高层建筑物沉降观测与预见性分析测绘工程毕业论文

I高层建筑物沉降观测与预见性分析摘要为了保证高层建筑物的安全性和正常使用寿命，并为以后的勘察、设计、施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，所以建筑物沉降监测的必要性和重要性就越来越明显了。按照规范要求，先在合适区域布置稳定的基准点，作为沉降观测的依据，每次观测之前对基准点进行联测检核，确保基准点绝对可靠，在基础形成之后设置多个沉降观测点，严格按照规范要求进行二等水准精密测量。形成闭合路线，最终确定各沉降观测点的沉降量，绘制出沉降曲线，得出沉降结论。本文分析了高层建筑物沉降观测技术的一些基本理论以及具体操作过程。并且对沉降观测成果进行了整理，对未来的沉降趋势进行了预见性分析，预测出最终沉降量，为工程提供安全保障。关键词沉降观测，沉降趋势，预见性，最终沉降量IIOBSERVATIONANDPREDICTIVEANALYSISOFHIGHRISEBUILDINGSUBSIDENCEABSTRACTTOENSURETHENORMALLIFEOFHIGHRISEBUILDINGSANDBUILDINGSECURITY,ANDFORTHESUBSEQUENTINVESTIGATION,DESIGNANDCONSTRUCTIONOFRELIABLEINFORMATIONANDTHECORRESPONDINGPARAMETERSOFTHESETTLEMENT,SOTHEBUILDINGSETTLEMENTMONITORINGTHENECESSITYANDIMPORTANCEOFGETTINGOBVIOUSACCORDINGTOTHESPECIFICATIONREQUIREMENT,FIRSTOFALLINTHEAPPROPRIATEAREALAYOUTSTABLEREFERENCEPOINTS,ASTHEBASISFORSETTLEMENTOBSERVATION,OBSERVATIONPRIORTOEACHREFERENCEPOINTMEASUREMENTCHECK,ENSURETHATTHEREFERENCEPOINTISABSOLUTELYRELIABLE,INFORMINGTHEBASEAFTERSETTINGAPLURALITYOFSETTLEMENTOBSERVATIONPOINT,STRICTLYINACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTOFTWOLEVELOFDENSITYMEASUREMENT,FORMACLOSEDLINE,EVENTUALLYDETERMINETHESETTLEMENTOBSERVATIONPOINTSETTLEMENT,DRAWOUTTHESETTLEMENTCURVEOBTAINEDCONCLUSION,SETTLEMENTTHISPAPERANALYZESSOMEBASICTHEORIESOFSEDIMENTATIONOBSERVATIONTECHNIQUEINHIGHRISEBUILDINGSANDCONCRETEOPERATIONPROCESSANDTHESETTLEMENTOBSERVATIONRESULTSWERESUMMARIZED,THESETTLEMENTTRENDINTHEFUTUREWEREPREDICTIVEANALYSIS,TOPREDICTTHEFINALSETTLEMENT，ANDTOPROVIDESECURITYFORTHEPROJECT。KEYWORDSSUBSIDENCEOBSERVATION，SUBSIDENCETREND，PREDICTABILITY，FINALSUBSIDENCEIIII目录摘要IABSTRACTII目录I第一章项目概况111工程简介112测量目的113第三方监测情况114基准点、工作点的设置1第二章项目质量要求221沉降测量依据222人力资源及测量设备的配备2221人力资源配备2222测量设备情况223沉降测量控制值标准3231沉降观测精度要求3232建筑物沉降控制值标准324测量误差控制标准4第三章方案设计与作业531设计依据532水准基点的布设533工作基点634沉降观测点布设735沉降观测的作业9351天宝DINI03电子水准仪标称精度9352作业要求10353电子水准仪的操作1136电子水准仪的观测方法12361观测要求12362仪器设置及测量方法12II37观测线路的布设13第四章成果整理与分析1541水准基点观测成果1542工作基点的观测成果1543观测点的观测成果1644沉降荷载时间曲线图2445各观测点随时间累积沉降速度曲线图3346沉降等值线图3447沉降展开图3648计算倾斜度3749观测成果统计37第五章预见性分析3951关于GM1,1模型和VERHULST模型的理论验证3952实用性4153各点预测值与观测值对比图4454建筑物最终沉降量的确定52总结53参考文献54致谢56外文原文57中文翻译641第一章项目概况11工程简介本工程位于山西省晋安东街，富力城龙溪谷项目。本工程建筑面积为2700495，其中地上建筑面积为2588779，地下建筑面积为111716。地上24层，地下一层，地上部分为住宅楼，地下部分为自行车库、设备用房及地下部分非燃品库房（禁止甲、乙、丙类物品存放）。建筑高度为72900M。