duì)豎立在兩地面點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上分別瞄準(zhǔn)和讀數(shù)，以測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。2022-6-15建筑變形21bbahAB A A、B B兩點(diǎn)間高差兩點(diǎn)間高差h hABAB為：為：ABahAB前進(jìn)方向前進(jìn)方向 A A點(diǎn)為點(diǎn)為后視點(diǎn)后視點(diǎn)，A A點(diǎn)尺上的讀數(shù)點(diǎn)尺上的讀數(shù)a a稱為稱為后視讀數(shù)后視讀數(shù)；B B點(diǎn)為點(diǎn)為前視點(diǎn)前視點(diǎn)，B B點(diǎn)尺上的讀數(shù)點(diǎn)尺上的讀數(shù)b b稱為稱為前視讀數(shù)前視讀數(shù)。高差等于等于后視讀數(shù)減去減去前視讀數(shù)。2022-6-15建筑變形22

12、A點(diǎn)為已知高程點(diǎn)，它的絕對(duì)高程為HA ，B點(diǎn)為待定高程點(diǎn)，a,b為水準(zhǔn)儀在兩根水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，則B點(diǎn)的高程HB= HA+（a-b），式中（a-b）=hAB稱為A點(diǎn)到B點(diǎn)的高差，則HB=HA+ hAB2022-6-15建筑變形23二、水準(zhǔn)面曲率對(duì)高差測(cè)量的影響二、水準(zhǔn)面曲率對(duì)高差測(cè)量的影響水準(zhǔn)面是一個(gè)曲面。實(shí)用上，把測(cè)站附近的一小塊水準(zhǔn)面當(dāng)作平面（水平面），其影響為h=S2/2R水準(zhǔn)面曲率對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響： 高差的定義：高差是分別通過(guò)兩點(diǎn)的水準(zhǔn)面間的鉛垂距離。hAB=a- b =（a- aa）-（b- bb） =a-b-(Da2-Db2) / 2R 水準(zhǔn)測(cè)量總是將水準(zhǔn)儀大致安置在前 、后兩尺 之

13、間（又稱為中間法水準(zhǔn)測(cè)量），即DaDb 故 按 hAB= a- b = a- b 是正確的 2022-6-15建筑變形24三、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量三、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量 當(dāng)待定高程點(diǎn)離已知高程點(diǎn)較遠(yuǎn)，或高差較大，或不能通視，不能一站測(cè)定兩點(diǎn)間的高差時(shí)，采用連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行高程傳遞，即多站水準(zhǔn)測(cè)量，又稱路線水準(zhǔn)測(cè)量（P24，圖2-3）。 轉(zhuǎn)點(diǎn)：在水準(zhǔn)路線中加設(shè)的若干個(gè)臨時(shí)立尺點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，常用TP表示。轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)穩(wěn)固，且應(yīng)有突出的頂點(diǎn)，水準(zhǔn)尺立直時(shí)能自由旋轉(zhuǎn)。 11()nnABiiiiihhab2022-6-15建筑變形25AHACHChAC大地水準(zhǔn)面D1000mTP1TP4TP3h1TP2進(jìn)行方向h22.

14、4240.558A1.9011.1081.9550.740h32.2870.771h40.5332.467h52022-6-15建筑變形262-32-3水準(zhǔn)尺和水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)尺和水準(zhǔn)儀1、水準(zhǔn)尺 : 種類(lèi)很多，是用來(lái)讀數(shù)的。材料：木制，鋁合金，玻璃鋼等單面尺、雙面尺（紅黑面）等。還有因瓦合金帶水準(zhǔn)尺，條紋碼水準(zhǔn)尺。2022-6-15建筑變形27水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀2、水準(zhǔn)儀按精度：分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。按置平方式：分為水準(zhǔn)氣泡式和自動(dòng)安平式?，F(xiàn)代電子水準(zhǔn)儀利用光電掃描條形碼水準(zhǔn)尺進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)，其置平方式也是自動(dòng)安平式。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀（又稱電子水準(zhǔn)儀）。D

15、S05精密水準(zhǔn)儀 徠卡DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀2022-6-15建筑變形28微傾水準(zhǔn)儀微傾水準(zhǔn)儀借助于微傾螺旋獲得水平視線的一種常用水準(zhǔn)儀。圓水準(zhǔn)器粗平，讀數(shù)前調(diào)微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡精確居中，使視線水平。微傾置平系統(tǒng)： 微傾螺旋 管水準(zhǔn)器 符合棱鏡水準(zhǔn)氣泡觀察鏡2022-6-15建筑變形29微傾水準(zhǔn)儀微傾水準(zhǔn)儀 微傾的精密水準(zhǔn)儀同普通水準(zhǔn)儀比較，前者管水準(zhǔn)器的分劃值小、靈敏度高，望遠(yuǎn)鏡的放大倍率大，明亮度強(qiáng)，儀器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,特別是望遠(yuǎn)鏡與管水準(zhǔn)器之間的聯(lián)接牢固,裝有光學(xué)測(cè)微器，并配有精密水準(zhǔn)標(biāo)尺，以提高讀數(shù)精度。符合棱鏡的設(shè)置符合棱鏡的觀察窗口氣泡居中氣泡未居中2022-6-15建筑變形30自動(dòng)

16、安平水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 借助于自動(dòng)安平補(bǔ)償器獲得水平視線的一種水準(zhǔn)儀。它的特點(diǎn)主要是當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量?jī)A斜時(shí),補(bǔ)償器在重力作用下對(duì)望遠(yuǎn)鏡作相對(duì)移動(dòng),從而能自動(dòng)而迅速地獲得視線水平時(shí)的標(biāo)尺讀數(shù)。 這種儀器較微傾水準(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定，尤其在多風(fēng)和氣溫變化大的地區(qū)作業(yè)更為顯著。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)1.沒(méi)有水準(zhǔn)管和微傾螺旋，望遠(yuǎn)鏡和支架連成一體；2.測(cè)量時(shí)，只需根據(jù)圓水準(zhǔn)器粗平儀器，視線的精平由補(bǔ)償器完成。2022-6-15建筑變形312022-6-15建筑變形32激光水準(zhǔn)儀激光水準(zhǔn)儀 激光水準(zhǔn)儀 利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)，使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光

