《沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與處理方法》*，沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與處理至關(guān)重要，數(shù)據(jù)收集要確保完整性和準(zhǔn)確性，涵蓋不同時(shí)段、位置的觀測(cè)值，分析時(shí)，可繪制沉降曲線(xiàn)，直觀呈現(xiàn)沉降隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，判斷沉降是否穩(wěn)定、速率是否正常等，對(duì)于異常數(shù)據(jù)，需仔細(xì)甄別，可能是觀測(cè)誤差或真實(shí)沉降突變，處理方法上，常用濾波法去除噪聲干擾，使數(shù)據(jù)更可靠，還可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差等參數(shù)，評(píng)估整體沉降情況，建立沉降預(yù)測(cè)模型，基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)沉降趨勢(shì)，為工程決策提供依據(jù)。

沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與處理方法

一、數(shù)據(jù)處理前的準(zhǔn)備工作

• 確定基準(zhǔn)點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn)
  • 首先要合理布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)。如在高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)中，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在變形影響區(qū)域外、地質(zhì)穩(wěn)定、地勢(shì)平緩且便于施測(cè)的地方，像在某高層住宅建筑項(xiàng)目中，在周邊地質(zhì)較好的地方埋設(shè)了3個(gè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)，編號(hào)為JZ1 - JZ3，并構(gòu)成閉合環(huán)形式的沉降觀測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)；觀測(cè)點(diǎn)則以建筑物施工結(jié)構(gòu)圖為依據(jù)，結(jié)合地質(zhì)地貌情況設(shè)置于建筑物承重結(jié)構(gòu)墻或柱內(nèi)，如設(shè)置在首層結(jié)構(gòu)柱上，距地面30cm - 50cm位置，編號(hào)1a - 01 - 1a - 33等。
  • 在地鐵工程沉降監(jiān)測(cè)中，工作基點(diǎn)位于沉降影響范圍外的已穩(wěn)定的永久性建筑物上，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括建筑物沉降監(jiān)測(cè)和地表沉降監(jiān)測(cè)，水準(zhǔn)基點(diǎn)與工作基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)采用一等水準(zhǔn)觀測(cè)。
• 測(cè)量與數(shù)據(jù)采集
  • 按照規(guī)定的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如在高層建筑物沉降觀測(cè)中，采用二等水準(zhǔn)測(cè)量方法，使用DS05精密水準(zhǔn)儀配合銦瓦尺，按閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)形式施測(cè)。沉降觀測(cè)點(diǎn)的施測(cè)也采用二等水準(zhǔn)測(cè)量方法，每次觀測(cè)滿(mǎn)足“四固定”原則，即保持路線(xiàn)、順序、觀測(cè)方法固定；使用儀器和設(shè)備固定；主要觀測(cè)人員相對(duì)固定；在基本相同的條件和環(huán)境下工作。
  • 地鐵工程沉降監(jiān)測(cè)使用TrimbleDiNi12數(shù)字水準(zhǔn)儀，按照規(guī)定的觀測(cè)順序，如往測(cè)時(shí)，奇數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺為后前前后（BFFB），偶數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺為前后后前（FBBF）；返測(cè)時(shí)，奇、偶數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇數(shù)站相同。

二、數(shù)據(jù)處理方法

• 粗差剔除
  • 在水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)處理時(shí)，要注意粗差的剔除。例如在高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)中，選取周邊干擾小、穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)（如JZ1）作為起算點(diǎn)，采用平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差計(jì)算前，要剔除粗差，以提高觀測(cè)成果的可靠性。
• 平差計(jì)算
  • 利用平差軟件進(jìn)行平差計(jì)算，如在高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)中，以選定的起算點(diǎn)，通過(guò)平差軟件對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密平差計(jì)算，從而得到更準(zhǔn)確的測(cè)量成果。
• 利用軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析
  • Excel軟件
    • 可以利用Excel的統(tǒng)計(jì)函數(shù)功能對(duì)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。例如在地鐵工程沉降監(jiān)測(cè)中，利用Excel可以統(tǒng)計(jì)出每次監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量，并結(jié)合自編程序制作沉降量周報(bào)報(bào)表。還可以利用Excel的圖表功能，以觀測(cè)時(shí)間為橫坐標(biāo)，沉降量為縱坐標(biāo)，自動(dòng)生成沉降量曲線(xiàn)圖，直觀查看沉降數(shù)據(jù)的差異、圖案和預(yù)測(cè)趨勢(shì)，直接查看到最小沉降點(diǎn)和最大沉降點(diǎn)等信息。
  • 其他專(zhuān)業(yè)軟件
    • 如在一些復(fù)雜的沉降監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，可能會(huì)使用到專(zhuān)門(mén)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和成果輸出等操作。