基础为独立桩基础。12测量目的为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响使结构功能的裂缝，造成巨大的经济损失，需对建筑物进行沉降变形观测。13第三方监测情况富力城D区D1楼首次观测时间为2012年7月16日，施工进度情况为三层封顶，最后一次观测情况时间为2013年1月20日。2013年11月20日观测时施工进度为24层封顶。封顶后进行了三次观测。观测点数为16个。共计观测11次。14基准点、工作点的设置本监测区基准点设3个，工作基点设2个。2第二章项目质量要求21沉降测量依据（1）合同或委托书；（2）设计文件及施工图；（3）工程测量规范（GB500262007）；（4）国家一、二级水准测量规范（GBT128972006）；（5）建筑变形测量规范JGJ82007；22人力资源及测量设备的配备221人力资源配备成立沉降观测组,成员包括技术负责人一人,观测人员三人,一人负责沉降观测的技术要求及技术交底和沉降观测及沉降各册资料的报审及整理,合格后交资料员归档人员素质的要求,必须接受专业学习及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论,能针对不同工程特点,具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算,做到按时,快速,精确地完成每次观测任务222测量设备情况测量设备由专人看管，确保设备的可靠性，具体配置如表21序号设备名称设备型号数量年检时间1全站仪NET05X1台2011122电子水准仪天宝DINI031台201206表21测量设备表33铟瓦条码尺天宝2M2台2012064笔记本电脑索尼1台5绘图仪EPSON77101台6台式电脑联想2台7车辆1辆23沉降测量控制值标准231沉降观测精度要求为了满足沉降观测的要求，相应的指标如下（1）往返较差、附和或环线闭合差HAB，N表示测站数。（或HAB，L表示观测路线距离）（2）前后视距30M（3）前后视距差10M（4）前后视距累积差30M（5）沉降观测点相对于后视点的高差容差10MM（6）水准仪的精度不低于N2级别。232建筑物沉降控制值标准根据建筑地基基础设计规范GB500072002规定的建筑地基允许值中，工业与民用建筑相邻柱基的沉降差框架结构为0002L，即主体沉降相邻观测点最大沉降差异（不均匀沉降量限差值）为30MM。根据建筑变形测量规范JBJ82007第555条规定建筑沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。当最后100D的沉降速度小于0010。04MM/D时，可以认为进入稳定阶段。特别需要指出的是沉降速度20MM/D时，应立即口头通知甲方停止施工，24小时内提交书面报告，有关方组织分析原因，采取措施。沉降速度10MM/D时，应立即口头通知甲方，24小时内提交书面报告，有关方应减缓加载速度并增加观测次数。424测量误差控制标准确定建筑物沉降观测精度要合理适宜，适合工程特性的需要。既不造成无谓浪费，也要保证观测结果的准确性。如表22所示。序号观测项目或观测目的观测中误差的要求1绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）对于中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测；重要建筑物主体沉降观测中误差取15MM。观测点测站高差取05MM。2相对沉降（如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）不应超过其变形允许值的1/20，即观测中误差取15MM。对于本沉降测量工程，沉降测量的等级确定为二级精度进行外业测量工作。表22最终沉降量之观测中误差的要求5第三章方案设计与作业31设计依据（1）根据沉降观测的有关文件规定，布置沉降观测点；另外，需在建筑物附近较隐蔽且土层较稳定的地方设置不少于3个永久性的基准点。（2）每次观测前先校核基准点的稳定性，选择稳定点作为沉降观测的起算点。基准点的布设是根据现场踏勘的情况，考虑基准点的稳定性和观测精度要求布设的。（3）根据国家工程测量规范，建筑单体变形测量规程及有关文件进行观测。32水准基点的布设基准点是沉降观测的基本控制，在工程工地周围选择地基稳定的区域布设本次沉降监测的工作基准点。由于国家水准原点距测区较远，引测绝对标高存在较大误差，而采取假设高程。为保证准确无误，将分时间段，往返观测，往返观测之差满足M03MM。于开工之前，依据工程设计图纸，在不同3处埋设基准点，构成环形，基准点位于场区外围墙角，地基稳定，通视良好，无外界干扰，使用方便，距建筑物5060米，其中G1为工程建设之初所建，其高程为86435014米。图31基准点布置示意图6基准点使用中心嵌有钢筋标志的水泥墩如图32所示,埋设稳定后首先对基准点进行联测基准点在选择布设时不仅考虑地基稳定,同时注意选择在施工当中不易破坏和不易埋上的位置33工作基点工作基点用作直接测定观测点的起始点或终点，选择适当位置布置工作基点,与基准点一起布设成水准环线，按要求进行联测。工作基点位于比较稳定且便于观测的地方，以便直接测定观测点的沉降情况。工作基点是否稳定，则由基准点来检测。