17、束。 在施工測(cè)量和大型構(gòu)件裝配中，常用激光水準(zhǔn)儀建立水平面或水平線。 2022-6-15建筑變形33電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀，是目前最先進(jìn)的水準(zhǔn)儀：配合專門(mén)的條碼水準(zhǔn)尺，通過(guò)儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng)，自動(dòng)獲取水準(zhǔn)尺的條碼讀數(shù)，不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測(cè)繪作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人為的主觀讀數(shù)誤差，提高測(cè)量精度和效率。一類(lèi)：人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦。標(biāo)尺條碼一方面被成象在望遠(yuǎn)鏡分化板上，供目視觀測(cè)，另一方面通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成象在光電傳感器（又稱探測(cè)器）上，即線陣CCD器件上，供電子讀數(shù)。另一類(lèi)：具有自動(dòng)調(diào)焦功能的高端數(shù)字水準(zhǔn)儀。獨(dú)特的瞄準(zhǔn)鏡幫助水準(zhǔn)標(biāo)尺的快速、

18、準(zhǔn)確照準(zhǔn)。消除了數(shù)字水準(zhǔn)儀經(jīng)常存在的由于未正確調(diào)焦而造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確性 。2022-6-15建筑變形34水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀（1）水準(zhǔn)儀的等級(jí)： 用DS05,DS1, DS3表示，DS表示“大地”、“水準(zhǔn)儀”，下標(biāo)表示其精度，以mm計(jì)，即每千米水準(zhǔn)測(cè)量（往返測(cè)）的高差中誤差。DSZ則表示為自動(dòng)安平式。 (2) 水準(zhǔn)儀的構(gòu)造及其作用 P26 望遠(yuǎn)鏡：用來(lái)瞄準(zhǔn)目標(biāo)。目鏡看讀十字絲，物鏡看清目標(biāo)（水準(zhǔn)尺）。 水準(zhǔn)管：氣泡居中-視線水平。 基座：支撐儀器，和腳架連接，其上有制動(dòng)螺絲、微動(dòng)螺絲、微傾螺絲。 2022-6-15建筑變形35目鏡調(diào)焦環(huán)缺口和準(zhǔn)星物鏡調(diào)焦螺旋水平方向微動(dòng)螺旋圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)管微傾螺旋腳

19、螺旋氣泡符合觀察鏡2022-6-15建筑變形36（3 3）望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像和瞄準(zhǔn)原理）望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像和瞄準(zhǔn)原理 望遠(yuǎn)鏡由目鏡、目鏡調(diào)焦螺旋、十字絲分劃板和物鏡、物鏡調(diào)焦螺旋組成。物象通過(guò)物鏡進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡，再通過(guò)調(diào)焦透鏡使物象落在十字絲分劃板上，物象和十字絲一起經(jīng)過(guò)目鏡放大就是我們所看到的經(jīng)過(guò)放大的物象。測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)v一般為20倍以上。V=/ 2022-6-15建筑變形37視差：當(dāng)觀測(cè)者的眼睛作移動(dòng)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)目標(biāo)像與十字絲之間有相對(duì)移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為視差。視差是物象沒(méi)有落在十字絲分劃板上造成的，應(yīng)當(dāng)消除。消除視差：先旋動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲十分清晰，然后轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)

20、像（水準(zhǔn)尺上刻劃和注記）十分清晰，上下移動(dòng)眼睛，如果目標(biāo)像與十字絲之間無(wú)相對(duì)位移，則視差已消除，否則，重新進(jìn)行物鏡調(diào)焦，直至兩者無(wú)相對(duì)移動(dòng)為止。視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)連線，稱為視準(zhǔn)軸。 12313123(a)(b)2022-6-15建筑變形38（4 4）水準(zhǔn)器及其靈敏度）水準(zhǔn)器及其靈敏度A、水準(zhǔn)管：水準(zhǔn)管的軸線是過(guò)水準(zhǔn)管零點(diǎn)圓弧的切線（P29）。當(dāng)氣泡中點(diǎn)與水準(zhǔn)管零點(diǎn)重合時(shí)稱氣泡居中，即視線水平。水準(zhǔn)管分劃值 =2mm/R 表示。式中2mm是水準(zhǔn)管刻劃間隔，R是水準(zhǔn)管曲面的半徑， 是一個(gè)弧度的秒數(shù)，其值為180*60*60/=206265分劃值可理解為每2mm弧長(zhǎng)的圓心角（秒），一般為6

21、 30 表示為 6 /2mm30 /2mm, 越小，置平精度越高。2mm01212R 2022-6-15建筑變形39B B、圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器 圓水準(zhǔn)器：其軸線是零點(diǎn)和其軸心的連線。 當(dāng)氣泡居中時(shí)，儀器旋轉(zhuǎn)軸大致處于鉛垂位置。用于粗略整平儀器。1324412022-6-15建筑變形403 3、水準(zhǔn)氣泡式水準(zhǔn)儀的使用、水準(zhǔn)氣泡式水準(zhǔn)儀的使用 安放、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)。 （1）安放：水準(zhǔn)儀安放在三腳架上，旋緊連接螺絲，移動(dòng)腳架使架頭大致水平。（P30圖2-15） （2）粗平：旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋，使氣泡居中（左手拇指法則）。 （P31圖2-16） （3）瞄準(zhǔn)：通過(guò)望遠(yuǎn)鏡上的瞄準(zhǔn)器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)整目鏡、物

22、鏡對(duì)光螺絲，消除視差，用微動(dòng)螺旋精確瞄準(zhǔn)。 （4）精平：符合氣泡是一個(gè)長(zhǎng)水準(zhǔn)管經(jīng)棱鏡折射后成為兩個(gè)半圓形影像，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使長(zhǎng)氣泡居中（兩個(gè)半圓形影像對(duì)齊）。 （P31圖2-18） （5）讀數(shù)：用十字絲的中橫絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。水準(zhǔn)尺分劃值為1cm,估讀其1/10為1mm，共4位讀數(shù)，例如(P31圖2-17)1575. 2022-6-15建筑變形41用連接螺旋把儀器固定在三腳架上，固定兩個(gè)架腿，動(dòng)第三個(gè)架腿，使三腳架架頭大致水平。2022-6-15建筑變形42根據(jù)圓水準(zhǔn)器用腳螺旋整平儀器（左手拇指法則）粗平粗平123321使氣泡向右移動(dòng)使氣泡向前移動(dòng)2022-6-15建筑變形43 物鏡的作用

