沉降观测中的误差及其控制误差方法

沉降观测中的误差及降低误差的方法
邱业建;雷明锋;唐雨
【期刊名称】《湖南交通科技》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】沉降观测是现代信息化施工技术中的关键内容之一。

在全面总结分析沉
降观测过程中误差来源及原理的基础上，提出了有针对性的误差降低或消除方法，并指出实际操作过程中，应遵循“五定”的观测原则，以降低观测误差。

【总页数】5页(P85-88,171)
【作者】邱业建;雷明锋;唐雨
【作者单位】中南大学土木工程学院，湖南长沙410075;中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075; 中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙 410004;中铁十二局
集团第七工程有限公司，湖南长沙 410004
【正文语种】中文
【中图分类】U41
【相关文献】
1.沉降观测中的误差分析及其控制误差方法
2.仪器仪表测量误差的产生原因及降低误差方法
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4.电
能计量装置误差产生的原因及降低误差的方法5.对MAPGIS地理信息系统误差来
源及降低误差方法的讨论
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数字水准仪在某火电厂二等水准测量的应用随着数字技术的发展，传统的光学水准仪正在被数字水准仪所替代，它实现了水准测量的数字采集、记录和处理的自动化目前各厂家生产的数字水准仪,虽然仪器型号不同,但在标尺读数、数据记录、各种误差(限差)报警等方面均已实现自动,从而减轻了仪器使用者的劳动强度并大幅度提高了观测工作的效率它具有人为干预少、工作速度快、读数准确、测量精度高等优点,目前已成为沉降观测、工程水准测量、高精度水准网观测的骨干仪器1、数字水准仪工作原理为:一个数字水准仪测量系统主要是由编码标尺、光学望远镜、补偿器、CCD 传感器以及微处理控制器和相关的图象处理软件等组成。

工作基本原是标尺上的条码图案经过光反射，一部分光束直接成像在望远镜分划板上，供目视观测，另一部分光束通过分光镜被转折到线阵CCD传感器的像平面上，经光电转换、整形后再经过模数转换，输出的数字信号被送到微处理器进行处理和存储，并将其与仪器内存的标准码（参考信号）按一定方式进行比较，即可获得高度读数和水平距离。

2数字水准仪的误差影响及解决方法2.1视准线误差由数字水准仪的构造和测量原理知道,数字水准仪存在两个完全不同的i角,如图1所示,数字水准仪在它的望远镜光路中加装有分光镜和光电探测器CCD。

望远镜照准标尺并进行调焦后,标尺条码影像一方面被成像在望远镜十字丝分划板上供观测者目视观测;另一方面又在分光镜的作用下成像在光电探测器CCD上进行电子测量。

用于目视观测的光线与仪器水平轴线的夹角称作仪器的光学i角,而用于电子测量的光学(虚拟线)仪器水平轴线的夹角即是数字水准仪的电子i角。

带的i角检测程序测出其值,却无法通过改变探测器CCD或补偿器位置的方法来对其进行校正。

如图1所示,因为探测器CCD内存着标准编码,其参考点稍有变化都将直接影响仪器的精度,而调整补偿器位置也只能在工厂中进行。

由此可知数字水准仪的电子i角存在着工作中只能测定、不可校正的特性。

建筑沉降观测中的常见性问题及处理措施摘要：改革开放至今，我国大型建筑的建设迅速发展，处于对地面状态差异性的考虑，就需要通过沉降观测的形式来对建筑的安全性进行确定。

下面，本文就对建筑沉降观测中的常见性问题进行阐述，分析其相应的处理措施，为建筑沉降观测的实践提供参考。

关键词：建筑；沉降观测；问题；措施；分析随着我国经济建设的迅速发展，各地的高层、超高层建筑如雨后春笋般大量的兴建，大型建筑物集群日益丰满起来。

相比于普通建筑物，大型建筑的负载大，作用地面的强度高，往往会使得建筑基础高度受压而形成沉降，这对建筑的安全性及正常使用都有着极为不利的影响。

为了防止这种沉降现象的发生，就应在大型建筑施工、使用过程中通过沉降观测的形式对其沉降速率及沉降量进行观测，以便及时发现存在的问题，尽快地加以解决，确保工程的整体安全性。