采用的方法是将基准点及工作基点组成水准网或边角网，本工程采用的是布设成水准网。定期进行重复高程或平面位置测量。工作基点的检测，应尽可能选在外界条件相近的情况下进行，减小外界条件及其变化对观测结果的影响。工作基点的表示如图33表示。图32基准点标志图示734沉降观测点布设沉降观测点在建筑物施工过程中埋设好，标志的埋设位置应避开如雨水管，窗台线，暖气片，暖水管，电气开关等有碍设标与观测的障碍物，埋设于0000如00与室外地平不一致，则按室外地平以上位置。沉降观测点不能影响通道结构的正常受力状态和妨碍其使用功能。在首层外墙上埋设直径为20MM的测钉，观测点在监测过程中如若遭到破坏，应尽快在原来位置或靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。沉降观测点的埋设样图34与图35所示图33工作基点平面表示图8此外，沉降观测点的布设应符合建筑变形测量规范JGJ82007第552条关于沉降观测点的布设要求。埋设建筑物和构筑物的沉降观测点宜符合下列规定（1）建筑物四角或沿外墙每1015M处或每隔23根柱基上；沉降观测点图34沉降观测点埋设样图图35沉降观测点实际样图9（2）高低层建筑,新旧建筑,纵横墙等交接处的两侧；（3）建筑裂缝，后浇带和沉降缝两侧，基础埋深相差悬殊处，人工地基与天然地基接壤处，不同结构的分界处及填挖方分界处；（4）框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上；根据设计要，沉降点布设如图36所示。35沉降观测的作业351天宝DINI03电子水准仪标称精度本工程采用美国天宝DINI03高精度电子水准仪（如图37所示），配合铟瓦精密条码水准尺进行观测，1KM往返精度为03MM，最小显示001MM，测量范围15100M，补偿精度15，安平精度02，望远镜倍率3226100M，视野28M28M，最短测距06M。它有先进的感光读数系统，感应可见白光即可测量，测量仅需读取条码尺30CM范围；有宽大图形液晶显示屏和输入键盘，可输入字母和数字，标配2M内存PCMCIA数据存储片；具有多种水准导线测量模式及平差和高程放样功能，可进行角度、面积和坐标等测量。天宝的DINI03电子水准仪是高于二级监测精度所使用的仪器，能提供精确的观测结果和可靠的数据。电子水准仪的优点如下图36沉降观测点平面位置图10（1）精度高。水平视线读数和视距读数都是采用大量条码分划图像经处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件影响；（2）速度快。由于省去了人工读数、报数、听记和现场计算的时间，测量时间与传统仪器相比可以节省一半左右；（3）效率高。只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。数据能自动记录、检核和处理，并能输入电子计算机进行后处理，可实现内外业一体化。352作业要求根据工程的特点布局,现场的环境条件制订测量施测方案,根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点,并且场区内各水准点构成闭合图形,以便闭合检校由场区水准控制网,依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图,确定沉降观测点的位置在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处作好标记桩,保证各次观测均沿统一路线图37电子水准仪构造11353电子水准仪的操作电子水准仪为高精度，高智能化的仪器，所以对电子水准仪的操作进行简单描述，操作步骤如下（1）仪器参数设置使用仪器前需对仪器参数进行设置，主要是如下几项，以下各值为按一级水准测量等级设定AHEIGHTUNIT测量的高程的单位和记录到内存的单位，M；BDISPLAYRESOLUTION最小显示单位，000001MCMAXDIST输入最大测量距离,当测量的距离超过此距离时会警告用户，30M；DMINSIGHT输入最小视线高度030M；EMAXDIF输入在线路测量中的一测站最大偏差，000030M。（2）建立新工程项目按屏幕右侧EDIT键,然后按PRJ,选择NEWPROJECT,输入项目名称。（3）开始线路测量按下在线路测量LINE屏幕下的箭头所指的按键,按下新建路线NEWLINE,输入路线号,选择测量模式BFFB,输入后视点高程、点号、代码,然后就可以开始测量。（4）中断和结束测量当前视观测结束后,就可以换站了,可以把水准仪关闭后再换站,当打开仪器后可以直接就进入刚才所在的地方,并且可以继续进行水准路线测量。当观测结束并且已经观测了最后的闭合点,可以按下测段结束键LEND结束测量,同时输入结束点高程、点号、代码,此时仪器将显示出起始点和终点的高程之差，前后视距和等信息。（5）沉降观测数据的下载与处理DINI03电子水准仪有两种数据下载方式,从PCMCIA卡中下载数据和从RS232串口下载数据。第一次从PCMCIA卡中下载数据时需先安装PCMCIA卡的驱动程序,然后就可以直接从PCMCIA卡复制文件到计算机中。从RS232串口下载数据时需先进行通讯设置使仪器与计算机中通讯参数设置一致,下载数据可以使用一些商业软件如恒华一点通HDLINK软件,TGO等,还可以使用WINDOWS自带的超级终端来传输。