水准测量是确定工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精度较高且常用的方法。
水准测量为施工放样、设备余雀安装、变形监测及分析与预报领域中提供基础资料，工程地形图测绘、地质勘测、工程施工、竣工验收以及建筑变形监测过程中，水准测量都是十分重要的工作之一，探讨水准测量技术在建筑工程中的运用探讨，对提高建筑工程勘测施工质量，提升建筑整体质量水平，保证工程建设工期和投资效率都具有十分重要的现实作用。水准测量技术的不断发展和完善为变形监测的应用和研究提供了有效的工具和手段。通过工程变形的几何分析和变形的物理解释,为工程建设提供了工科学更严谨的监测资料。科学，准确，及时的分析和预报工程及工程建构筑物的变形状况，对工程项目的施工和运营管理有着重要意义。
1水准测量的基本原理和方法
1.1水准测量的基本原理
水准测量的基本原理是根据几何关系，利用仪器提供的水平视线观测立在两点间上的水准尺以测定两点间的高差。如图1-1所示，地面上有A,B两点，设A为已知点，其高程为HA，B点为待定点。在AB两点间安置水准仪，两点放置水准尺，当水准仪提供水平视线时，读取A点上水准尺的读数a和B点上水准尺读数b，则A,B两点高差为
图1-1 水准测量几何原理
HAB= a - b （1-1）
于是B点的高程HB可按下式计算：
HB= HA + HAB = HA + （a - b） （1-2）
在工程测量中还有种比较广泛的计算法，即由视线高程计算B点的高程。由图1-1可知，A点的高程加上后视读数a 等于水准仪的视线高差，简称视线高，一般用Hi表示视线高
Hi= HA + a （1-3）
则B点高差等于仪器视线高Hi减去B尺的读数b，即为
HB = Hi C b = ( HA+ a ) - b （1-4）
当安置一次水准仪根据一个已知高程的后视点，需要求若干个未知点的高程时，用上式计算较为方便，此法成为视线高法，它在建筑工程中经常应用。
1.2 水准测量方法与水准路线竖禅早
当地面上两点间的距离较长或高差较大时,仅安置一次仪器不能直接测得两点间的高差,则进行连续的分段测量,将所得各段高差相加、即可求得两点间的高差。如某一点的高程通过转1、转2、转3、转n等点传递到另一点,这些用来传递高程的点,称为转点。任意转点位置的变动,都会直接影响到某一点的高程,因此,转点位置应选在坚实的地面上,在其上放置尺垫并踩实。
水准路线是水准测量进行的路线。根据测区的具体情况,可选用不同的水准路线,水准路线分为附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线等三种。
（1）附合水准路线：当测区附近有高级水准点时,可由一高级水准点开始,沿着待测各高程的水准点1、2、作水准测量,最后附合到另一高级水准点叫附合水准路线。
（2）闭合水准路线：当测区附近有一高级水准点时,可从该点出发,沿着待测的水准点进行水准测量,最后仍回到起始点,形成一个闭合的路线。
（3）支水准路线：从某一水准点出发,进行水准测量到另一个点,即不符合到另一点,也不形成闭合的水准路线。
2 水准测量在施工中的应用研究
为工程勘测设计与袭岁施工所进行的水准测量。一般分为：
（1）建立高程控制网，供工程勘测设计和施工用；
（2）线路水准测量，测定沿某一线路的地面高低起伏，供纵断面设计和施工用；
（3）面水准测量，测定某一定面积内的地面高低起伏，供土方工程的设计和施工用。其测量的精度按工程的要求来决定，一般相当于或低于四等水准测量。
工程高程制约网的建立前需要根据工程需要和测区实际，明确水准网等级，按照等级进行水准网设计，精度估算和优化设计职称论文范文。同时水准制约网的布设应遵循以高级到低级，以整体到局部逐步制约、逐步加密的原则，按照统一的技术标准，同时，为满足工程施工的需要，高程制约点必须有足够的精度和合适的密度。
水准测量在工程中的另一个运用就是土石方的计算，为计算建筑工程土方开挖的工程量，需要对待开挖区域的高程进行测量。首先需要利用经纬仪或全站仪对测区进行放线，将测区划分为等面积的方格网，然后采用水准仪高程测量策略，测量出方格网的四个角点的高程，采用相应的体积拟合和计算策略，就能够估算出开挖到某一高程基准需要开挖或回填的土方量，方格网越密集，测量的高程点越多，计算出的土方量就越大。通过实际工作发现，采用水准仪进行土方量测量计算相比全站仪和经纬仪土方测量用时更多，同时计算的精度也相对较低。
3 水准测量在变形监测中的运用探讨
3.1水准测量变形监测案例的设计