23、：使目標(biāo)成象。 目鏡的作用：使十字絲和目標(biāo)象放大。 十字絲固定。為了使儀器適用于不同視力的人旋轉(zhuǎn)目鏡可以使其前后移動(dòng)，稱為 目鏡調(diào)焦。 轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲平面上，稱為 物鏡調(diào)焦。 消除視差。瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)2022-6-15建筑變形44(a)(b)(c)氣泡居中氣泡未居中微傾螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向精平（用微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡符合）2022-6-15建筑變形45 a79 bc讀數(shù)讀數(shù) 07450745讀數(shù)讀數(shù) 62546254讀數(shù)讀數(shù) 153515352022-6-15建筑變形462-42-4、水準(zhǔn)測(cè)量的方法與成果整理、水準(zhǔn)測(cè)量的方法與成果整理 1、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線 水準(zhǔn)點(diǎn)：是用水

24、準(zhǔn)測(cè)量方法求得的高程點(diǎn)。BMA、HA分別表示水準(zhǔn)點(diǎn)A（點(diǎn)名）及其高程。 水準(zhǔn)路線：在水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過(guò)的路線稱為水準(zhǔn)路線，分為閉合水準(zhǔn)路線，附合水準(zhǔn)路線，支水準(zhǔn)路線。 2、水準(zhǔn)測(cè)量的方法：雙面尺法、兩次儀器高法。 2022-6-15建筑變形473 3、水準(zhǔn)測(cè)量成果整理、水準(zhǔn)測(cè)量成果整理（1）高差閉合差計(jì)算： 高差閉合差fh=測(cè)量高差-理論（已知）高差= h測(cè) -h理 允許閉合差 fh允 ：是檢查測(cè)量質(zhì)量的一個(gè)限差。它是由觀測(cè)條件決定的。 不同精度等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量所要求的允許閉合差不同，是在研究誤差產(chǎn)生的規(guī)律和實(shí)際工作中的要求而提出來(lái)的。 例如：沉降觀測(cè)（用水準(zhǔn)測(cè)量方法），建設(shè)部建筑變形

25、測(cè)量規(guī)范JGJ 8-2007的二級(jí)精度，規(guī)定滿足精度f(wàn)h允 1.0 （mm） （n為測(cè)站數(shù)）; 工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2007三等精度垂直位移監(jiān)測(cè)fh允 0.6 （mm） 。 nnnn2022-6-15建筑變形48A A、閉合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線 從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMA出發(fā)，沿各待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原出發(fā)點(diǎn)BMA的環(huán)形路線，稱為閉合水準(zhǔn)路線。 h理=0 閉合環(huán)高差閉合差 fh=h測(cè) -h理= hi 要求fh 所選等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量閉合差的允許值fh允。 BMAh1h2h3h4h512342022-6-15建筑變形49B B、附合水準(zhǔn)路線：附合水準(zhǔn)路線： 從已

26、知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMBMA A出發(fā)，沿待定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)C C、D D、E E進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMBMB B所構(gòu)成的水準(zhǔn)路線，稱為附合水準(zhǔn)路線。如下圖所示 h理=H終-H始 fh= h測(cè)-(HBMB-HBMA)BMABMBh1h2h3h4CDE2022-6-15建筑變形50C C、支水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線 C、支水準(zhǔn)路線 fh= h往 + h返 M1TP1TP2TP3BM1TP1TP2TP32022-6-15建筑變形51（2 2）高差閉合差的分配和高程計(jì)算）高差閉合差的分配和高程計(jì)算 按測(cè)站數(shù)或距離成正比例的原則，將高差閉合差反其符號(hào)進(jìn)行分配，以改正水準(zhǔn)路線上每?jī)牲c(diǎn)間的高差

27、，使?jié)M足理論值。最后按改正后的高差計(jì)算各待定點(diǎn)的高程。 對(duì)于支水準(zhǔn)路線，還應(yīng)取改正后往返測(cè)高程值的平均值作為各待定點(diǎn)的高程。 2022-6-15建筑變形522-5 2-5 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)是沒(méi)有水準(zhǔn)管和微傾螺旋，而只需要根據(jù)圓水準(zhǔn)器粗平，此時(shí)，視準(zhǔn)軸盡管還有微小的傾斜，但可借助于一種利用重力的補(bǔ)償器，依然能用十字絲橫絲，讀出相當(dāng)于視準(zhǔn)軸水平時(shí)的尺上讀數(shù)。它是一種操作比較方便，有利于提高觀測(cè)速度的儀器。 物鏡a(b)aa水準(zhǔn)尺(a)cfcd補(bǔ)償器bb十字絲2022-6-15建筑變形531、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償原理：如上圖所示 ,當(dāng)f*=d*時(shí)即能達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

28、2、 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)利用重力的補(bǔ)償器使視線精平。補(bǔ)償器是由一組補(bǔ)償器棱鏡和一組轉(zhuǎn)向棱鏡組成。2022-6-15建筑變形543、 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用： 操作步驟：安放-粗平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù) 有的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀有一補(bǔ)償器檢查按鈕。輕按補(bǔ)償器按鈕，觀察目鏡視場(chǎng)中水準(zhǔn)尺成像相對(duì)于十字絲是否有均勻的浮動(dòng)，由于有阻尼的存在對(duì)重?cái)[起作用，這種活動(dòng)能迅速靜止下來(lái)，證明補(bǔ)償器狀態(tài)正常 有的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是靠摩擦制動(dòng)的，只有水平微動(dòng)螺旋。 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償鏡是用懸絲吊住的，故應(yīng)盡量減少震動(dòng)。2022-6-15建筑變形552-6 2-6 精密水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)尺 1、精密水準(zhǔn)尺：精

29、密水準(zhǔn)尺的分劃印刷在因瓦合金鋼帶上，鋼帶以一定的拉力被引張?jiān)谀举|(zhì)(或鋁合金)尺身的凹槽內(nèi)，因瓦合金鋼帶溫度系數(shù)小，尺長(zhǎng)準(zhǔn)確而穩(wěn)定。 精密水準(zhǔn)尺的分劃值一般為1cm,也有0.5cm的，精密水準(zhǔn)尺的鋼帶上印刷有基本分劃和輔助分劃，其常數(shù)差多數(shù)為301.55cm.稱為基輔差，又稱尺常差2022-6-15建筑變形562 2、精密水準(zhǔn)儀、精密水準(zhǔn)儀(1)望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)較大，則瞄準(zhǔn)精度高，視距可以放長(zhǎng)。(2)水準(zhǔn)管靈敏度高（分劃較?。?，儀器置平精度高。蘇光 DSZ2+FS1自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀.放大倍數(shù)（32）不夠大，視距不宜過(guò)長(zhǎng)，一般應(yīng)控制在30-40m左右。2022-6-15建筑變形572022-6-15

