水準(zhǔn)儀是在17~18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初，在制出內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。50年代初出現(xiàn)了自動安平水準(zhǔn)儀，60年代研制出激光水準(zhǔn)儀。90年代研制出了數(shù)字水準(zhǔn)儀。歷史上，還有老式的活鏡水準(zhǔn)儀等。
水準(zhǔn)儀的檢驗方法
一、水準(zhǔn)儀的軸線及各軸線應(yīng)滿足的幾何條件：
如圖1所示，微傾水準(zhǔn)儀有四條軸線，即望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸CC，水準(zhǔn)管軸LL，圓水準(zhǔn)器軸L‘L‘，儀器的豎軸VV，各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件如下：
?、賵A水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸，即L'L’平行于VV；
②十字絲橫絲垂直于豎軸，即十字絲橫絲水平；
?、鬯疁?zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，即LL平行cc。
二、水準(zhǔn)儀的檢驗
①圓水準(zhǔn)器的檢驗
目的：使圓水準(zhǔn)器軸平行于豎軸，即L'L’平行于VV；
檢驗：轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀器轉(zhuǎn)動180°，這時如果氣泡不再居中，而偏離一邊，說明L'L’不平行于VV，需要校正（如圖2）；
?、谑纸z橫絲的檢驗
目的：當(dāng)儀器整平后，十字絲的橫絲應(yīng)水平，即橫絲應(yīng)垂直于豎軸
檢驗：整平儀器，在望遠(yuǎn)鏡中用橫絲的十字絲中心對準(zhǔn)某一標(biāo)志P，擰緊制動螺旋，轉(zhuǎn)動微動螺旋。微動時，如果標(biāo)志始終在橫絲上移動，則表明橫絲水平，如果標(biāo)志不在橫絲上移動，表明橫絲不水平，需要校正（如圖3）。
三、水準(zhǔn)管軸的檢驗
目的：使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，即LL平行cc；
檢驗：在平坦的地面上選定相距為80m左右的A、B兩點，并在上面立尺（圖4）；
?、賹⑺疁?zhǔn)儀置于與A、B等距離的C點處，用儀器高（或雙面尺法）測定A、B兩點的高差h，設(shè)其讀數(shù)分別為a和b，則h=a-b，兩次高差之差應(yīng)小于3mm，取其平均值作為A、B間的高差，此時，測得的高差h是正確的，因此，建設(shè)此時水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸，即傾斜了i角，分別引起讀數(shù)誤差△a和△b，當(dāng)因BC=AC，則△a=△b=△；（這說明無論視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸平行與否，由于水準(zhǔn)儀安置在距水準(zhǔn)尺等距離處，測出的是正確高差）。
②將儀器搬至距A尺(或B尺)3米左右處，精平儀器后，在B尺上讀數(shù)b2.因為儀器距B尺很近，忽略i角的影響，b2可認(rèn)為是水平視線的讀數(shù)，根據(jù)近尺讀數(shù)b2和高差h計算出A尺上水平視線應(yīng)有讀數(shù)為a2=b2-h；
③望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)A點上水準(zhǔn)尺，精平儀器讀數(shù).如果實際讀數(shù)的a2'=a2說明水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸(i=【(a2'-a2)/Dab】*p“）
式中Dab——A、B兩點間的距離。p”——206265“
對于DS3水準(zhǔn)儀，當(dāng)i>20"，則需校正。
水準(zhǔn)儀是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。原理為根據(jù)水準(zhǔn)測量原理測量地面點間高差。主要部件有望遠(yuǎn)鏡、管水準(zhǔn)器(或補償器)、垂直軸、基座、腳螺旋。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀(又稱電子水準(zhǔn)儀)。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。那么，怎樣選購水準(zhǔn)儀呢?下面為您詳細(xì)介紹水準(zhǔn)儀選購指南：
1、對新出廠的水準(zhǔn)儀，工作面應(yīng)平整、光滑且不應(yīng)有砂眼、氣孔、碰傷、劃痕、銹蝕等缺陷。非工作面上不允許有脫漆、生銹和明顯的缺陷。
2、目鏡、放大鏡等應(yīng)該清潔透明，無劃痕，水準(zhǔn)儀標(biāo)尺刻度應(yīng)清晰、均勻，不應(yīng)有脫色現(xiàn)象。
3、水準(zhǔn)儀價格怎么樣?市場上的水準(zhǔn)儀價格基本在1000以上，一般精度高的越貴，詳細(xì)的價格因型號以及品牌、精度等有所區(qū)別和不同。
4、水準(zhǔn)儀側(cè)重精準(zhǔn)、耐用。在選購的時候，試著調(diào)焦，看操作是否方便。
5、三腳架腳架是否牢固，是否容易調(diào)節(jié)。
一、基本要求
1、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求
?、俑鶕?jù)沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建（構(gòu)）筑物在不斷加荷下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10—1/20，為此要求沉降觀測應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(S1或S05級)，水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準(zhǔn)尺。在不具備銦合金水準(zhǔn)尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標(biāo)尺；
?、谧鳂I(yè)人員必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論，能針對不同工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序，對實施過程中出現(xiàn)的問題能分析原因并正確運用誤差理論進(jìn)行平差計算，按時、快速、精確地完成每次觀測任務(wù)。
2、觀測時間的要求