建筑工程变形观测包括基础沉陷观测和建筑物本身变形观测。变形监测案例的设计包括沉降点的布置以及监测周期的设计两个方面。在沉陷观测点的布置一般设计部门提出监测要求 ，由施工方编制沉降低布置案例并在施工期间进行埋设。沉降点的数量应足够多，以保证测量的结果能够放映整个基础的沉陷、倾斜与弯曲的变化情况党校毕业论文。同时，沉降点位置的选择还应考虑建筑物的规模、型式和结构等特点，并结合建筑工程场地的工程地质、水文地质等条件。监测建筑物自身变形的观测点应与建筑物紧密结合，在便于观测的同时可保证在整个变形观测期间不受损坏。在监测周期的确定上，建筑工程分竣工前后，竣工前由于载荷增加加快，造成的沉降量较大，因此，相关规定要求，建筑每增加一层必须进行一次变形监测，以便尽早发现不均匀沉降，在沉降异常时及时调整施工案例；竣工后的变形监测的周期一般根据前一次监测的日平均沉降值确定，大于0.3/d的要求每半月观测一次，0.1-0.3/d要求每一月观测一次，0.05-0.1/d要求每三月观测一次，0.02-0.05/d要求每六月观测一次；<0.01/d是表明建筑物基本稳定，固定周期的变形监测可停止。
3.2变形监测水准测量策略
与国家一、二等精密水准测量策略相比 ，建筑工程沉降观测的策略有其自身的特点，每一次观测都是重新观测，不有着因测量次数的增加而导致的误差积累，同时，建筑工程沉降观测不能采用闭合水准测量路线，因为闭合水准路线有着闭合差分配，会导致闭合差强制分配到每一测段的高差中 ，反而有可能扭曲沉降点的高程值 ，使得在沉降点并未下沉的情况下出现沉降点上升的不合理现象。如果因此若发现沉降点的高程值异常 ，不要进行误差修正 ，正确的做法应该是无条件返工重测核实 ，以而分辨出是测量误差太大 ，还是确有较大的沉降。
4 二等水准测量的实施
4.1 工程概况
本次我们承担了对建院学生寝室9栋，10栋，11栋区域的二等水准测量（闭合）的任务。
每一条闭合水准路线由3个待求水准点和1个已知水准点组成， BM1、BM2、BM3、BM4处，每处共有4组点。以BM1处4个点中的任意点为已知水准点，测出BM2、BM3、BM4处4个点中的任意点的高程，指定：每个组起始点已知高程都为500.00000m。
电子水准仪二等水准测量
仪器设备：电子水准仪（含木脚架1副、条码标尺1对及尺垫2个）
精密水准仪二等水准测量
仪器设备：DSZ05精密水准仪（含木脚架1副、标尺1对及尺垫2个）
4.2 观测要求
（1）采用单程观测，每测站两次高差，奇数站照准水准尺的顺序为：后-前-前-后；偶数站照准水准尺的顺序为：前-后-后-前。
（2）水准测量各测段测站数必须为偶数。
4.3技术要求
（1）观测按相应的测量标准。
（2）记簿应记录完整，符合规定。
（3）测量限差要求按表“二等水准测量技术要求”执行。
表4-1 二等水准规范要求表
视线长
度/m
前后视
距差/m
前后视距
累积差/m
视线高度
/m
两次读数
所得高差
之差/mm
数字水准
仪重复测
量次数
测段、环线闭合差
≥3且≤50
≤1.5
≤3.0
≤2.80且≥0.55
≤0.6
≥2次
≤
注：L为闭合路线的总长度，以公里为单位。
4.4操作流程
（1）、在两尺之间大概正中的位置架好仪器、整平，再读取前后尺的上下丝，计算出前后视距差，（若视距差小于1.5米则继续下一步操作，若视距差大于1.5米则向距离长的一边移动，至视距差范围内方可进行下一步操作）
（2）、按照后前前后的顺序读取中丝读数（两次），计算基辅分划读数差是否在0.4mm之内、基辅分划所得高差之差是否在限差以内。
（3）、第二步操作完成后，水准仪搬至下一站，前尺不动搬动后尺作为下一站的前尺。
（4）、重复第一步的操作，然后按照前后后前的操作读取中丝读数（两次），计算基辅分划读数差是否在0.4mm之内、基辅分划所得高差之差是否在限差以内。
（5）、按照一到四的步骤逐站测量，至水准路线闭合测量完成，并将所测数据填入相应的表格。
（6）、计算出各测段的高差以及闭合差，检验闭合差是否在允许误差范围内，并将闭合差分配到个测段高差上，整理、提交资料，完成整个测量。
表4-2 二等水准测量手簿
测站编号
后距
前距
方向
及
尺号
标尺读数
两次读数之差
备注
视距差
累积视距差
第一次读数
第二次读数
1
22.7
23.3
后 B1
143906
143906
o
前
139260
139261
-1
-0.6
-0.6
后-前
+4646
+4645
1
h
+0.04646
2
19.3
19.8
后
120077
120078
-1
前
117809
117808
+1
-0.5
-1.1
后-前
+2268
+2270
-2
+0.02270
3
23.1
24.0
后
135550
135549
+1
前
135323
135323
-0.9
-2.0
后-前
+227
+226
+1
h
+0.00226
4
20.7
19.5
后
130517
130517
前
130349
130349
1.2
-0.8
后-前
+168
+168
h
+0.00168
5
21.6
21.6
后
116452
116453