30、建筑變形58WILD N3 精密水準(zhǔn)儀2022-6-15建筑變形59 (3) 光學(xué)精密水準(zhǔn)儀的最大特點(diǎn)是有平行玻璃板測(cè)微裝置，其作用是提高讀數(shù)精度，如下圖所示，當(dāng)視線水平時(shí)，也就是平行玻璃板處于垂直狀態(tài)時(shí)，可以在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)1465或1466，而且第四位(mm)是估讀的，這時(shí)我們可以 輕動(dòng)測(cè)微螺旋，使得平行玻璃板狀態(tài)（角度）改變，直至十字絲上的楔形絲夾住水準(zhǔn)尺上的整分劃146,同時(shí)分微尺移動(dòng)，而且視線移動(dòng)量恰好等于分微尺的移動(dòng)量，也就是說(shuō)，視線移動(dòng)量在分微尺上反映出來(lái)，只是方向相反。2022-6-15建筑變形60平行玻璃板測(cè)微裝置圖平行玻璃板測(cè)微裝置圖2022-6-15建筑變形61（4 4）自

31、動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀的使用）自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀的使用 蘇光DSZ2與FS1 使用：用腳架和腳螺旋使圓氣泡居中 目鏡對(duì)光看清十字絲瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺方向物鏡對(duì)光看清水準(zhǔn)尺消除視差旋微動(dòng)螺旋使水準(zhǔn)尺處于十字絲豎絲左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋用十字絲的鍥形絲夾住一個(gè)基本分劃，并讀該整分劃的讀數(shù)(cm)從測(cè)微器讀數(shù)鏡里讀分微尺讀數(shù)(直讀0.1mm,可估讀0.01mm)調(diào)整水平微動(dòng)螺旋用楔形絲夾住尺上的輔助分劃，讀取水準(zhǔn)尺上和測(cè)微尺的讀數(shù)（右圖）。 2022-6-15建筑變形622022-6-15建筑變形63WILD N3 WILD N3 精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀1321341361381400510123456789101112

32、1314完整讀數(shù): 194368測(cè)微器讀數(shù): 368水準(zhǔn)尺讀數(shù):19402221261819171431210982022-6-15建筑變形642.7 2.7 電子水準(zhǔn)儀和條碼水準(zhǔn)尺電子水準(zhǔn)儀和條碼水準(zhǔn)尺（電子水準(zhǔn)儀又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀） 電子水準(zhǔn)儀功能： 具有自動(dòng)安平功能；自動(dòng)顯示水平視線讀數(shù)和視距； 通過(guò)物鏡獲取水準(zhǔn)尺圖象，通過(guò)儀器的圖像處理系統(tǒng)，將圖象信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示，和數(shù)據(jù)記錄；能與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。 因此，基本避免了人為的觀測(cè)誤差(視差、水準(zhǔn)器精平誤差、瞄準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差和記錄差錯(cuò)）。2022-6-15建筑變形652-8 2-8 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正 1、水準(zhǔn)儀的軸線及

33、其應(yīng)滿足的條件 四條軸線： 視準(zhǔn)軸CC1 水準(zhǔn)管軸LL1 圓水準(zhǔn)軸LL1 儀器旋轉(zhuǎn)軸V V1 應(yīng)滿足條件：（1）圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸（2）橫絲垂直于縱軸（3）水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸 2022-6-15建筑變形662 2、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正 P40P40（1）圓水準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正 目的：使圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸 檢驗(yàn)：旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)180,如 果 氣 泡 偏 于 一 邊 ， 則 說(shuō) 明LL1不平行于V V1，需校正。 校正：轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡向中心移動(dòng)一半，再用校正針撥圓水準(zhǔn)器底下的三個(gè)校正螺絲（DSZ2水準(zhǔn)儀只有兩個(gè)校正螺絲，位于基座上面），使氣泡居中。

34、(a)(b)(c)(d)LVLVLV LV2132441圓水準(zhǔn)器校正螺絲(4)2022-6-15建筑變形67（2）十字絲的檢驗(yàn)和校正 目的：儀器整平后，使橫絲垂直于儀器縱軸。 檢驗(yàn)：整平儀器后，用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)一個(gè)明顯點(diǎn)p,左右微調(diào)望遠(yuǎn)鏡，若p點(diǎn)離開(kāi)橫絲，則需校正。 校正：松開(kāi)十字絲組的固定螺絲，反向轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲組，再檢驗(yàn)旋緊固定螺絲。 2022-6-15建筑變形68 (3) 水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正 目的：使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸 檢驗(yàn)：設(shè)水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，它們之間的交角稱為i角。 （故視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸的校正也稱為i角的校正。） i角10 ”則應(yīng)進(jìn)行校正 校正： A、校正水準(zhǔn)

35、管方法校正i角（P44） 。 B、校正十字絲 （P45）。2022-6-15建筑變形69自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)本條件的方法是相同的，由于沒(méi)有水準(zhǔn)管，所以i角大時(shí)，只能校正十字絲，其校正較為簡(jiǎn)單：靠近目鏡端的望遠(yuǎn)鏡筒裝有十字絲環(huán)，底下有一彈簧筒，上方的十字絲校正螺絲將十字絲環(huán)壓緊，就可以使十字絲的橫絲上下移動(dòng)，以達(dá)到校正的目的。 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀i角更易變化，應(yīng)按規(guī)范的要求經(jīng)常校驗(yàn)，同時(shí)，要注意其正負(fù)號(hào)。 電子水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正按產(chǎn)品說(shuō)明電子水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。書(shū)進(jìn)行。2022-6-15建筑變形703 3、 i i角檢驗(yàn)校正實(shí)例（原理角檢驗(yàn)校正實(shí)例（原理P47P47）（1）檢測(cè)計(jì)算值：

36、見(jiàn)水準(zhǔn)儀i角檢驗(yàn)記錄表（2）校正：A 、 計(jì) 算 a2尺 上 的 正 確 讀 數(shù) a2 = a2- i*20.6*1000*2/206265=1457.1-（-3.6）=1460.7 mmB、 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器，使測(cè)微器讀數(shù)為07C、然后調(diào)節(jié)校正螺絲使十字絲鍥形絲夾住水準(zhǔn)尺上刻劃線146 cmD、復(fù)測(cè)一次i角，作好記錄計(jì)算，直至i角符合要求 。2022-6-15建筑變形722-8 2-8 水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析與注意事項(xiàng)水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析與注意事項(xiàng) P54P541、儀器軸系誤差：由軸線間條件不能?chē)?yán)格滿足引起。 i角誤差，使用前應(yīng)檢驗(yàn)校正；工作中一個(gè)測(cè)站點(diǎn)，若保持前后視距相等，則可抵消i角的影響，同時(shí)也可消除