对于数据平差一般用仪器本身平差程序即可,按MENU键,选择LINEADJUSTMENT。平差之前要先把原始测量数据下载至计算机，平差之后原始测量数据将被平差后数据覆盖。数据下载至计算机后可以直接导入到EXCEL电子表格中,导入时选择按固定宽度分隔,然后按高程及点号排序,这样可以把所测沉降点高程放在一起,复制到沉降观测计录表中,计算本次沉降及累计沉降值并绘制沉降曲线图、分析沉降情况。1236电子水准仪的观测方法361观测要求对各种水准点皆采用几何水准测量的方法进行的。（1）建筑物沉降监测点与基点构成闭合水准测线。（2）沉降监测按国家2等水准测量规范要求实测。（3）对三个基准点进行了三次观测，在满足限差的前提下，取其平均值作为三个点的高称。（4）利用基准点定期对工作基点进行观测，每次将观测点布设为一闭合水准线路施测，按建筑变形测量规程中一级水准观测的精度要求进行，经平差后求出各点高程，均满足要求。说明工作基点是稳定的。（5）利用工作基点，定期对观测点进行观测，每次将观测点布设为一闭合水准线路施测，按建筑变形测量规程中二级水准观测的精度要求进行，经平差后求出各点高程。362仪器设置及测量方法（1）限差设置在测量前我们应该对仪器的限差进行设置，根据规范以及测量等级来定应对测站最大视距；标尺最大读数；标尺最小读数；最大限差（一个测站）；最大距离限差（单站视距差及累积视距差）。（2）测量模式后前前后、后后前前、后前。给定测量限差值，仪器可自动判断测量现差，超限时提示重测，能自动计算线路闭合差等。（3）测量方法仪器及配套水准尺均应在有效检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的应根据仪器的提示进行重测。观测时，一般按后前前后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行A往测奇数站为后前前后偶数站为前后后前13B返测奇数站为前后后前偶数站为后前前后每一测段必须为偶数站结束。观测前30MIN，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致，并进行仪器预热。测量中避免望远镜直接对着太阳；尽量避免视线被遮挡，要求遮挡不不超过标尺在望远镜中截长的20；观测时用测伞遮蔽阳光，仪器需装遮光罩。自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用的尺垫重25KG，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，使标尺上的气泡居中，确保水准尺垂直。数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线可以用手工平差（简易平差）以及软件平差（严密平差）。37观测线路的布设根据选定的临时水准点、设置仪器的位置以及观测路线，绘制沉降观测路线图（如图38所示），以后每次都按固定的路线观测。采用这种方法进行沉降测量，不仅避免了寻找设置仪器位置的麻烦，加快施测进度；而且由于路线固定，比任意选择观测路线可以提高沉降测量的精度。14G1,G2,G3为基准点JI,J2为工作基点图38观测线路图示15第四章成果整理与分析41水准基点观测成果经过多次的精确测量，并对测量后的结果平差，从而得到了三个水准点的高程，分别为G186479630M,G286417538M,G386474381M。42工作基点的观测成果自2012年7月15日至2013年1月10日止，对沉降位移监测网中的工作基点J1、J2、G1,G2所组成的闭合水准路线（见图38）共进行了4次观测，观测数据见表51。每期观测进行平差后，得各期工作基点的高程数值见表41。表41工作基点观测数高差观测值M序号观测日期H1H2H3线闭合差/MM闭和差限差/MM12012/7/1507470310381003435600305222012/10/2007469110381103435401505232012/12/1007471210380503435701505242013/1/507470810380003435901805216表42工作基点高程平差值数据序号观测日期J1/MJ2/M12012/7/15865543358644002822012/10/20865543458644002532012/12/10865543298644003542013/1/5865543428644002943观测点的观测成果现将每个观测点的11次观测成果汇总如表43表418表43D11点观测成果17表44D12点观测成果表45D13点观测成果18表46D14点观测成果表47D15点观测成果19表49D17点观测成果表48D16点观测成果20表410D18点观测成果表411D19点观测成果21表412D110点观测成果表413D111点观测成果22表414D112点观测成果表415D113点观测成果23表416D114点观测成果表417D115点观测成果2444沉降荷载时间曲线图在D1楼各沉降观测点中，D18点沉降量最大为801MM，D114点沉降量最小为369MM。平均沉降值为6064MM，日均沉降值为0024MM/D。