用平均间隙法对多期观测水准网做点位稳定性检验

平均间隙法在变形监测基准点稳定性分析中的应用摘要变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段,因此确定变形体的稳定性就尤为重要。

对高层建筑物实施变形监测，首要的问题就是要保证基准网的稳定，在变形监测点位稳定性分析中，平均间隙法是一种常用的方法，特别是在垂直位移监测网的稳定性分析中，其应用更为普遍。

本文介绍了变形监测一些相关的基础知识并结合某一水准监测网利用平均间隙法及其F分布整体检验法进行点位稳定性检验，进而确定变形模型，结果达到了设计要求。

验证了该方法是行之有效的，且效果良好。

关键词：变形监测; 基准点; 稳定性检验; 平均间隙法;The method of mean gap in the reference point to monitor the Stability of the deformation monitoringABSTRACTDeformation monitoring is a body to monitor the deformation of an important means of security, so to determine the stability of deformed on the particularly important. On Deformation Monitoring the implementation of high-rise buildings, the most important issue is to ensure the stability of the baseline network, deformation monitoring points in the stability analysis, the average gap method is a commonly used method, especially in the vertical displacement of the stability analysis of network in its application become more popular. This article describes some of the deformation monitoring of the basic knowledge related to a certain standard in combination with monitoring the use of the average gap method and its distribution of the overall F test for the stability of test points, which determine the deformation model, the results met the design requirements. Validation of the method is a well-established and well. [keywords]:Deformation monitoring; Datum mark; Test for stability; The method of mean gap;目录绪论 (1)1. 变形监测的概述 (2)1.1变形监测研究的对象，内容，目的和意义 (2)1.1.1变形监测的对象 (2)1.1.2变形监测的内容 (2)1.1.3变形监测的目的 (3)1.1.4变形监测的意义 (3)1.2变形监测的特点和方法 (3)1.2.1变形监测的特点 (3)1.2.2变形监测的方法 (4)1.2.3变形监测的方案设计 (5)1.3变形监测发展现状和趋势 (6)1.3.1变形监测发展现状的技术概括 (6)1.3.2变形监测发展趋势的展现 (6)2. 变形监测网稳定性分析及方法 (7)2.1变形监测网的分类和概述 (7)2.1.1绝对网的基本概念 (7)2.1.2相对网的基本概念 (8)2.2监测网的参考系 (8)2.2.1参考系的方程 (8)2.2.2秩亏自由网平差与拟稳平差参考系的特点 (9)2.2.3参考系的选择对位移计算的影响 (11)2.3平均间隙法 (11)2.3.1平均间隙法的概念 (11)2.3.2平均间隙法的原理 (12)2.4变形检验灵敏度的分析 (14)3. 实例分析处理 (16)3.1基准点稳定性分析的必要性 (16)3.2问题的提出 (16)3.3分析方法 (16)3.4灵敏度的分析 (16)3.5实例分析及数据的处理 (17)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)东华理工大学毕业设计（论文）绪论绪论变形是自然界普遍存在的现象。

基于平均间隙法在构筑物垂直位移稳定性的分析及研究在实际中，为构筑物的垂直位移观测而设置的水准点，通常很难被认为是稳定不变的。

进行垂直位移的观测，不能单纯地以某一点作为高程的起算点，而应该对水准点的稳定性进行必要研究，通常采用重复观测，并对其成果进行分析，再以稳定的水准点作为计算位移值的依据。

本文探讨了分析检验水准点稳定性的平均间隙法，从构筑物垂直位移的一些相关基础知识切入并介绍了平均间隙法在构筑物垂直位移方面研究的发展情况。

标签：平均间隙法构筑物垂直位移变形监测1概述基础沉降是影响建（构）筑物设计施工及正常使用的主要因素，也是测量学中重要的要求内容之一。

在变形监测过程中，如何确定变形体的稳定性十分关键。

在分析变形监测点稳定性的方法中，尤其是在分析垂直位移监测网的稳定性工作中，平均间隙法理论可靠。

方法简便，结果可信，具有广阔的应用前景。

目前工程领域里进行垂直位移观测，掌握移动和变形规律，采取必要的预报及防治措施，以保障安全生产和人们的正常生活，达到预测和防治或减轻自然和工程灾害的目的，是比较常见而且重要的问题，因此项目研究内容具有重要意义。

2构筑物垂直位移构筑物的位移有垂直位移和水平位移两种，垂直位移即指构筑物的上升或沉降，但绝大多数情况都指的是构筑物的沉降；而水平位移指的是构筑物在水平方向上的移动。

那么构筑物出现沉降或水平位移的原因是什么呢？主要包括三个方面：（1）是地壳本身出现运动造成的，比如地震，这也是自然状况，不可抗拒的一种因素；（2）是人类在构筑物上的生产活动，也就是构筑物的负荷情况，当构筑物无法承受太大的负荷时，则可能出现沉降；（3）是由于建设施工出现的质量问题。