37、水準(zhǔn)面曲率對(duì)高差測(cè)定的影響。2、置平誤差：水準(zhǔn)管氣泡沒(méi)有精確居中引起的誤差，無(wú)法抵消，工作中應(yīng)嚴(yán)密整平。 例如，=20“/2mm，視線長(zhǎng)50m，氣泡偏0.5格，則由于水準(zhǔn)管不居中引起的誤差為0.5*20/206265*50*103=2.4 mm。2022-6-15建筑變形733、水準(zhǔn)尺傾斜：水準(zhǔn)尺必須垂直，轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)穩(wěn)固且有最高點(diǎn)。4、水準(zhǔn)儀下沉：儀器應(yīng)安置在堅(jiān)實(shí)的地面上。當(dāng)測(cè)站安置在松軟地面上時(shí)，儀器下沉，應(yīng)踩實(shí)腳架，盡量加快觀測(cè)速度，每一站觀測(cè)順序?yàn)椋骸昂?前-前-后”。5、外界環(huán)境影響：大氣折光的影響，日光和風(fēng)力的影響，大風(fēng)不能測(cè)，避免下雨觀測(cè)，強(qiáng)烈陽(yáng)光下應(yīng)打傘。其它注意事項(xiàng)：儀器安置、搬站

38、應(yīng)注意儀器安全，人不離開(kāi)儀器，記錄不能擦改，如改應(yīng)注明錯(cuò)誤原因。2022-6-15建筑變形74第三章 角度測(cè)量3-1 水平角及垂直角觀測(cè)原理 P57一、水平角觀測(cè)原理： 水平角的定義通過(guò)兩直線所作的鉛垂面間的二面角為該兩直線間的水平角（如右圖所示）。 水平度盤(pán)順時(shí)針刻有0360的刻度，瞄準(zhǔn)A方向讀數(shù)a，瞄準(zhǔn)C方向讀數(shù)c，則水平角=c-a。2022-6-15建筑變形75 用于測(cè)量水平角的儀器，必須具備一個(gè)能置于水平位置的刻度盤(pán)（稱為水平度盤(pán)），且水平度盤(pán)的中心位于水平角頂點(diǎn)的鉛垂線上。 為了能瞄準(zhǔn)高低遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)，儀器上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。 經(jīng)緯儀就是根據(jù)上

39、述基本要求設(shè)計(jì)制造的測(cè)角儀器。2022-6-15建筑變形76二、垂直角觀測(cè)的基本概念二、垂直角觀測(cè)的基本概念 垂直角的定義在同一鉛垂面內(nèi)，某方向的視線與水平線的夾角。其角值為090。 水平線以上的稱為仰角，角值為正；水平線以下的稱為俯角，角值為負(fù)。 天頂鉛垂線水平線ACAZCZABC天頂距天頂距視線與鉛垂線的夾角 ZZ = 0 180B2022-6-15建筑變形773-2 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù) 一、經(jīng)緯儀的等級(jí)及用途 經(jīng)緯儀分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩類(lèi). 光學(xué)經(jīng)緯儀利用幾何光學(xué)的放大、反射、折射等原理進(jìn)行讀盤(pán)讀數(shù)。電子經(jīng)緯儀則利用物理光學(xué)、電子學(xué)和光電轉(zhuǎn)換等原理顯示讀盤(pán)讀數(shù)。 經(jīng)緯儀的

40、型號(hào)按其精度分為DJ1、DJ2、DJ6等級(jí)別，D、J分別代表“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”。下注腳表示該級(jí)別經(jīng)緯儀的精度；1、2、6分別為該級(jí)經(jīng)緯儀一方向一測(cè)回測(cè)角中誤差的秒數(shù)。 2022-6-15建筑變形78T2經(jīng)緯儀（2“級(jí)） 蘇州光學(xué)儀器廠DJD系列電子經(jīng)緯儀 （2級(jí)和6級(jí)）二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀總體由三部分組成，即基座、水平度盤(pán)、照準(zhǔn)部。(P59，圖3-3)2022-6-15建筑變形80三、三、DJDJ6 6光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀（一）基座部分：角螺旋用于整平儀器，圓水準(zhǔn)器用于粗平，基座底板連接照準(zhǔn)部與腳架（二）照準(zhǔn)部部分：構(gòu)件有平盤(pán)水準(zhǔn)管、對(duì)中器、支架、橫軸、垂直度盤(pán)、望

41、遠(yuǎn)鏡、度盤(pán)讀數(shù)鏡（三）度盤(pán)部分：水平、垂直度盤(pán)水平度盤(pán)：安裝在縱軸套外圍,也可以旋轉(zhuǎn).垂直度盤(pán)：與橫軸固連，以橫軸為中心隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。2022-6-15建筑變形81四、四、DJDJ2 2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀 DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀和DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造基本相同（圖3-10），其不同點(diǎn)如下：1、讀數(shù)精度高。直讀到秒，估讀到秒的小數(shù)。2、望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)大，瞄準(zhǔn)精度高；水準(zhǔn)管分劃值小，則儀器置平精度高。3、DJ2經(jīng)緯儀采用重合讀數(shù)法，即所讀讀數(shù)為水平度盤(pán)上對(duì)徑相差180處兩個(gè)讀數(shù)的平均值，借以消除照準(zhǔn)部偏心誤差。4、DJ2經(jīng)緯儀有一度盤(pán)（水平、垂直）位置變換輪，借以控制在讀數(shù)窗中分別看到水平度盤(pán)或

42、豎盤(pán)的影像。5、設(shè)置雙光楔測(cè)微器：分為固定光楔和活動(dòng)光楔。6.讀數(shù)方法：見(jiàn)P65，圖3-112022-6-15建筑變形82蘇光蘇光J J2 2-1-1型光學(xué)經(jīng)緯儀型光學(xué)經(jīng)緯儀2022-6-15建筑變形832022-6-15建筑變形84激光光學(xué)經(jīng)緯儀激光光學(xué)經(jīng)緯儀 J2-JDE是在J2-2光學(xué)經(jīng)緯儀上引入半導(dǎo)體激光器，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)射。激光束與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸保持同軸、同焦。因此，該儀器除具備光學(xué)經(jīng)緯儀的所有功能外，還提供一條可見(jiàn)的激光束，十分便利于工程施工。該儀器還配置了雙彎管目鏡，便于使用者觀測(cè)天頂方向。若不使用激光，仍可作一般2光學(xué)經(jīng)緯儀使用。 2022-6-15建筑變形853-3 水平角觀測(cè)