由于这11次观测均为相等间隔时间（18天）的观测结果，所以沉降载荷次数曲线与沉降载荷时间曲线在实质上并无太大区别，在沉降趋势上表达效果一致，为了直观与方便表示，D1楼的沉降荷载观测次数曲线如下图（图41图416）所示表418D116点观测成果25D11100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）D121050510152025301234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图41D11沉降荷载曲线图图42D12沉降荷载曲线图26D13100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM荷载（层数）D14100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图44D14沉降荷载曲线图图43D13沉降荷载曲线图27D15100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）D16100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图45D15沉降荷载曲线图图46D16沉降荷载曲线图28D17100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）D18100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图47D17沉降荷载曲线图图48D18沉降荷载曲线图29D19100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）D110100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图49D19沉降荷载曲线图图410D110沉降荷载曲线图30D111100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）D112100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图411D111沉降荷载曲线图图412D112沉降荷载曲线图31D113100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量荷载（层数）D114100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图413D113沉降荷载曲线图图414D114沉降荷载曲线图图415D11532D115100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）D116100050000050010001500200025001234567891011观测次数沉降量荷载沉降量（MM）荷载（层数）图416D116沉降荷载曲线图图415D115沉降荷载曲线图3345各观测点随时间累积沉降速度曲线图N号点的沉降速度MM/DTSVNMN1SNM、SNM1分别表示M1次和M次观测时（即前后两次观测）N点的沉降值，T表示两次观测的间隔天数。沉降值取位001MM，沉降速度V的单位为MM/D天取位0001MM。表419各沉降观测点沉降速度统计表34沉降速度曲线图0000001000200030004000500060007020127162012832012822201299201292720121015201211820121126201212142013122013120观测时间沉降速度MM/DD11D12D13D14D15D16D17D18D19D110D111D112D113D114D115D116从图上可以看出，16个沉降观测点的沉降速度曲线总体趋势相同，在工程前期随着荷载的增加，沉降速度呈现增大的趋势，而后慢慢趋于稳定且减小，直到工程竣工后缓慢沉降。46沉降等值线图沉降等值线图能更直观的在平面位置上观察到沉降量的大小，生成沉降等值线图利用了操作比较简便的SUFER80软件。具体操作步骤如下（1）数据输入启动【GRAPHER】进入系统的初始画面，下拉【FILE】菜单，点击【NEW】命令，弹出【NEWWINDOW】窗口，选WORKSHEET项，点击【OK】打开空白WORKSHEET数据表。选定【活动单元格】，在【内容显示栏】直接输入16个沉降观测点的X,Y坐标，以及最终沉降量（H）中的数据，数据输入完毕以文件形式保存WORKSHEET。（2）生成网格文件从【网格】菜单中选择【数据】命令，在弹出的【打开文件】对话框中指定驱动器、路径和WORKSHEET文件名称，点击【打开】即弹出【网格化数据】对话框。如下图所示设置好各项参数，点击【确认】生成网格化文件GRD。图417沉降速度曲线图35（3）创建等值线图从【地图】菜单中选择【等值线图】【新建等值线图】命令，在弹出的【打开网格】对话框中指定刚生成的网格文件，点击【打开】即以缺省参数模式生成新的等值线图。（4）编制等值线图打开对象管理器从【视图】菜单中选择【对象管理器】命令，或在点击工具条中的命令按钮，窗口左侧弹出【对象管理器】树形列表框。打开等值线属性对话框在【对象管理器】树形列表框中，双击CONTOURS图形对象，弹出【MAPCONTOURS属性】对话框。