构筑物的垂直位移检验主要是以观测为主，包括要观测的水准基点、观测点的标志构造与埋设，倾斜观测，液体静力水准测量，水准点稳定性的检验和分析。

构筑物的垂直位移观测是测量基础和构筑物本身在垂直方向上的位移，观测是在基础开挖之前进行，贯穿于整个施工过程中，并要延续到建成后的若干年，一直到构筑物的沉降量在一定范围值以内，即沉降现象基本停止为止。

试谈沉降观测水准基点稳定性引言：在社会经济稳定发展的环境下，为了适应社会经济发展的需求，高层建筑随之出现。

高层建筑的安全性与稳定性直接关系着人身安全，影响着社会经济，在此情况下，建筑物沉降观测得到了广泛的关注，通过沉降观测，不仅可以控制工程施工，还可以预防不均匀沉降，防止因沉降问题而影响建筑物的质量。

在沉降观测时，受诸多因素的影响，其中最为重要的影响因素便是水准基点稳定性，为了降低其影响，本文介绍了水准基点稳定性分析法，并重点阐述了高层建筑沉降观测水准基点稳定性的相关内容。

1、水准基点稳定性分析法对于高层建筑而言，其高程变形量与基准点有着紧密的联系，监测点的测定是借助工作基点或者水准点实现的，二者直接体现在监测网中。

基准点作为稳定点，并非全部不动，而是超过一组为稳定点，但由于基准点的埋设数量较多，因此，在选择稳定点组别时存在一定的难度。

同时，在工作基点稳定的情况下，观测点的变形是相对于工作基点而言的，此时工作基点的位移是由测量误差造成的，因此，不用计算观测点位移的改正值，但经检验表明工作基点为不稳定点，则要给予改正，在此情况下，需要对其进行检验，以便于明确工作基点是否具备稳定性[1]。

平均间隙法是由德国学者提出来的，主要用于识别与检验监测网的不稳定点。

具体的操作流程如下：首先，实施图形整体检验，经两周，如果检验成功，则表示所有参考点均具有一定的稳定性，如果检测未成功，则要进一步检验不稳定点，通常情况下，采用尝试法以便于明确不稳定点，通过每个点的检测进行逐一排除，同时，对图形不一致性降低的速率进行测算，通过对比分析可知，图形不一致性降低最大点便是不稳定点，排除此点后，再行测算与分析，直至图形全部检测成功，在此基础上，保证了监测网所有点的稳定性。

此方法的原理为，在两周观测过程中，利用平差获取平差后的高程或坐标值，此时的平差值便是间隙差，通过统计学检测，进而明确观测点是否稳定[2]。

2、工程案例本文以某高层建筑项目为研究对象，选择了其中一栋高层，对相关的数据信息进行了采集，属于一类工程，抗震级别为7级、层数20层、设计使用年限70年，埋设的沉降点4个，分别为A、B、C、D，四点分别位于建筑物的转角处，在沉降观测过程中，根据三等水准的相关要求，布设了水准闭合环，使用了高精度电子水准仪与条形码水准尺实施了往返观测，其顺序为后-前-前-后。

49一、基准网数据稳定性分析的方法原理1.平均间隙法。

德国学者Pelzer于1971年首次提出了平均间隙法，作为稳定性分析方法的一种，平均间隙法的基本思想是对监控网络进行两次测试和分析。

如果试验通过，则表明所有基准点都是稳定的。

相反，则需要进一步对每个点进行分析，提取出不稳定的基准点。

2.分块间隙法。

分块间隙法的原理是将监测点划分为稳定和不稳定两部分，其中，F表示稳定部分，M表示不稳定的部分，T d =（T F d TM d ）表示坐标差（间隙）矢量，在显著水平α条件下，假设FF≤αf h F ,，则认为f分块无误，否则认为存在不稳定点，需要进一步计算分析找出不稳定基准点。

二、案例分析1.地铁隧道中基准网的建立和工作基点的确定。

无锡轨道交通1号线南延线起自1号线终点长广溪站终至南泉站，线路正线全长5.17km，设站3座，全部为地下线。

地铁一号线南延线长广溪站~雪浪站区间在长广溪站始发后与出入场线大致平行，在长广溪站盾构始发端，在右线隧道SK29+793.681~SK29+866.75里程范围下穿出入线且与出入场线平面距离约为2.3m，并行段新建隧道与既有线结构平面最远距离约为10.9m，盾构施工对既有线隧道影响等级为特级。