43、P63P63一、經(jīng)緯儀安置（一）對(duì)中與整平： 對(duì)中：將經(jīng)緯儀的縱軸對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。 整平：目的是使經(jīng)緯儀的縱軸鉛垂。2022-6-15建筑變形86 2022-6-15建筑變形872、光學(xué)對(duì)中：對(duì)中和整平同時(shí)完成，對(duì)中精度1mm。 （1）將經(jīng)緯儀安置在測(cè)站點(diǎn)的上方，轉(zhuǎn)動(dòng)光學(xué)對(duì)中器目鏡調(diào)焦螺旋，使對(duì)中標(biāo)志（小圓圈或十字絲）清晰，轉(zhuǎn)動(dòng)（或伸縮）物鏡調(diào)焦螺旋，使地面點(diǎn)清晰。并使三腳架架頭大致水平，目估初步對(duì)中。 （2）旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使地面上的測(cè)站點(diǎn)的像位于對(duì)中標(biāo)志中心。此時(shí)基座上的圓水準(zhǔn)氣泡未居中。 （3）伸縮三腳架使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，完成粗平。再旋轉(zhuǎn)腳螺旋使長(zhǎng)水準(zhǔn)管在相互垂直的兩個(gè)方向上氣泡都居中（精平）

44、。 （4）從光學(xué)對(duì)中器中檢查對(duì)中情況，如果尚未對(duì)中，可略松連接螺絲，使儀器在架頭上作微小平移（不能轉(zhuǎn)動(dòng)），達(dá)到精確對(duì)中。 2022-6-15建筑變形88光學(xué)對(duì)中器的結(jié)構(gòu)：744. 對(duì)中器物鏡5. 調(diào)焦透鏡6. 調(diào)焦環(huán)7. 對(duì)中器目鏡8. 對(duì)中器分劃板1.反射棱鏡2.水平度盤(pán)3.儀器縱軸123456782022-6-15建筑變形89123氣泡向后移動(dòng)居中氣泡向后移動(dòng)居中（二）整平用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中。一測(cè)回觀測(cè)中，不得再調(diào)氣泡。氣泡向右移動(dòng)居中氣泡向右移動(dòng)居中1232022-6-15建筑變形90二、目標(biāo)點(diǎn)上的照準(zhǔn)標(biāo)志及瞄準(zhǔn)方法二、目標(biāo)點(diǎn)上的照準(zhǔn)標(biāo)志及瞄準(zhǔn)方法 照準(zhǔn)標(biāo)志

45、或房角，用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)。方法和步驟：（1）目鏡調(diào)焦：目鏡調(diào)焦，看清十字絲。（2）粗瞄目標(biāo)：先用瞄準(zhǔn)器（缺口、準(zhǔn)星）對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，先外后內(nèi)。（3）物鏡調(diào)焦：看清目標(biāo)（4）消除視差（5）精確瞄準(zhǔn)（各種不同形式的測(cè)量標(biāo)志）2022-6-15建筑變形91三、水平角觀測(cè)方法三、水平角觀測(cè)方法 常用的水平角觀測(cè)方法有測(cè)回法和方向觀測(cè)法兩種。（一）測(cè)回法 1、基本概念：測(cè)回法即用盤(pán)左、盤(pán)右兩個(gè)位置觀測(cè)水平角。2C值：一個(gè)測(cè)回中，同一方向的盤(pán)左、盤(pán)右水平讀數(shù)之差，2C=左-（右180）2、觀測(cè)步驟（P67圖3-18）：（1）瞄準(zhǔn)目標(biāo)C讀數(shù)C左（2）松開(kāi)制動(dòng)螺絲，瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀數(shù)A左，則盤(pán)左位置所得半測(cè)回角值為左=

46、 A左-C左（3）倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀數(shù)A右（4）瞄準(zhǔn)目標(biāo)C讀數(shù)C右，則盤(pán)右位置所得半測(cè)回角值為右= A右-C右（5）一測(cè)回觀測(cè)結(jié)果= （左+右）/ 23、記錄計(jì)算（P67表3-2）2022-6-15建筑變形922022-6-15建筑變形93第第2 2方向方向ACB第第1 1方向方向b水平角觀測(cè)記錄（測(cè)回法）表中盤(pán)右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時(shí)，應(yīng) 加360后再減。B左AC 010302143342右AC214231221422542142303測(cè)站測(cè)站豎盤(pán)豎盤(pán)位置位置目標(biāo)目標(biāo)水平度盤(pán)水平度盤(pán)讀讀 數(shù)數(shù)半測(cè)回角值半測(cè)回角值一測(cè)回一測(cè)回平均角值平均角值18011183434122022-6-1

47、5建筑變形94（二）方向觀測(cè)法（二）方向觀測(cè)法1、在一個(gè)測(cè)站上觀測(cè)2個(gè)及2個(gè)以上的角度時(shí)，可采用方向觀測(cè)法觀測(cè)水平方向值。相鄰兩個(gè)方向的方向值之差即為該兩方向間的水平角。2、當(dāng)需要觀測(cè)的水平方向超過(guò)3個(gè)時(shí)。則依次觀測(cè)各個(gè)目標(biāo)方向值后，還要轉(zhuǎn)到第一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行第二次觀測(cè)，稱為“歸零歸零”。此時(shí)的方向觀測(cè)法整整旋轉(zhuǎn)了一個(gè)圓周，所以又稱為全圓方向法全圓方向法。3、觀測(cè)與記錄計(jì)算（P68，圖3-19；表3-3）（1）盤(pán)左位置：順時(shí)針依次瞄準(zhǔn)各目標(biāo)讀數(shù)，歸零“半測(cè)回歸零差”（2）盤(pán)右位置：逆時(shí)針依次瞄準(zhǔn)各目標(biāo)讀數(shù)，歸零“半測(cè)回歸零差”（3）檢驗(yàn)計(jì)算同一測(cè)回2C值變化范圍（J2級(jí)13） 、同一方向各測(cè)回互差

48、（4）方向值：如歸零差、2C值變化范圍均合格，每個(gè)方向都取盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的平均值，稱為方向值。 例如，目標(biāo)A的方向值=a左+(a右180) / 2（5）如需要觀測(cè)多個(gè)測(cè)回，則將各測(cè)回間水平度盤(pán)的位置改變180 /n重復(fù)（1）（4）。2022-6-15建筑變形952022-6-15建筑變形963-4 垂直角觀測(cè)1、垂直度盤(pán)設(shè)計(jì)成當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線水平時(shí)，豎盤(pán)讀數(shù)為90或270。2、在讀取豎盤(pán)讀數(shù)時(shí)，豎盤(pán)水準(zhǔn)管一定要居中（有的有補(bǔ)償器）。3、垂直角分仰角和附角。 lihhDhABtan 垂直角觀測(cè)的應(yīng)用： 三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量 已知平距D、垂直角， 計(jì)算A、B兩點(diǎn)間高差h：圖3-21 三角高程測(cè)量A