-1
前
118568
118569
-1
-0.8
后-前
-2116
-2116
h
-0.02116
6
22.8
22.1
后
136222
136222
前
136307
136306
+1
0.7
-0.1
后-前
-85
-84
-1
h
-0.00084
7
20.9
21.4
后
132168
132166
+2
前
133905
133905
-0.5
-0.6
后-前
-1737
-1739
+2
h
-0.01738
8
24.0
23.8
后
125369
125368
+1
前
128735
128736
-1
0.2
-0.4
后-前
-3366
-3368
+2
h
-3367
后
前
后-前
h
注：高差中数按4舍6进5看奇偶的原则取之0.00001
5变形监测
建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义。 经过观测获得的首要资料，方便监测建筑物的呈现状态和施工状况，如果发生危险操作， 应该立即分析并解决，运用合适的手段， 避免严重施工事故的发生。变形观测主要由以下内容: 观测基础边坡的位置; 观测建筑物主体的沉降; 观测高层建筑物的水平位移等， 精确的观测结果为保障施工期间的工程质量、 各方人员的生命财产安全奠定了基础， 在深基坑施工、填海区、 地质断层构造带的施工工程显得尤为重要， 而由于我们频发的建筑物沉降、位移引起的边坡及道路坍塌、 楼房及桥梁
倒塌等施工安全质量事故， 所以我们务必积极努力的对待建筑物的变形观测， 保障工程的施工质量。
5．1观测的内容、方法及要求
观测仪器及工具：电子水准仪或精密水准仪1台，铟瓦钢尺两根，锤子1把，木桩6根等。
（1）、在已布设的水准点中确定一个为基准点，假定所有已知点高程值都为100.0000m。“变形区”内，选择6个呈矩形分布的沉降变形观测点，依次编号B1-B6，并分别打入木桩。
（2）、同时改变6个木桩的高度(通过锤子往下砸)，模拟沉降变化，利用基准点，测得监测点B1-B6的高程。
（3）、再重复操作上述步骤9次，模拟10个观测周期，每次观测和计算成果分别记入“沉降观测点水准测量记录手簿（一）和（二）”。
（4）、将10次观测得到的B1-B6的高程记入“附表 某建筑物沉降观测点的观测成果表”，并计算出“本次下沉”量和“累计下沉”量。
5.2沉降观测的成果整理
将原始记录进行整理，在每次观测后，把数据进行检查和计算看看是不是正确，精度要求是不是符合，然后调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，将10次观测得到的B1-B6的高程记入“附表 某建筑物沉降观测点的观测成果表”，并计算出“本次下沉”量和“累计下沉”量。
（1）计算各沉降观测点的本期沉降量：
沉降观测点的本期沉降量=本次观测所得的实测标高－上次观测所得的实测标高。
（2）计算总沉降量：
总沉降量=本期沉降量+上次本期沉降量 。
将计算出的沉降观测点本期沉降量、总沉降量和观测日期等记入“沉降观测记录”中。
表5-1 沉降观测点的观测成果表
N
班级： 组号： 小组成员：
假定观测日期（年月日）
假定荷载(t/m2)
观测点
B1
B2
B3
B4
B5
B6
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
2012.10.2
4.5
500.0131
0.00
0.00
500.0102
0.00
0.00
500.0098
0.00
0.00
500.0092
0.00
0.00
500.0227
0.00
0.00
500.0440
0.00
0.00
2012.11.2
5.5
500.0010
1.21
1.21
499.9915
1.87
1.87
499.9982
1.16
1.16
500.0003
0.89
0.89
500.0040
1.87
1.87
500.0284
1.56
1.56
2012.12.2
7.0
499.9724
2..86
4.07
499.9631
2.84
4.71
499.9721
2.61
3.77
499.9788
2.15
3.04
499.9795
2.45
4.32
499.9972
3.12
4.68
2013.01.2
9.5
499.9489
2.35
6.42
499.9398
2.33
7.04
499.9481
2.40
6.17
499.9529
2.59
5.63
499.9538
2.57
6.89
499.9759
2.13
6.81
2013.02.2
10.5
499.9348
1.41
7.83
499.9124
2.74
9.78
499.9296
1.85
8.02
499.9376
1.53
7.16