需对该区段地铁隧道进行保护区监测。

隧道施工影响隧道长度约 100m。

在对隧道保护区监测中，监测基准点选取远离变形区 80 ～ 120m 外布设在轨道道床上。

在基坑施工影响区域外上下行各布设 4 个基准点，共计8 个基准点。

在整个开挖过程中，为了确保地铁隧道保护区在挖掘过程中的绝对安全性，使用自动全站仪对其进行连续24h不间断的变形监测。

所选择的监测网为长形监测网，8个基准点分别分布在隧道影响区域外的固定区域，如图1所示。

图1 基准点位置2.基准点稳定分析。

本次基准点的稳定性分析以仪器点位观测对距离和角度的观测为基础，通过多点后方交会后得到基准点坐标，数据见表1。

表1 基准点坐标表两期的观测距离数据如表2所示。

城市地铁控制网稳定性分析及应用摘要：城市地铁控制网是城市地铁工程的基准，是工程施工质量安全的保障，其稳定与否直接影响到联系测量及贯通误差的计算。

本文研究了控制网的稳定性分析方法，结合北京地铁五号线某段控制网，利用两期平面观测数据对控制网进行稳定性分析，保证了隧道的安全贯通。

关键词：城市地铁控制网稳定性分析平均间隙法变形椭圆法中图分类号： u231 文献标识码：a 文章编号：abstract: as the datum of city subway engineering, controlnetwork ensures the quality and safety of the engineering. the stable or not of the control network play an important part in connective survey and piercing error calculation. the analysis method of network is researched in the paper. based on the two-period data of beijing fifth line subway, the stability of network is analyzed, the breakthrough of the tunnel is ensured.key words: city subway control network; analyzing stability; average clearance inspection method; distortion ellipse method.1概述城市地铁控制网是城市地铁工程施工测量的基准，控制网的精度直接影响地铁隧道的安全及质量。

地铁控制网多在城市中心布设，由于工程施工期长，施工区域条件复杂，人口车辆众多，控制网容易破坏或发生点位移动，必须对控制网进行定期复测并进行控制网稳定性评判。

“平均间隙法”在城市地铁监测基准点稳定性分析中的应用摘要：通过查阅大量专业文献，分析变形监测网中基准点稳定性的必要性和意义；变形监测网中基准点的稳定性分析的方法——平均间隙法，而传统的平均间隙法具有一定的局限性，本文采用在整体检验时将基准点两个方向的坐标分开计算间隙来判断是否发生位移，旨在改进当变形位移与观测误差接近的时候传统的平均间隙法无法快捷判断是否稳定的情况。

将改进后的平均间隙法与传统方法结合某地铁13号线的工程实例，选取某车站深基坑施工变形监测的数据进行处理以及对比分析，检验两种方法的适用性，从而论证得出改进后的平均间隙法的实际应用意义。

关键词：平均间隙法改进；变形监测网基准点稳定性分析；变形监测；平均间隙法；稳定性分析方法引言。

随着现代社会的不断快速发展，地铁工程与日俱增，地铁工程具有基坑挖深大，地铁车站及周边环境复杂特点，对地铁监测技术要求愈来愈严格，提出了更高的要求。

随着测绘科学技术以及测绘仪器的不断发展，采集的数据越来越精确，系统误差越来越小，地铁监测的精度要求越来越高，继而需要剔除变形监测网中发生不符合规范变形的基准点。

在传统的剔除不稳定点的平均间隙法的基础上，本文提出了一种针对平均间隙法的改进方法。

一、平均间隙法进行平差计算得到两期变形监测数据的坐标间隙，间隙的产生有观测误差和位移形变两方面的原因。

因此，在判断基准点是否稳定就需要比较这两者的大小。

当变形位移与观测误差接近的适合，一般方法难以判断是否稳定的时候，需要利用数学统计方法来进行稳定性判断。

（一）平均间隙法的具体步骤1.整体性检验平均间隙法首先判断基准网中是否稳定，也就是总体判断基准点是否发生了位移变形。

在判断基准点是否发生了位移变形时，利用两期观测数据平差结果计算出两期基准点间的坐标间隙（i=1，2，…，N，其中N为监测点的个数）；(1)上式中分别为各基准点两期坐标间隙。