49、Bhl2022-6-15建筑變形973-5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正 一、經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件（P73 ，圖3-24）1、平盤(pán)水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于縱軸（LV）；2、圓水準(zhǔn)軸應(yīng)平行于縱軸（LV）；3、視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸（CH）；4、橫軸應(yīng)垂直于縱軸（HV）；5、十字絲縱絲應(yīng)垂直于橫軸；6、豎盤(pán)指標(biāo)差應(yīng)小于規(guī)定值；7、光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸應(yīng)與縱軸重合。2022-6-15建筑變形98二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正（一）長(zhǎng)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正（LV） （P73P74，圖3-25）檢驗(yàn)：初步整平使水準(zhǔn)管平行于一對(duì)腳螺旋將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180，如果這時(shí)氣泡不居中，則氣泡需要校正相對(duì)旋轉(zhuǎn)一對(duì)腳螺旋，使氣泡向中央移動(dòng)偏離中心格

50、數(shù)的一半，然后用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管的校正螺旋，使氣泡居中重復(fù)，直到水準(zhǔn)管在任何位置都居中。（二）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正（圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸 L/V）（三）十字絲的檢驗(yàn)和校正 1.十字絲位置的檢驗(yàn)和校正（縱絲鉛垂、橫絲水平） 2.視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正（視準(zhǔn)軸垂直于橫軸 C H）（四）橫軸的檢驗(yàn)和校正 （H V）（五）豎盤(pán)指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正（P77）（六）光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)和校正（P77）2022-6-15建筑變形993-6 水平角觀測(cè)的誤差分析 一、經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部偏心差的影響照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平讀盤(pán)刻度中心不重合，稱為照準(zhǔn)部偏心差，或稱度盤(pán)偏心差。二、經(jīng)緯儀軸系誤差的影響1、視準(zhǔn)軸誤差：橫軸水平時(shí)視準(zhǔn)軸不

51、垂直于橫軸引起的誤差。2、橫軸誤差：儀器整平后，縱軸已鉛直時(shí)，橫軸仍不水平引起的誤差。3、縱軸誤差：儀器縱軸不鉛垂引起的誤差。（仔細(xì)地進(jìn)行平盤(pán)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正；嚴(yán)格整平）采用測(cè)回法（盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)取平均值）可以消除度盤(pán)偏心差、視準(zhǔn)軸誤差、橫軸誤差，但不能消除縱軸誤差。 因此，在觀測(cè)前，要進(jìn)行平盤(pán)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正，觀測(cè)時(shí)，要隨時(shí)注意平盤(pán)水準(zhǔn)管氣泡的居中，尤其當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)的垂直角較大時(shí)。三、儀器對(duì)中誤差和目標(biāo)偏心差的影響2022-6-15建筑變形100第四章第四章 傾斜觀測(cè)傾斜觀測(cè) P315P315間接法：間接法：測(cè)定基礎(chǔ)的相對(duì)沉降量（水準(zhǔn)測(cè)量）、傾斜儀 該方法多用于基礎(chǔ)面積較大的建筑物，并便于

52、水準(zhǔn)觀測(cè)直接法直接法：經(jīng)緯儀投影法、測(cè)水平角、前方交會(huì)法、垂準(zhǔn)線法 該方法多用于基礎(chǔ)面積較小的超高建筑物，如電視塔、煙囪、高橋墩、高層樓房等。2022-6-15建筑變形101建筑物主體傾斜觀測(cè)建筑物主體傾斜觀測(cè) 建筑物主體傾斜觀測(cè) 指測(cè)定建筑物頂部相對(duì)于底部或各層間上層相對(duì)于下層的水平位移與高差，分別計(jì)算整體或分層的傾斜度、傾斜方向以及傾斜速度。2022-6-15建筑變形1024-14-1經(jīng)緯儀投影法經(jīng)緯儀投影法 建筑物主體的傾斜觀測(cè)，應(yīng)測(cè)定建筑物頂部觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于底部觀測(cè)點(diǎn)的偏移值，再根據(jù)建筑物的高度，計(jì)算建筑物主體的傾斜度，即tanDiH 式中 i建筑物主體的傾斜度； D建筑物頂部觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)

53、于底部觀測(cè)點(diǎn)的偏移值（m）； H建筑物的高度（m）； 傾斜角（）。2022-6-15建筑變形103經(jīng)緯儀投影法觀測(cè)方法經(jīng)緯儀投影法觀測(cè)方法 傾斜測(cè)量主要是測(cè)定建筑物主體的偏移值D。 偏移值D的測(cè)定通常采用經(jīng)緯儀投影法(如圖所示)。 經(jīng)緯儀投影法觀測(cè)方法： 將經(jīng)緯儀安置在固定測(cè)站上，該測(cè)站到建筑物的距離，為建筑物高度的1.5倍以上。瞄準(zhǔn)建筑物上部的觀測(cè)點(diǎn)1#點(diǎn)，用盤(pán)左、盤(pán)右分中投點(diǎn)法，分別測(cè)讀X墻面墻底水平放置的鋼尺上的偏移量，取平均即為1#觀測(cè)點(diǎn)在X方向的位移分量值（）。用同樣的方法，在與X墻面垂直的Y墻面處測(cè)出1#觀測(cè)點(diǎn)在Y方向的位移分量值（B）。 2022-6-15建筑變形104經(jīng)緯儀投影

54、法經(jīng)緯儀投影法XY1#ABABDH2022-6-15建筑變形105全高垂直（傾斜）度全高垂直（傾斜）度 用矢量相加的方法，計(jì)算出該建筑物的總偏移值D，即： 根據(jù)總偏移值D和建筑物的高度H即可計(jì)算建筑物在該點(diǎn)處的垂直（傾斜）度 i。 建筑物的高度H值應(yīng)實(shí)地量測(cè)，方法：全站（測(cè)距）儀測(cè)量、三角高程測(cè)量方法、鋼尺丈量等。22BAD 2022-6-15建筑變形1064-2 建筑物高度測(cè)量建筑物高度測(cè)量XY1#ABABDHI儀tanHDi儀D2022-6-15建筑變形107激光垂準(zhǔn)儀法觀測(cè)傾斜度激光垂準(zhǔn)儀法觀測(cè)傾斜度 利用激光垂準(zhǔn)儀，測(cè)定建筑物底部和頂部距離垂準(zhǔn)激光束的距離差，從而計(jì)算建筑物某軸線（某一