一、建筑沉降观测的重要性走在城市的道路上，亦如同置身于楼宇丛林当中，的确，城市化建设的进程不断加快，高层建筑成为城市建设的发展方向。

中国地大物博，但是各地在气候、环境、土地等都存在着显著差异，其中，土地是大型建筑的基础，其承受能力的不均亦使得建筑的地基安全性各异，那对于难以达到大型建筑建造标准的土地来讲，就应当采取相应的处理措施，或改为建设普通建筑。

但是这种土地结构是难以凭借主观感觉和经验去加以区分的，需要通过科学的沉降观测形式来对其沉降速率和沉降量进行准确的观测，这也决定了沉降观测的结果成为建筑施工及设计的首要参考标准，关系着建筑竣工后的安全性及使用寿命。

因此，可以说合理的建筑沉降观测工作的开展，为建筑的整体性能提供了最为基本的保证，是必不可少的工程。

第一，地基的最极限承载能力的确定。

通过在施工现场选取比较典型的地层来进行相关的承压板载荷试验，从而确定其数值。

在山坡的平台上面可以设置相关锚桩横梁的反力装置，在对基地进行挖孔的孔底及其平洞内部可以借助山体的自重力来设置撑式的反力装置，通过压力传感器来进行测力，并通过位移计测量其沉降情况。

沉降观测中常遇到的问题及其处理在沉降观测工作中常遇到一些矛盾现象，并从沉降与时间关系曲线上表现出来。

对于这些问题，必须分析产生的原因，予以合理的处理。

兹将常见的几种现象分述如下：曲线在首次观测后即发生回升现象在第二次观测时即发现曲线上升，至第三次后，曲线又逐渐下降。

发生此种现象，一般都是由于初测精度不高，而使观测成果存在较大误差所引起的。

在处理这种情况时，如曲线回升超过5mm，应将第一次观测成果作废，而采用第二次观测成果作为初测成果；如曲线回升在5mm之内，则可调整初测标高与第二次观测标高一致。

曲线在中间某点突然回升发生此种现象的原因，多半是因为水准点或观测点被碰动所致；而且只有当水准点碰动后低于被碰前的标高及观测点被碰后高于被碰前的标高时，才有出现回升现象的可能。

由于水准点或观测点被碰撞，其外形必有损伤，比较容易发现。

如水准点被碰动时，可改用其他水准点来继续观测。

如观测点被碰后已活动，则需另行埋设新点；若碰后点位尚牢固，则可继续使用。

但因为标高改变，对这个问题必须进行合理的处理，其办法是：选择结构、荷重及地质等条件都相同的邻近另一沉降观测点，取该点在同一期间内的沉降量，作为被碰观测点之沉降量。

此法虽不能真正反映被碰观测点的沉降量，但如选择适当，可得到比较接近实际情况的结果。

曲线自某点起渐渐回升产生此种现象一般是由于水准点下沉所致，如采用设置于建筑物上的水准点，由于建筑物尚未稳定而下沉；或者新埋设的水准点，由于埋设地点不当，时间不长，以致发生下沉现象。

水准点是逐渐下沉的，而且沉降量较小，但建筑物初期沉降量较大，即当建筑物沉降量大于水准点沉降量时，曲线不发生回升。

到了后期，建筑物下沉逐渐稳定，如水准点继续下沉，则曲线就会发生逐渐回升现象。

因此在选择或埋设水准点时，特别是在建筑物上设置水准点时，应保证其点位的稳定性。

如已查明确系水准点下沉而使曲线渐渐回升，则应测出水准点的下沉量，以便修正观测点的标高。

浅谈沉降观测中的几点注意事项摘要：随着土地资源日渐减少及建(构)筑物越来越多，沉降观测的作用也越来越显得重要。

沉降观测除了具有安全预报、科学评价及检验施工质量外，在工期实施中，通过沉降观测数据对施工中出现的问题,能够得到及时处理和纠正，以防患于未然。

本文通过对建筑工程中沉降观测水准基点的选择、沉降观测点设置的选择、沉降观测的周期和时间及人员本身的阐述，分析了沉降观测中的几点注意事项。

关键词：沉降观测；水准基点；注意事项在实际开展沉降观测过程中，由于沉降观测周期不确定、测量基准点、监测点无保护措施、测量人员专业水平不高等原因造成观测数据不准确，沉降与时间关系曲线图矛盾等现象。