499.9404
1.34
8.23
499.9582
1.77
8.58
2013.03.2
10.5
199.9189
1.59
9.42
499.8948
1.76
11.54
499.9137
1.59
9.61
499.9283
0.93
8.09
499.9283
1.21
9.44
499.9408
1.74
10.32
B1
B2
B3
B4
B5
B6
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
高程m
本次下沉mm
累计下沉mm
2013.04.2
10.5
499.8965
2.24
11.66
499.8764
1.84
13.38
499.9066
0.71
10.32
499.9134
1.49
9.58
499.9124
1.59
11.03
499.9201
1.47
11.79
2013.05.2
10.5
499.8787
1.78
13.44
499.8616
1.48
14.86
499.8887
1.79
12.11
499.9024
1.10
10.68
499.8902
2.22
13.25
499.9125
1.09
12.88
2013.06.2
10.5
499.8613
1.74
15.18
499.8501
1.15
16.01
499.8790
0.97
13.08
499.8938
0.86
11.54
499.8826
0.76
14.01
499.9086
0.66
13.54
2013.07.2
10.5
499.8489
1.24
16.42
499.8390
1.11
17.12
499.8731
0.59
13.67
499.8860
0.78
12.32
499.8740
0.86
14.87
499.9039
0.47
14.01
根据“沉降观测点的观测成果表”绘制“荷载、沉降曲线图”
通过对6个监测点10个周期的变成观测，B2监测点沉降最为严重，若其为建筑物，可能已经发生建筑变形，需要加固或者一定必要的措施。
6 总结
在建筑工程前期勘测、中期施工以及后期工程变形监测过程中，水准测量的作用和作用重大，对保证工程建设质量，提高建设工程运转维护的安全性，保障工程的工期和成本具有十分重要的作用。本文介绍了水准测量的原理及方法，重点介绍了水准测量在建筑工程施工中和变形监测中的运用，其结果对指导工程施工和提高工程质量具有十分重要的作用。
水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高拦和系统加以必要的改正，以求得正确的高程。水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。[2]
结构
根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。因此，水准仪构成主要有望远镜、水准器及基座三部分。
1．望远镜
DS3水准仪望远镜主要由物镜、目镜迅物、对光透镜和十字丝分划板所组成。物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝划板上刻有两条互相垂直的长线，竖直的一条称竖丝，横的一条称为中丝，是为了瞄准目标和读取读数用的。在竖丝的上下还对称地刻有两条与中丝平行的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。十字丝分划板是由平板玻璃圆片制成的，平板玻璃片装在分划板座上，分划板座固定在望远镜筒上。
十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴或视线。水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。
对光凹透镜可使不同距离的目标均能成像在十字丝平面上。再通过目镜，便可看清同时放大了的十字丝和目标影像。从望远镜内所看到的目标影像的视角与肉眼直接观察该目标的视角之比，称为望远镜的放大率。DS3级水准仪望远镜的放大率一般为28倍。
2．水准器：分为管水准器和圆水亩衡液准器。
水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。有管水准器和圆水准器两种。管水准器用来指示视准轴是否水平；圆水准器用来指示竖轴是否竖直。
(1)管水准器
又称水准管，是一纵向内壁磨成圆弧形的玻璃管，管内装酒精和乙醚的混合液，加热融封冷却后留有一个气泡。由于气泡较轻，故恒处于管内最高位置。