55、面）的傾斜度。2022-6-15建筑變形1084-3 4-3 建筑物的基礎(chǔ)傾斜觀測(cè)建筑物的基礎(chǔ)傾斜觀測(cè) 建筑物的基礎(chǔ)傾斜觀測(cè)一般采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法，定期測(cè)出基礎(chǔ)兩端點(diǎn)的沉降量差值h，在根據(jù)兩點(diǎn)間的距離L，即可計(jì)算出基礎(chǔ)的傾斜度：Lhi h hL LL Lh hD DH H基礎(chǔ)傾斜觀測(cè)基礎(chǔ)傾斜觀測(cè)測(cè)定建筑物的偏移值2022-6-15建筑變形109第五章第五章 裂縫觀測(cè)裂縫觀測(cè) 建筑物裂縫比較常見(jiàn)，成因不一，危害程度不同。有些裂縫已是破壞的開(kāi)始，多數(shù)裂縫都會(huì)影響建筑物的整體性，嚴(yán)重的能引起建筑物的破壞。為了保證建筑物的安全，必要時(shí)應(yīng)對(duì)裂縫的現(xiàn)狀和變化進(jìn)行觀測(cè)。 對(duì)建筑物產(chǎn)生的裂縫應(yīng)進(jìn)行位置、

56、長(zhǎng)度、 寬度、深度和錯(cuò)距等的定期觀測(cè)，對(duì)建筑物內(nèi)部及表面可能產(chǎn)生裂縫的部位，應(yīng)預(yù)埋儀器設(shè)備，進(jìn)行定期觀測(cè)或臨時(shí)采用適宜方法進(jìn)行探測(cè)。 目的：是查明裂縫情況，掌握變化規(guī)律，分析成因和危害，以便采取對(duì)策，保證建筑物安全運(yùn)行。2022-6-15建筑變形110測(cè)微器法測(cè)微器法 主要包括：?jiǎn)蜗驕y(cè)縫標(biāo)點(diǎn)和三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)； 主要用于測(cè)量表面裂縫的寬度和錯(cuò)距。2022-6-15建筑變形111單向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)單向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn) 一般用于測(cè)量裂縫的寬度。 在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)裂縫分布情況，對(duì)重要的裂縫，選擇有代表性的位置，在裂縫兩側(cè)各埋設(shè)一個(gè)標(biāo)點(diǎn)； 標(biāo)點(diǎn)采用直徑為20mm，長(zhǎng)約80mm的金屬棒，埋入混凝土內(nèi)60mm，外露部分

57、為標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)上各有一個(gè)保護(hù)蓋。 兩標(biāo)點(diǎn)的距離不得少于150mm，用游標(biāo)卡尺定期地測(cè)定兩個(gè)標(biāo)點(diǎn)之間距離變化值，以此來(lái)掌握裂縫的發(fā)展情況，其測(cè)量精度一般可達(dá)到0.1mm。2022-6-15建筑變形112單位：（單位：（mmmm）1 1標(biāo)點(diǎn)；標(biāo)點(diǎn)；2 2鉆孔線；鉆孔線；3 3裂縫裂縫2022-6-15建筑變形113金屬貼片標(biāo)志觀測(cè)金屬貼片標(biāo)志觀測(cè)大裂縫的觀測(cè)： 對(duì)表面裂縫寬度的變化，宜采用金屬貼片標(biāo)志觀測(cè)。裂縫表面的寬度，可用鋼尺或游標(biāo)卡尺在縫口測(cè)量。小裂縫可用裂縫觀測(cè)儀觀測(cè)但測(cè)量范圍較小。2022-6-15建筑變形114板式三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)結(jié)構(gòu)板式三向測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)結(jié)構(gòu)1 1觀測(cè)觀測(cè)x x方向的標(biāo)點(diǎn)；方向的

58、標(biāo)點(diǎn)；2 2觀測(cè)觀測(cè)y y方向的標(biāo)點(diǎn)；方向的標(biāo)點(diǎn)；3 3觀測(cè)觀測(cè)z z方向的標(biāo)點(diǎn)；方向的標(biāo)點(diǎn)；4 4伸縮縫伸縮縫2022-6-15建筑變形115其它觀測(cè)裂縫方法其它觀測(cè)裂縫方法 測(cè)縫計(jì)：可分為電阻式、電感式、電位式、鋼弦式等多種。 超聲波法：觀測(cè)裂縫深度。 其它。2022-6-15建筑變形116超聲波法測(cè)裂縫深度超聲波法測(cè)裂縫深度E E發(fā)射探頭；發(fā)射探頭；R R接收探頭；接收探頭；B B裂縫；裂縫；A A裂縫終點(diǎn)；裂縫終點(diǎn)；H H裂縫深度裂縫深度1)(220202ttLttvH2022-6-15建筑變形117第六章 相關(guān)規(guī)范 1、建筑物地基容許變形值（DGJ08-11-2010規(guī)范 P32）2

59、022-6-15建筑變形1182022-6-15建筑變形1192.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑變形測(cè)量規(guī)范JGJ8-20072022-6-15建筑變形1203 3、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工程測(cè)量規(guī)范工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2007GB50026-20072022-6-15建筑變形121第七章 沉降觀測(cè)的實(shí)施 DGJ08-11-2010規(guī)范P280P282 7-1 水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置 建筑物沉降觀測(cè)，實(shí)際上所測(cè)的是建筑物上設(shè)置的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于水準(zhǔn)點(diǎn)的變化量。因此，水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置的合理性、穩(wěn)定性是取得有效沉降資料的前提。2022-6-15建筑變形122一、工業(yè)與民用建筑物沉降觀測(cè)一、工業(yè)與民用建筑物沉降觀測(cè) （1）、位置：為了防止被測(cè)建筑物施工和基礎(chǔ)壓力造成的影響及減少地面沉降不均造成的影響，水準(zhǔn)點(diǎn)離被測(cè)建筑物的距離以30100m較為適宜；為防止局部地基土變化，水準(zhǔn)點(diǎn)宜在建筑物的四周分散布置。不可設(shè)在新建道路邊、新填土或堆料的地方附近，以及受震動(dòng)等環(huán)境干擾的范圍內(nèi)。每次觀測(cè)時(shí)都應(yīng)注意觀察周邊環(huán)境情況并記錄，以便于對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。 （2）、數(shù)量：不宜少