修改等值线属性在【MAPCONTOURS属性】对话框的【常规】选项卡中，选择参数，点击【应用】，等值线图呈现灰度充填形式。线条、填充、标注、影线等按同样方式进行设置。双击【线条】按钮下方某等级值对应的直线，弹出【线条属性】对话框，可设置单根线条的样式、颜色、粗细等点击【MAPCONTOURS属性】对话框中的【应用】按钮，完成图形方案调整。（5）新建张贴图从【地图】菜单中选择【张贴图】【新建张贴图】命令，在弹出的【打开】对话框中指定刚保存的数据文件，点击【打开】即以缺省参数模式生成新的张贴图。单击选定该图，双击左键弹出【MAPPOST属性。】对话框，在【常规】和【标注】选项卡中分别按要求所示设定参数点击【确认】即可获得所需的数据点标注图（6）坐标轴的调整一般的等值线图要求坐标轴与图形之间有一定的间隔距离，其距离远近可进行相应的调整。调整方法鼠标左键双击坐标轴，在弹出的对话框中选择“刻度”属性，改变其最小刻度和与另一坐标轴的交点位置，最终使量坐标轴的交点重合。（7）导出等值线图从【FILE】菜单中选择【输出】命令，在弹出的【EXPORT】对话框中指定驱动器、路径和文件名称，点击【保存】即可将图形保存为指定的文件类型。为了方便修改与应用，生成了（DXF）格式的文件，方便在CAD中进行修改，与原图进行结合。等值线图如图418和419。1）等高值取1MM的沉降等值线图362）等高值取05MM的沉降等值线图47沉降展开图沉降量展开图是指沉降观测点间距离与总沉降量的图示（如图420）图4181MM沉降等值线图图41905MM沉降等值线图3748计算倾斜度根据沉降量统计表和沉降曲线图,我们可以预测建筑物的沉降趋势,将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门,正确地指导施工利用沉降曲线还可计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度QCMCN/LMNCM,CN分别为M,N点的总沉降量,LMN为M,N点的距离。根据沉降展开图我们可以直观的通过观察倾斜率来判断两点间的倾斜度。我们只需要计算最大倾斜度，那么最大倾斜度为D15到D16,倾斜度为078649观测成果统计工程沉降观测自2012716开始,至2013120。期间共进行了11次观测。该工图420沉降展开图38程共布设16个观测点。测结果沉降量最小的观测点为D114，沉降量为3690，沉降量最大的观测点为D18，沉降量为8010，平均沉降量为5979MM；速率最小的观测点为D114，速率为0020MM/D，速率最大的观测点为D18，速率量为0043MM/D，平均速率量为0032MM/D。相邻两点沉降差最大点为D113D114，沉降差为273MM，倾斜度最大点为D15D16，倾斜度为0786最终倾斜度观测结果为最大点号为D15D16,倾斜度为0786，小于沉降稳定控制值4。目前百日沉降观测结果日平均沉降量为0032MM/D，大于沉降稳定控制值001MM/D，还未达到稳定，还需要继续进行沉降观测。39第5章预见性分析51关于GM1,1模型和VERHULST模型的理论验证由于大多数沉降都是相对缓慢的，需要几年甚至几十年的时间才能稳定，因此长时间的持续观测既费时又费力，那么对沉降进行预测就显得有尤为重要，即使在短时间内也有必要提前根据已有数据对未来的沉降量进行预见性分析，确保工程稳定安全的进行，及早采取补救措施。预测模型的种类很多种，由于GM1,1和VERHULST模型比较具有代表性，预测准确度相对较高，而且二者计算过程比较相似，故选这两种模型作为理论验证对象。GM（1，1）模型是邓聚龙教授提出来的灰色预测模型，其基本思想是对无规则的数据列作一定变换，得到比较有规律的序列，从而可以用曲线比较准确地逼近。其优点是所需数据少，通常只需要4个以上数据即可建模。VERHULST模型是1837年德国生物学家VERHULST在研究生物繁殖规律时提出的。其基本思想就是生物个体数量是呈指数增长的，受周围环境的限制，增长速度逐渐放缓，最终稳定在一个固定值上。下面，就根据非线性灰色建模的方法，简单介绍GM（1，1）和VERHULST模型的建模步骤此时建立的VERHULST模型称为灰色VERHULST模型。原始数列为NIX，2,1,01累加生成，得，,I12，NIKIX102组合矩阵对于GM（1，1）模型，有矩阵400021112,/NNNXYXA对于VERHULST模型，有矩阵0022112112,4/NNXYXXA3用最小二乘法求参数列YAABATT14建立模型把系数A、B代入式一阶微分方程BAXDT11，解微分方程注考虑T1时，得01XGM1,1模型NIXEABXTTT,2,01011VERHULST模型1011TATEXB这是累加生成数列的模型。可以通过下式还原求原始数列计算值1TXXT041由于涉及到矩阵计算，那么可以根据导出数据的格式，过程利用EXCEL软件进行，这样不仅方便了数据的存储，也方便的计算过程，计算界面如表5152实用性两种计算模型是相对于数学理论而言，那么在实际应用中与理论计算相比究竟有多大差距，需要我们对两种模型的实用性进行验证。