沉降变形监测网水准点的稳定性检验研究

ＬｏＷ　ＣＡ　ＲＢｏＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１５，ｉ　ｌ　能源－地矿　沉降变形监测网水准点的稳定性检验研究　蒲仕权　，汪培德ｚ　（１．江西省煤田地质局普查综合大队；２．江西省煤田地质局一九五地质队）　【摘要】为了确保建（构）筑韧的正常使用寿命以及安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的参考资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉　降观测的必要性和重要性显着非常重要。本文结合工作实践，主要针对南昌绿地・中央广场沉降变形监测水准点的稳定性的检验进行了分析。　供同行参考。　【关键词】沉降变形：水准点；稳定性检验；ｔ检验　【中图分类号】Ｐ２０７＋．２　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１５）３２—００９７—０２　引言　随着我国高层建筑的不断出现，高层建筑的基础和地基　所承荷载不断增加，最终会引起基础及其四周的地层变形。这　种变形超过某一限度就会影响建筑物的正常使用．严重时还　会危及安全．因此，必须在建筑物施工和运行管理期间进行建　筑物的变形观测。而沉降变形监测网一般可分为绝对网和相　对网，绝对网是指部分点位于变形体外的监测网．多用于工程　建筑物的变形监测。在绝对网中，那些布设在变形体外的点，　是为测定变形体上的监测点的绝对变形提供参考系．通常称　这些点为基准点或参考点。但基准点也可能因为某些因素而　发生移动．这些因素包括埋设及地层的不稳定．或对变形影响　范围的估计不足以及其它人为因素等。在变形监测中，为了能　够发现不稳定的基准点，通常布设多个基准点，且构成一个基　准网．通过定期对基准网的复测来检查基准点是否稳定，并将　不稳定的基准点剔除。因此在沉降变形监测中．应对基准点的　稳定性进行检验分析。　１　ｔ检验法的统计量构建　根据统计理论，若随机变量Ｘ，Ｙ相互独立．且Ｘ～Ｎ　（０，１），Ｙ￣Ｘ　（ｆ），则随机变量ｔ＝—　服从自由度为ｆ的ｔ分　、／Ｙ肛　布，记为ｔ—ｔ（ｆ）。这种服从ｔ分布的的统计量称ｔ变量，用ｔ变　量检验正态母体的方法，称ｔ检验法。由测量平差结果的统计　性质可知：　～Ｎ（０，１）　～ｘ　（ｆ）　盯０　Ｖ　ｘｘ　ｃｒｎ　盯ｎ为母体单位权中误差（未知），其方差估计量为：　ＴＶＴＰＶ　由此．可得出统计量：　仁　八／　ｃｒ０、／Ｑｘｘ　Ｖ盯：ｆ　化简构建统计量：　ｔ：　二　Ｌ～ｔ（ｆ）　ｏ　ｏ、／Ｑｘｘ　２水准点稳定性ｔ检验原理　同一个水准网的两期平差高程之差（间隙）究竟是由测量　误差引起的．还是点位发生变动．可用统计检验的ｔ检验法逐　点判别每个水准点的稳定性。　每期观测分别作秩亏自由网平差，求得各水准点的高程，　设第１期和第２期观测求得的某点高程分别为Ｘｌ和Ｘ２，则该　点间隙ｄ＝Ｘ２一Ｘｌ。　其方差为Ｄ￣＝ｔｒ：（ｑ　ｑ　）　式中：盯：为母体单位权方差，ｑ　　，ｑ　，为高程改正数协因　数阵Ｑｘｘ中对角元素的对应值（Ｑｘｘ为秩亏自由网平差法方程　系数Ｎ的逆，即Ｎ～，当两期网形一致时，两期的Ｑｘｘ相等）。　根据上述统计量ｔ．可组成如下统计量：　ｔ：．　二　二　盯０　Ｖ　＋ｑ　式中：∈　，∈：分别为该点在第１、２期时的期望。如果ｄ中不　包含变形信息．则两期坐标的期望值应相等，因此，进行ｔ检　验就是检验∈２一∈１是否为零。　原假设Ｈ０：∈ｒ∈ｌ＝０　备择假设Ｈ。：《厂《　≠０　在Ｈ０成立下，ｔ＝　——　二＝～ｔ（ｆ）　盯０、／ｑ　＋ｑ　选定显著性水平ｏｔ后，查出ｔ　，若Ｉｔｌ＞ｔ￣，则认为位移是显　著的。　上述ｔ检验是建立在两期观测精度相同的基础之上，在　实际数据分析中．需作Ｆ检验以判断两期观测精度是否相同。　３建筑物沉降监测基准网稳定性分析　３．１工程概况　南昌绿地・中央广场项目位于江西省南昌市红谷滩新区，　赣江的西侧．与南昌市政府、秋水广场相邻，拟建中的地铁线　从其西侧穿过，地块与地铁形成通道，被南昌市政府列为一号　工程　本工程Ｃ地块基地面积１８２５５．４５ｍ　，总建筑面积　１０４５１７．９ｍ　。其中地上建筑面积７２０９７．９ｍ　，地下建筑面积　３２４２０ｍ￣　功能组成为一幢地上建筑面积为３８３７３．３ｒｎ２的办公　楼Ｃ１．