出现这些现象主要原因是没有认真编写沉降观测方案。

因此，编制一份好的沉降观测方案是有效开展好沉降观测的途径。

编制沉降观测方案要做好准备工作，首先要了解工程特点，然后要认真学习《工程测量规范》GB50026—93；《国家一、二等水准测量规范》，他们是编制的主要依据，还要根据沉降观测精度要求高的特点，提出对仪器设备、人员素质的要求。

一、沉降观测水准基点（或称水准点）的选择水准基点（以下简称基点）是沉降观测的基准点，应根据工程的沉降施测方案和布网原则的要求建立，而沉降施测方案应根据工程的布局特点、现场的环境条件制订。

依据工作经验，一般高层建筑物周围要布设三个基点，且与建筑物相距50m至100m间的范围为宜。

基点可利用已有的、稳定性好的埋石点和墙脚水准点，也可以在该区域内基础稳定、修建时间长的建筑物上设置墙脚水准点。

若区域内不具备上述条件，则可按相应要求，选在隐蔽性好且通视良好、确保安全的地方埋设基点。

所布设的基点，在未确定其稳定性前，严禁使用。

因此，每次都要测定基点间的高差，以判定它们之间是否相对稳定，并且基点要定期与远离建筑物的高等级水准点联测，以检核其本身的稳定性。

水准点帽头宜用铜或不锈钢制成，如用普通钢代替，应注意防锈。

水准点埋设时间须在基坑开挖前15天完成。

GPS测量技术在沉降观测中的误差分析研究摘要：本文通过对gps测量技术在沉降观测的误差源进行分析、研究，提出了削弱gps测高时的相关误差，以提高gps测高精度，进而论证gps测量技术进行沉降观测的可行性。

关键字：gps沉降观测误差分析0 引言gps测量技术是三维定位技术，其特点在于精度高、范围广、全天候、可实时定位等，因此在大地测量、工程测量、导航定位、工程形变监测等领域得到广泛应用， gps技术在测量领域的应用，为测量理论知识和工程应用都带来了革命性的变化。

gps测量技术测定的点是以wgs-84全球gps地心空间直角坐标系定义的，通过测定地面点与wgs-84坐标的差值，经过坐标系的转换，可得到以参考椭球面为基准的大地三维坐标。

众所周知，gps定位精度可以达到1×10-6数量级的精度，若使用一些特殊的作业方法以及精密的后处理解算软件，其精度可达10-7数量级甚至更高，而其高程精度一般认为比平面精度低2一3倍。

一些专家学者一直以来都在致力于研究提高gps高程精度的方法，其中有两种:一是通过重复点的gps水准测量，先求取重复点的高程异常，然后对求得的高程异常进行拟合和推算，最后求出待定点的高程异常，从而得到待定点的正常高即待定点的高程；一是将gps大地坐标转换到该测区以某一基准点为原点的站心坐标，并将其中的z分量表示gps高程。

沉降观测的传统方法是水准测量。

gps测量技术能否用于沉降观测，最可靠的方法是与水准测量进行比较分析研究。

本文主要从影响gps高程的误差方面进行分析、研究，并提出消除误差的几种有效的方法。

这对gps沉降观测是非常有意义的。

1 gps沉降观测的主要误差来源沉降观测传统的方法就是进行相应等级的水准测量，以获得不同时间段上高程值变化规律。

自gps技术在测量行业得到广泛应用以来，gps测量技术能否用于沉降观测成为很多专家学者的关注。

目前已经有很多工程应用的实例给我们很大的启示。

地铁沉降观测中的误差及降低误差的方法摘要：通过监测工作的实施，根据地铁结构的变形监测数据，介绍了在实际施工中如何控制好各个因素以便提高沉降观测精度。

【关键词】沉降观测；影响因素；误差分析1、仪器误差1.1仪器校正后的i角误差仪器校正后，还存在 i 角校正残余误差；仪器长期使用或受震动影响，使望远镜视准轴与水准管轴不平行，这种误差属于系统误差，误差大小同仪器与水准尺的距离成正比。

这种误差的控制方法是：将仪器尽量安置在前、后视距离相等的地方，这样就可以消除或减弱此项误差的影响。

1.2 水准尺误差由于水准尺刻划不准确，尺长变化、弯曲等影响，水准尺必须经过检验才能使用。

（1）尺的接头误差的影响，控制方法可以通过在水准测段内用同一根尺子，并把测段站数目布设成偶数站；（2）尺的零点误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内，两根水准尺交替轮换使用，即在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺，并把测段站数目布设成偶数，则在高差中相互抵消。