水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点0，称为水准管零点。通过零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。当水准管的气泡中点与水准管零点重合时，称为气泡居中；这时水准管轴工人处于水平位置。水准管圆弧2mm所对的圆心角称为水准管分划值。安装在DS3级水准仪上的水准管，其分划值不大于20″/2m。
微倾式水准仪在水准管的上方
又称水准管，是一纵向内壁磨成圆弧形的玻璃管，管内装酒精和乙醚的混合液，加热融封冷却后留有一个气泡。由于气泡较轻，故雀搏恒处于管内最高位置。
水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点0，称为水准管零点。通过零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。樱困当水准管的气泡中点与水准管零点重合时，称为气泡居中；这时水准管轴工人处于水平位置。水准管圆弧2mm所对的圆心角称为水准管分划值。安装在DS3级水准仪上的水准管，其分划值不大于20″/2m。
微倾式水准仪在水准管的上方安装一组符合棱镜，通过符合棱镜的反射作用，使气泡两端的像反映在望远镜旁的符合气泡观察窗中。若气泡两端的半像吻合时，就表示气泡居中。若气泡的半像错开，则表示气泡不居中，这时，应转动微倾螺旋，使气泡的半像吻合。
(2)圆水准器
圆水准器顶面的内壁是球面，其中有圆分划圈，圆圈的中心为水准器的零点。通过零点的球面法线为圆水准器轴线，当圆水准器气泡居中时，该轴线处于竖直位置。当气泡不居中时，气泡中心偏移零点2mm，轴线所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，由于它的精度较低，故只用于仪器的概略整平。
(3)基座
基座的作用是支承仪器的上部并与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。
水准尺和尺垫
水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量好坏直接影响水准测量的精度。因此，准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成； 要求尺长稳定，分划准确。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。塔尺多用于等外水准测量，其长度有2m和5m两种，用两节或三节套接在一起。尺的底部为零点，尺上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的脊岁念为0.5cm，每一米和分米处均有注记。双面水准尺多用于三、四等水准测量。其长度有2m和3m两种，且两根尺为一对。尺的两面均有刻划，一面为红白相间称红面尺；另―面为黑白相间，称黑面尺(也称主尺)，两面的刻划均为1cm，并在分米处注字。两根尺的黑面均由零开始；而红面，一根尺由4.687m开始至6.687m或7.687m，另一根由4.787m开始至6.787m或7.787m。
尺垫是在转点放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。
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用指芹吵尺针万用表判定电阻的好坏:首先选择测量档位,再将倍率档旋钮置于适当的档位，一般100欧姆以下电阻器可选RX1档,100欧姆-1K欧姆的电阻器可选RX10档，1K欧姆-10K欧姆电阻器可选RX100档，10K-100K欧姆的电阻器可选RX1K档，100K欧姆以上的电阻器可选RX10K档。
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测量档位选择确定后,对万用表电阻档为进行校0,校0的方法是:将万用表两表笔金属棒短接，观察指针有无到0的位置,如果不在0位置，调整调零旋钮表针指向电阻刻度的0位置。
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接着将万用表 的两表笔分别和电阻器的两端相接,表针应指在相应的阻值刻度上,如果表针不动和指示不稳定或指示值与电阻器上的标示值相差很大,则说明该电阻器已损坏。
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用数字万用表判定电阻的好坏，首先将万用表的档位旋钮调到欧姆档的适当档位,一碰裂般200欧姆以下电阻器可选200档，200-2K欧姆电阻器可选2K档，2K-20K欧姆可选20K档，20K-200K欧姆的电阻器可嫌高选200K档,200K-200M欧姆的电阻器选择2M欧姆档。2M-20M欧姆的电阻器选择20M档，20M欧姆以上的电阻器选择200