一幢地上建筑面积为２０９０３ｍ　的住宅楼Ｃ２（底层和二　层局部为商业），附属商业单体Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５，建筑面积分别为　６６４７．６ｍ２．４４５０ｍｚ．１７２４ｍ￣。按规划退界要求建筑退丰和大道　２０ｍ、世贸路１５ｍ　３．２水准基点和沉降观测点的埋设　（１）水准基点：拟在受主体影响外的世贸路及丰和大道上　埋设３个水准基点．３个基点将组合１个水准网，按二等水准　测量进行观测．再通过条件平差计算各点高程。观测过程中，　每半年对３个水准基准点的稳定性进行检验１次。　（２）观测点：按《建筑变形测量规程》（ＪＣＪ／Ｔ８—２００７）的规　定，在建筑物四角、沉降缝及承重量最大的关键部位及沿外墙　能源・地矿　ＬＯＷ　ＣＡＲＢＯＮ　ＯＲＬＤ　２０１５／１，　每隔１０～２０ｍ处或每隔２　３根柱基上设立观测点，Ｃ１栋为２６　层建筑．布置１８个观测点，Ｃ２栋为２７层建筑，布置２２个观　测点　点的构造形式用￣ｂｌ４ｍｍ～ｑｂ２０ｍｍ的钢筋制成弯钩直角　形。弯长不小于３ｃｍ，弯头是半球状、弯头向上、植入墙、柱内　１０～１５ｃｍ，并用高标号水泥填塞牢固、弯头离墙、柱体的间距以　适应粉刷及装饰为宜　上弯头高度应在±Ｏ水平线上】Ｏ～　￣　，ｏ＝　＿ｌ＿９８５／ｒＺ　（１，１）＝１６１．４，　取ａ＝０．０５，查表得　由于Ｆ＜Ｆ　（１，１），可认为两期观测是同精度的。　由此．现可对每个基准点进行单点ｔ检验，其统计量为：　２０ｃｍ．并要求与上层楼顶或横梁下端的净空高不小２ｍ，同时　保持在弯头垂直面上无任何建筑物。观测点由施工单位按我　方要求制作　该建筑物沉降监测水准基准网如图１所示。　图１　对该基准网进行了两期同精度观测，按水准路线的测站　数定权，则各观测值的权为：　Ｐ：—　。”ｎｉ，ｌ　式中：ｎ为ｉ，ｊ线路上水准测量的测站数，取ｃ＝６，两期观　测的高差数据及权见表１所示（单位：ｎ１）。　表１　高差线路　第一期　第：期　权Ｐ　ｈ＾Ｂ　０．４５２８４　０．４５３１８　２　ｈ＆（　：０．３４７８７　０．３４８２６　２　ｈＥ　Ａ　一０　８０１３２　－０．８０２１３　３　对该水准网进行秩亏自由网平差．第一期平差结果为（近　似高程改正数，ｍｉｌｌ，下同）：　Ｘｊ：卜０．１７　０．００　０．１７１　，第二期平差结果为：　Ｘ：［－Ｏ．５５－０．０２　０．５７］ｖ．两期平差求得水准点高程间隙　ｄ＝Ｘ２－ＸＩ＝：【０．３８　０．０２　－０．４０］　。　由于采用同样的仪器和水准路线，且水准网形相同，因　此，两期平差的法方程相同，故其协因数阵亦相同，其协因数　阵为：　『０．５４０　—０．２２２－０．３　１７　１　Ｑｘｘ＝Ｎ　＝｝一ｏ．２２２　０．４４４　—０．２２２　ｌ　ｌ一０３１７—０．２２２　０．５４０　Ｊ　．再由两期的误差方程及平差结果，分别计算改正数Ｖ的　ＶｌＩＰＶ值：　（Ｖ　Ｖ）．：０．４９７８，　（Ｖｌ１ＰＶ）２＝０．９８８２。　再根据公式：　Ａ　２　（式中：ｆ１，ｆ２为两期观测的自由度，即多余观测个数ｒ，ｒ＝　ｎ－ｔ，ｎ为观浈ｑ数，ｔ为必要观测数，本侧ｎ＝３。ｔ＝２，则ｆｌ＝ｆ２＝１。　可计算：　：：～０．４９７下８＋０．９—８８２：０．７４３　现对两期观测是否同精度作Ｆ检验．统计量Ｆ为：　９８　ｔ＝——一—＝兰＝＝一ｔ（ｆ）　０　Ｖｑｘｌ　ｘ，＋ｑｘ　ｘ　式中：ｄ为某点的两期间隙；ｑ　，ｑ　，为协因数阵Ｑｘｘ中该　占’所对应的元素，ｑ　＝ｑ　，Ｏ－ｏ＝０．７４３。　ｆ＿ｆ１＋ｆ２＝２。　取ｄ＝Ｏ．０５，查表得ｔｍ（２）＝４．３０２７。　则：　Ａ点：ｔ：一　：　：０．４２４２　Ｖ　０．７４３、／２×０．５４０　ｌｔｌ＜ｔ￣（２）　Ｂ点：ｔ：一．　：　＝Ｏ．０２４６　Ｖ０．７４３　Ｎ／２ｘＯ．４４４　Ｉｔｌ＜ｔ￣（２）　Ｃ点＿仁一　三　：　＝０．４４６５　Ｖ　０．７４３、／２×Ｏ．５４０　Ｉｔｌ＜ｔ￣ａ（２）　经上述单点ｔ检验．可认为基准点Ａ、Ｂ、Ｃ的位移变形不　显著，由此认为三个基准点均稳定。　４结语　（１）建筑物沉降变形监测的范围较小，但精度要求较高，　为保证监测数据的可靠性．必须对基准点的稳定性进行分析；　（２）采用ｔ检验法，对基准点稳定性逐点检验，计算方法简　单可靠。　参考文献　［１】王数元．大地与建筑物变形测量．冶金工业出版社，１９９４．　【２】於宗俦，鲁林成．测量平差基础（增订本）．测绘出版社，１９８３　［３ｌ＆骤．概率论与数理统计（第二版）．高等教育出版社，１９８９　收稿日期：２０１５－１１－１４