通过各周期观测值改正数、观测值的权阵和多余观测数算出各自的单位权方差估值：(2)n代表为基准网观测的周期。

探讨大坝平面变形控制网观测及稳定性分析摘要：大坝在我国水利水电工程中发挥不可或缺的作用。

既要承载水库中存储水的压力，又要抵御讯期泄洪时来自水流的巨大冲击力。

因大坝多采用钢筋混凝土结构建筑而成，其在长期自重及诸多因素影响下易发生变形，加强大坝变形的监测非常关键。

本文结合实例，介绍了平面变形的控制网布设情况及其稳定性分析。

关键词：平面控制网；外业观测；稳定性；分析琅琊山抽水蓄能电站的建筑主要包括上水库的主坝、副坝、地下厂家、水道及下水库等，整个工程及很多建筑物的等级为二级。

基于对主、副坝工作基点的稳定性了解的需求，布设了平面控制网，定期展开观测活动，确保大坝的安全运行。

1大坝平面变形的控制网1.1概况平面监测网共设9个控制点，呈边角网状（参见下图），外业依据国家一等三角网的精度观测。

平面控制点的观测墩为钢筋混凝土材料，每年监测一次，截止2017年，已观测九期数据，本文对第八、第九的数据加以对比。

图1-平面网示意图1.2外业观测观测仪选用瑞士Leica TM30高精度的智能全站仪，标称精度：测边（0.6+1×D×10－6）mm；测角0.5″，观测前，分别检验了仪器补偿设备的指标差、纵横误差、横轴倾斜误差等指标，且将检测数值设于仪器内自动改正。

（1）观测水平角测量控制网的水平角度时，应达到国家一等观测精度，用全圆方向观测方法观测12回，共50个方向。

全网以标石的中心为基准，观测水平角的方向均在同一时段完成，优选成像清晰的天气作业。

（2）观测边长边长用对向观测法，一条边单向观测4测回，各个测回读取四次数据，至0.1mm，中数读取到0.O1mm，全网共观测25条边长。

按照相关的技术标准。

边长观测的时候，用干湿温度计、空盒温度气压表，对测站点和镜站点的干湿温度与气压进行测量，取平均值为气象改正参数。

依次从测站、镜站的三个方向，对测量仪及棱镜的高进行观测，读到0.1mm。

（3）观测天顶距各条边对向观测时皆应观测天顶距，共观测50个方向。

建筑物的沉降观测与数据处理摘要：文章结合工程实例，介绍用精密数字水准仪对大型建筑物进行沉降观测的基本要求和施测方法步骤，并对观测数据分析处理及成果提交提出了建议。

关键词：电子水准仪；沉降观测；基本要求；数据分析Abstract: This article unifies the project example, introduced the use of precision Digetal level on the settlement observation of building the basic requirements and the test method steps, and the observation data analysis processing and the results presented are suggestedKey word: Electronic level; Settlement observation; basic requirements; data analysis1 沉降观测的基本要求1.1五定原则：沉降观测自始至终要遵循五定原则：基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。

以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一趋向线，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实反映建构筑物的沉降情况。

1.2沉降观测点的埋设要求，要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。

一般要求设置的沉降观测点纵横向要对称，均匀地分布在建筑物的周围。

通常建筑物设计图纸上布置专门的沉降观测点。

埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。

1.3观测时间的要求，建筑物的沉降观测对时间有严格限制，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而使整个观测得不到完整的观测资料。

摘要变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段,因此确定变形体的稳定性就尤为重要。

对高层建筑物实施变形监测，首要的问题就是要保证基准网的稳定，在变形监测点位稳定性分析中，限差检验法、平均间隙法等都是常用的变形监测方法，在一些垂直位移监测网或者是水平位移监测网的稳定性分析时，通过选取最佳的监测方法可以有效的减小监测误差，提高监测的精度。

本文首先介绍了变形监测的相关基础知识，并重点介绍了变形监测的相关理论与变形监测基准点的稳定性分析方法，并结合实例使用限差分析法进行了变形监测点的分析。

关键词：变形监测网；基准点；稳定性；分析目录引言 (1)1. 变形监测的概述 (2)1.1变形监测的对象 (2)1.2变形监测的内容 (2)1.3变形监测的目的 (3)1.4变形监测的意义 (3)2. 变形监测网稳定性分析及方法 (4)2.1变形监测网的分类和概述 (4)2.1.1绝对网的基本概念 (4)2.1.2相对网的基本概念 (5)2.2监测网的参考系 (5)2.2.1参考系的方程 (5)2.2.2秩亏自由网平差与拟稳平差参考系的特点 (7)2.2.3参考系的选择对位移计算的影响 (8)2.3 变形监测网稳定性分析方法 (9)2.3.1 限差检验法 (9)2.3.2 限差检验法步骤 (9)3 实例分析 (11)3.1基准点稳定性分析的必要性 (11)3.2问题的提出 (11)3.3 数据分析与处理 (11)4. 结论 (14)参考文献 (16)引言变形是自然界普遍存在的现象。

各种荷载作用于变形体，使其形状，大小及位置在时间域或空间域发生变化均为变形。

变形监测则是对设置在变形体上的观测点进行周期性的重复观测，求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。

所以变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段。

它是通过实时获取变形体的动态位移信息，根据这些信息预警变形体安危状况。

变形监测具有实时性，事前性，可靠性三个基本属性。