建（構(gòu)）筑物的沉降觀測對時間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進(jìn)行，其他各階段的復(fù)測，根據(jù)工程進(jìn)展情況必須定時進(jìn)行，不得漏測或補測。只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。相鄰的兩次時間間隔稱為一個觀測周期，一般高層建筑物的沉降觀測按一定的時間段為一觀測周期(如：30天/次)或按建筑物的加荷情況每升高一層(或數(shù)層)為一觀測周期，無論采取何種方式都必須按施測方案中規(guī)定的觀測周期準(zhǔn)時進(jìn)行。
3、觀測點的要求
為了能夠反映出建（構(gòu)）筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測點要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖，此外，埋設(shè)的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點，不能連續(xù)觀測而失去觀測意義，點位宜選設(shè)在下列位置：
?、俳ㄖ乃慕恰⒑诵耐菜慕?、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10～15m處或每隔2～3根柱基上；
②高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)；
?、劢ㄖ芽p、后澆帶和沉降縫兩側(cè)、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處；
?、軐挾却笥诘扔?5m或小于15m而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物，在承重內(nèi)隔墻中部設(shè)內(nèi)墻點，在室內(nèi)地面中心及四周設(shè)地面點；
?、萼徑阎弥匚锾?、受振動有顯著影響的部位及基礎(chǔ)下的暗浜（溝）處；
?、蘅蚣芙Y(jié)構(gòu)建筑的每個或部分柱基上或沿縱橫軸線上；
?、叻ば突A(chǔ)、箱形基礎(chǔ)底板或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分之四角處及其中部位置；
⑧重型設(shè)備基礎(chǔ)和動力設(shè)備基礎(chǔ)的四角、基礎(chǔ)型式或埋深改變處以及地質(zhì)條件變化處兩側(cè)；
⑨對于電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳建筑，沿周邊在與基礎(chǔ)軸線相交的對稱位置上布點，點數(shù)不少于4個。
4、沉降觀測自始至終要遵循“五定”原則
“五定”即沉降觀測依據(jù)的基準(zhǔn)點、工作基點和被觀測物的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。
5、施測要求
儀器、設(shè)備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確，在首次觀測前要對所用儀器的各項指標(biāo)進(jìn)行檢測校正，必要時經(jīng)計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3-6個月后重新對所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校，在觀測過程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調(diào)一致，認(rèn)真仔細(xì)，做到步步有校核。
6、沉降觀測精度的要求
根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在無特殊要求情況下，一般高層建（構(gòu)）筑物采用二等水準(zhǔn)測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。
7、沉降觀測成果整理及計算要求
原始數(shù)據(jù)要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規(guī)范的要求，按照依據(jù)正確、嚴(yán)謹(jǐn)有序、步步校核、結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計算。
二、設(shè)置方法
1、建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)
根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(或城市精密導(dǎo)線點)根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。要求：
?、僖话愀邔咏ㄖ镏車贾?個以上水準(zhǔn)點，其間距不大于100米；
?、谠趫鰠^(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到2個水準(zhǔn)點，并且場區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校；
③各水準(zhǔn)點要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外，水準(zhǔn)點的埋深要符合二等水準(zhǔn)測量的要求(大于1.5米)，根據(jù)工程特點，建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，與基準(zhǔn)點聯(lián)測，平差計算出各水準(zhǔn)點的高程。
2、建立固定的觀測路線
由場區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)要求或圖紙設(shè)計的沉降觀測點布點圖，確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在架設(shè)儀器站點與轉(zhuǎn)點處作好標(biāo)記樁，保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。
3、沉降觀測
根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應(yīng)在觀測點設(shè)置穩(wěn)固后及時進(jìn)行。一般高層建筑物有一或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)，首次觀測應(yīng)自基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上(基礎(chǔ)局邊)按設(shè)計好的位置埋設(shè)沉降觀測點(臨時的)，待臨時觀測點穩(wěn)固好，進(jìn)行首次觀測。
4、將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值，從而確定出沉降量。
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