计算过程同样利用EXCEL软件，得到两种模型的预测值以及递减还原后的值如表52所示表51EXCEL计算表格42为了进一步检验模型的可靠性，我们计算了观测值与模型计算值的相对误差，并作了观测值与模型预测计算值对比曲线，如表53所示序号I1234567891011累加观测值GM模型计算值VERHULST模型计算值相对误差/07807807800159176122106229243263185832393343412642120841341035506141488472445328855052752341486095765845341643620628352466965965615196886946750919平均相对误差401GM模型1056VERHULST模型表52EXCEL计算结果表53两种模型对比与误差统计43模型预测值与观测值对比000100200300400500600700800900100012345678910111213141516171819观测次数累加沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）根据以上图表，我们可以总结出以下规律从平均相对误差来看，GM1,1模型的准确度明显优于VERHULST模型，但是GM1,1模型的相对误差是随观测次数的增加逐渐而增大，而VERHULST模型的相对误差随观测次数的增加时间的推移呈逐渐减小的态势，在对后边的几次观测值预测中，从第九次观测开始，GM1,1模型的预测值继续按照原来趋势增长，而VERHULST模型增长逐渐放缓，呈S型，不断趋于稳定。这是因为影响沉降的因素随时间而变化，当我们还用原来的影响因素来预测沉降时，必然会导致误差越来越大。当高层建筑物封顶之后，荷载不再随时间变化而增加，整个建筑物的自重也逐渐趋于稳定，而VERHULST模型的预测效果随时间的推移越来越好，最终稳定在一个固定值，即最终沉降量。通过以上数据可以发现，单次预测任意时间断内的沉降量的可靠性并不是十分明显，但是仍然可以作为测量作业中的重要参考信息。在工程领域预测累计沉降量或最终沉降量往往要比预测单次沉降值要重要的多。鉴于此，提出一种综合分析的方法。在类似工程中，要预测建筑物封顶后两个月（即荷载稳定）之前的累计沉降量时，应采用GM1,1模型进行预计具有较高的准确性。在荷载稳定之后的沉降量，采用VERHULST模型建模分析。而最终沉降量的确定，要用荷载稳定之后两的GM（1，1）模型预测值加上荷载稳定之后的VERHULST模型的预测值，这样的预测结果会更加准确。图51模型预测与观测值对比曲线4453各点预测值与观测值对比图将其余各点按GM1，1模型和VERHULST模型两种预测值和观测值的累加沉降量表示在一起，更明显的显示出沉降量随观测次数或观测时间变化的趋势，直观的比较出两种预测模型与实际沉降量拟合情况。D11点模型预测值与观测值对比00010020030040050060070012345678910111213141516171819观测次数累加沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图52D11预测值与观测值对比曲线45D13点模型预测值与观测值对比00010020030040050060070012345678910111213141516171819观测次数累加沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D14点模型预测值与观测值对比00010020030040050060070012345678910111213141516171819观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图53D13预测值与观测值对比曲线图54D14预测值与观测值对比曲线46D15点模型预测值与观测值对比00005010015020025030035040045050012345678910111213141516171819观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D16点模型预测值与观测值对比00010020030040050060070080012345678910111213141516171819观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图55D15预测值与观测值对比曲线图56D16预测值与观测值对比曲线47D17点模型预测值与观测值对比0001002003004005006007008009001000110012345678910111213141516171819观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D18点模型预测值与观测值对比00010020030040050060070080090010001100120012345678910111213141516171819观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图57D17预测值与观测值对比曲线图58D18预测值与观测值对比曲线48D19点模型预测值与观测值对比000100200300400500600700800900100012345678910111213141516171819观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D110点模型预测值