标尺的零点差可在一水准段中使测站为偶数的方法予以消除。

2、观测误差2.1人员本身观测人员必须熟悉测量学的基本理论知识，熟练掌握水准仪器的操作规程，并且针对不同的工程特点、具体情况能采用不同的观测方法和观测程序，对观测过程中出现的问题能及时分析出原因，能正确的运用误差理论进行水准网平差计算。

由于每个人使用仪器和读数的习惯不一样，如果变换观测人员，就容易引起仪器操作误差和读数误差。

控制方法：在每次观测时，保证人员固定不动，减小观测误差(偶然误差)，这对提高沉降观测精度也有一定的作用。

2.2 水准尺倾斜影响水准尺如果是向视线的左右倾斜，观测时可以通过望远镜十字丝很容易被察觉并纠正过来。

但是，如果水准尺的倾斜方向与视线方向一致，则不容易被察觉。

水准尺前后倾斜总是使尺上读数增大。

它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的大小即视线距地面的高度有关。

尺的倾斜角越大，对读数的影响就越大；尺上读数越大，对读数的影响就越大。

沉降观测规范
沉降观测规范是指进行沉降观测时需要遵守的一系列规定和要求。

以下是一些常见的
沉降观测规范：
1. 观测点的选择：观测点应具有代表性，能够真实反映监测区域的沉降情况。

观测点
应选择在土地沉降较为显著的区域。

2. 观测仪器选择：应选择高精度的沉降仪器进行观测。

观测仪器的测量精度应满足实
际要求，并且应定期进行校准和检验。

3. 观测时间：观测时间应至少包括建设前、期间和建设后的阶段。

观测时间应长达数
年以获得准确的沉降数据。

4. 观测频率：观测频率应根据具体情况确定，通常建议每月观测一次。

在建设期间，
观测频率可以适当增加。

5. 数据处理与分析：观测数据应经过严格的处理和分析，包括数据采集、校正、滤波
和拟合等步骤。

应采用合适的数学模型进行数据分析，以得到准确的沉降结果。

6. 数据记录与报告：观测数据应详细记录并进行备份。

观测结果应及时报告，并编制
详细的观测报告，包括观测过程、仪器校准、数据处理方法、结果分析等内容。

7. 观测误差控制：应采取措施降低观测误差，包括仪器的校准、环境条件的控制、操
作人员的培训等。

观测误差应根据要求控制在一定范围内。

请注意，这些规范仅为一般性建议，实际的沉降观测规范可能因具体情况而有所不同。

建议在进行沉降观测前，咨询专业人士以获取最新的准确规范。

高层建筑物沉降观测方法及误差分析作者：贾洪胜来源：《城市建设理论研究》2013年第08期摘要：本文理论上阐述了沉降监测方法及误差来源解析。

然后结合某建筑物沉降监测实例详细说明。

关键词：沉降监测方法；误差分析；Abstract: This paper theoretically expounds the settlement monitoring method and error source analysis. Then with a building subsidence monitoring example in detail.Keywords: subsidence monitoring method; error analysis中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）沉降监测是通过布设基准点和沉降观测点，采用周期观测来获取建筑物沉降数据，采用沉降分析理论实现沉降监测。

保证了建筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的数据。

一、作业的技术依据及要求1、执行国家标准《工程测量规范》GB50026-2007,并参照行业标准《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97中的有关要求。

变形观测点的高程中误差±1.0㎜。

2、执行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002。

3、首次观测在基础底板建成后进行,地下室按每增高1层进行一次沉降观测。

建筑物升至±0.0后，楼层按每增高3层左右进行一次观测,直至主体竣工（封顶）。

以后按设计人员及规范的相关要求，进行观测，直至建筑物稳定。

4、高程系统采用独立(假定)高程系。

二、水准基准点、观测点的布设1、水准基准点在建筑区域外的东南及西北侧，各设置3个水准基准点。

水准基准点或设置在已有构筑物的基础顶面，或设置在旧有建筑物的墙体下部。

点位标志采用特制的金属水准点或固定膨胀螺栓。