提高建筑物沉降观测精度的方法

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1、44测绘信息与工程JournalofGeomaticsJun.2007;32(3)文章编号:100723817(2007)0320044202中图分类号:P258文献标志码:B提高建筑物沉降观测精度的方法王振潘国荣(同济大学测量与国土信息工程系,上海市四平路1239号,200092)摘要提出了提高建筑物沉降观测精度的方法,分析了能有效地避免观测值的粗差、i角及i角变化的误差、前后视距不等和立尺不直带来的误差影响,提高了建筑物沉降观测精度。关键词精密水准测量;建筑物沉降观测;变形监测;沉降测点;精度沉降变形监测是反映

2、建筑物或某一工程的质量标准之h0=(a0-b0);如水准仪具有i角,在后尺上测得读数ai,在[1]一,如“建筑物沉降稳定性检测”。因此,需要高精度的沉前尺上测得读数bi,观测高差:hi=ai-bi。降测量手段,尽可能准确地反映被测物体的实际情况。前人在工作基点和观测点标志的布设、施测过程、基准点的稳定[2]性等方面做了相关研究。本文着重于沉降测点及观测网的布设、i角变化误差、立尺等方面,以一、二等水准测量原则和注意事项为基础,保留常规建筑物沉降观测有利的一面,克服其不足的一面,提出对常规观测方法的部分改进,通过图1

3、水准测站上i角影响实例证明了改进方法的有效性。由i角引起的观测高差的误差为:V=(hi-h0)=(ai-bi)-(a0-b0)=1常规观测方法存在的不足(ai-a0)-(bi-b0)由建筑物沉降观测的特点[3]可以看出,相对于精密水准测又可写为:量来说,建筑物沉降观测方便了观测人员实地作业。但是部hi=h0+V,V=(ai-a0)-(bi-b0)分特点也影响了观测精度。设水准仪具有i角,在不同的观测日期,按照固定的观测人1)在常规沉降观测中,不要求沉降测点必须位于水准员、路线、测点和仪器位置,分别测得前后二期的观测

4、高差,闭合环线上,而水准闭合环线上仅包含转点和各测站,只有第一期为:作为转点的观测点位于水准闭合环线上,这样就使得闭合差hi1=h01+V1,V1=(ai1-a01)-(bi1-b01)的限差不能反映全体沉降观测点的观测误差,因而不能起到第二期为:有效地总体控制作用,也难以避免沉降测点存在粗差。hi2=h02+V2,V2=(ai2-a02)-(bi2-b02)由于大多数或全部沉降观测点不参加闭合,故观测结果两期的观测高差之差为:所得的闭合差反映的仅有闭合环线上对高程传递起作用的Dh=hi2-hi1=(h02+V2)

5、-(h01+V1)各测点的观测误差的大小,而不能反映全体沉降观测点的观=(h02-h01)+(V2-V1)=Dh0+DV测误差的大小。同理,按±k(n)1/2(k为常数,不同等级取不式中,Dh表示没有i角误差影响的观测高差之差,DV表示0同的值;n为闭合环线测站数)计算出的环线闭合差的限差,由i角引起的观测高差的误差之差。如果在第二期观测时,i也不能对全体沉降观测点的观测误差作有效的总体控制。角保持不变,再加上第二期观测时每站的后视距S后、前视距而实际观测结果中,可能会出现闭合差允许、但是还不在闭S前分别相同,则有

6、合环线上的沉降观测点的观测误差却很大、甚至还可能存在(ai2-a02)=(ai1-a01),(bi2-b02)=(bi1-b01)粗差的情况。况且,若支线点上测量读数出现错误,是无法故在闭合差中出现的,也没有办法进行核查。DV=V2-V1=0,则Dh=h02-h01=Dh02)常规沉降观测规范指出“:不同周期观测时,宜采用但如果在二期观测时,i角有变化,显然相同的观测网形和观测方法,并使用相同类型的测量仪器。(ai2-a02)≠(ai1-a01),(bi2-b02)≠(bi1-b01)对于特级和一级变形观测,还宜固

7、定观测人员、选择最佳观故测时段、在基本相同的环境和条件下观测。”即使依照特级变DV≠0形观测的规定,也只是可以有效消除由i角和前后视距不等则引起的对测站高差之差的影响,但是还不能消除i角变化的Dh=Dh0+DV影响。其中,Dh包含了i角误差影响。由于受仪器搬运振动和温度水准测站上i角影响如图1所示。如水准仪i角为零,变化等因素的影响,i角变化是必然的,且其变化的大小和正则其在后尺上测得读数a0,在前尺上测得读数b0,观测高差:负号具有随机性,故DV具有偶然误差的性质,会降低测站观测绘信息与工程JournalofGe

8、omaticsJun.2007;32(3)45测高差之差的精度。体实施以及与常规方法的对比。采用常规方法A和改进方3)在外业观测中,水准尺竖立的理想状态是垂直于水法B分别选择了距首期时间0、90、184、274、456、648、757日准仪的视准轴。但在实际作业中,让水准尺完全竖直是不可进行了沉降观测,沉降观测数据如表1所示,其中Ai为常规能的;由于水准尺竖