与观测值对比000100200300400500600700800135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图59D19预测值与观测值对比曲线图510D110预测值与观测值对比曲线49D111点模型预测值与观测值对比0001002003004005006007008009001000135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D112点模型预测值与观测值对比000100200300400500600700800900135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图511D111预测值与观测值对比曲线图512D112预测值与观测值对比曲线50D113点模型预测值与观测值对比0001002003004005006007008009001000135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D114点模型预测值与观测值对比000050100150200250300350400450500135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）图513D113预测值与观测值对比曲线图514D114预测值与观测值对比曲线51D115点模型预测值与观测值对比000100200300400500600700800900135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）D116点模型预测值与观测值对比000100200300400500600700800135791113151719观测次数累计沉降量（MM）沉降累加生成数据预测值（GM）预测值（VERHULST）根据以上数据显示，结果符合在理论验证中表示的结果。在前9次观测中，利用GM（1，1）模型预测出的结果与实际值拟合程度较好，在第十次观测以后实际值逐渐趋向于和VERHULST曲线预测值，再次验证了理论部分的可靠性。图515D115预测值与观测值对比曲线图516D116预测值与观测值对比曲线5254建筑物最终沉降量的确定根据所建的灰色VERHULST模型，当T无限增大时，模型计算值趋于极限其极限就应该是用VERHULST模型确定的建筑物最终沉降量。对于本例，根据综合分析方法计算最终沉降量S最终704674696726（MM）根据最新资料显示，测到的总沉降量S最终718MM，趋向于预测沉降量。实践证明，这种计算是可靠的。其余各观测点的最终沉降量预测情况如表54所示表54最终沉降量预测MM点号D11D12D13D14D15D16D17D18预测值541718561528418629812873点号D19D110D111D112D113D114D115D116预测值73857972966769738765170753总结本论文主要介绍了高层建筑物沉降观测的目的、意义、内容及观测方法,沉降观测结果的整理、总沉降量的预见性处理，整个过程以具体的工程实例进行逐一展现，最后通过对观测数据进行分析处理，得出沉降荷载时间图、沉降速度曲线图和等沉降曲线图，最后得出以下结论（1）对工程建筑物进行变形观测是必要的，特别是沉降观测。（2）电子水准仪精度高、速度快、效率高，在沉降观测中有良好的应用。（3）通过对沉降数据进行处理和分析，以及沉降荷载时间图的分析，可以得出沉降的普遍规律。（4）通过对沉降速度曲线和沉降等值线图的分析，可以分析出沉降在工程范围内大致的走向。（5）采用综合分析的方法进行的总沉降量的预见性分析，结果相对准确，对本项目以后的沉降观测提供了宝贵的前期资料，对建筑物安全起到了预判作用。54参考文献1黄声享，尹晖，蒋征变形监测数据处理武汉武汉大学出版社，20032洪树耿浅谈高层建筑物沉降观测山西建筑，2007，33（18）89903关鹏举高层建筑物沉降观测作业方法科技资讯，2008，10814李岭，胡武生电子水准仪极其在沉降观测中的应用江苏测绘1999，23（1）22255苏平京，变形监测网的布设原则华东六省一市测绘学会第十一次学术交流会论文集200926傅玉虎,许国锋,陈立松浅谈绍兴某高层商住楼建筑沉降观测及分析J山西建筑,2008,34111171197高淑照灰色系统理论及在混凝土桥梁施工挠度变形监测中的应用D硕士学位论文西南交通大学,20028刘思峰,等灰色系统理论及应用M北京科学出版社,19991012,1861889卢正主编建筑工程测量M北京化工出版社，200410吴来瑞，邓学才建筑施工测量手册M北京中国建筑工业出版社，200511白迪谋工程建筑物变形观测和变形分析M成都西南交通大学出版社,200212姬方,贺跃光,熊莎,戴潇蕾灰色系统理论在高层建筑物沉降监测中的应用中国锰业，2013，1，535513刘玉威改进的灰色VERHULSTGM（1，1）建筑物沉降模型中国地质灾害与防治学报，2006,17（4）626314宰金珉，梅国维全过程的沉降量预测方法研究J岩土力学，2000，21432232515王双龙基于灰色VERHULST模型的建筑工后沉降预测测绘通报，2007，1016翟军,冯建明,冯英浚MGM1，N灰色模型及应用系统工程理论与实践,1997,17517陈正阳，曹传