三、沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析

• 繪制沉降量曲線(xiàn)
  • 通過(guò)繪制沉降量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，可以直觀地觀察沉降趨勢(shì)。如在地鐵工程沉降監(jiān)測(cè)中，以觀測(cè)時(shí)間為橫坐標(biāo)，沉降量為縱坐標(biāo)繪制曲線(xiàn)，能清晰反映出沉降量的變化情況，當(dāng)沉降趨勢(shì)較明顯時(shí)可引起關(guān)注，并且坐標(biāo)刻度以2mm為主要刻度，足以反映出大于2mm的沉降量。
• 沉降量統(tǒng)計(jì)分析
  • 計(jì)算沉降量的平均值、最大值、最小值等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，分析沉降量的分布情況。例如統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間段內(nèi)的沉降量，對(duì)比分析不同區(qū)域或不同結(jié)構(gòu)部位的沉降差異，從而判斷沉降是否均勻，是否存在局部沉降過(guò)大等情況。
• 變形預(yù)報(bào)和安全判斷
  • 在考慮施工進(jìn)度（如隧道開(kāi)挖進(jìn)度等）和監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值分析中的方法（如線(xiàn)性?xún)?nèi)插法）來(lái)推算時(shí)域外的變形值。例如在地鐵工程沉降監(jiān)測(cè)中，根據(jù)各次變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法推算變形值，對(duì)于連續(xù)下沉的監(jiān)測(cè)點(diǎn)有簡(jiǎn)單實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定累積沉降限值，當(dāng)沉降量接近限值時(shí)，及時(shí)向相關(guān)部門(mén)匯報(bào)情況，并與施工單位共同分析原因，采取處理措施；對(duì)于每次監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量大于2mm的，要在報(bào)告中加以說(shuō)明并進(jìn)行回歸分析，對(duì)變形趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
• 異常數(shù)據(jù)處理與分析
  • 識(shí)別異常數(shù)據(jù)（離群值、異常點(diǎn)）
    • 可以采用穩(wěn)健估計(jì)方法，如截?cái)喙烙?jì)（對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行截?cái)嗷蚩s尾，剔除極端觀測(cè)值）、修剪估計(jì)（修剪數(shù)據(jù)集保留重要部分）、加權(quán)估計(jì)（對(duì)不同樣本加權(quán)反映其重要程度）等方法來(lái)識(shí)別沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的離群值或異常點(diǎn)。穩(wěn)健估計(jì)相比傳統(tǒng)的極大似然估計(jì)和最小二乘估計(jì)，在數(shù)據(jù)存在離群值時(shí)能給出更可靠的估計(jì)結(jié)果。
  • 分析異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因
    • 當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)后，要分析其產(chǎn)生的原因，可能是測(cè)量誤差（如儀器故障、觀測(cè)失誤等）、外界環(huán)境因素（如地下水位變化、地震等自然災(zāi)害影響、附近施工擾動(dòng)等）或者是建筑物自身結(jié)構(gòu)問(wèn)題等導(dǎo)致的。針對(duì)不同原因采取相應(yīng)的措施，如重新測(cè)量、修正測(cè)量方法、對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查等。

沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常值識(shí)別技巧

沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)要點(diǎn)

沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平差計(jì)算步驟

沉降監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)分析方法