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摘 要:在深基坑开挖的施工过程中,采用何种方法进行水平位移监测,既能够保证精度,又可节省成本,是基坑施工监测的关键问题之一。本文讨论了4种常用的支护结构顶部水平位移监测方法,并将轴线法、单站补偿法、交叉法与测小角法进行精度比较,得出:测小角法与其他方法相比,计算简单、操作方便、监测精度较高,是目前基坑监测中运用较广泛的一种方法。
关键词:深基坑;水平位移监测;轴线法;测小角法
传统的基坑水平位移监测,采用经纬仪进行观测是最常见的检测手段。近几年,随着检测仪器和设备的不断发展,基坑的水平位移所采用的监测设备及工艺也越来越高科技。林泽耿提供了一种利用全站仪的自由设站观测法,克服了视准线法在基坑周围环境恶劣而不能设置基准点的缺点;吴华平之后又提出了全站仪直接坐标法。
1 四种水平位移监测
1.1 中轴线法
在基坑的一条直线边缘位置虚拟一条轴线,并在直线边缘上均匀设置水平位移点,如图1中轴线法所表示:A、B两点是轴线的两个基准端点,A、B两点的连线上分布n 个水平位移监测点。中轴线法无需测角也无需测距,检测过程中,将中轴线用经纬仪分别投射到位移点的一侧,并通过钢卷尺等测量工具分别量取水平位移监测点各个点至 A-B 这条中轴线的距离。通过两次距离偏移量的对比来计算基坑的水平位移量 Δd。
1.2 小角测法
小角度检测法与中轴线法相类似,同样是在基坑每个一直线边缘虚拟一条轴线,确定一个固定的方向,对轴线进行检测,所谓检测轴线是对固定方向、测站和位移点连线方向所形成的夹角进行检测,并通过测距工具得出测站至位移点的距离 D,最终计算出位移点和轴线之间的偏移:
d = Dα/ρ
1.3 补偿法
小角测法虽然方法便于操作,计算公式简便,但由于空间的局限性,有时基坑周围空间不足,不便于布置视准线,同时在基坑附近建立基准点,由于基准点存在较大的位移量,导致观测结果出现偏差较大。因此为了确保测量精度,尽最大可能减少室内、室外业工作量,因此将小角测法进行改善,并和观测点设站法相结合的方法。
如图3单站补偿法所述:A、B两标靶固定在墙面上。每次观察检测时,首先,要测出∠A1B角波动量,计算出1点的横向偏移量,然后,测∠A1i角波动量,从而计算出i点横向偏移量。
1.4 交叉法
交叉法是将虚拟的基线建立在距基坑一定距离的稳定地段处,基点的设立不得小于两个,并作为基准,用交叉法测出各测点的偏移量。
如图4交叉法所示,A、B为平面上的两个基准点,P为形变点,A、B两点的坐标已知,在测出了α、β角的数值后,可换算出P点的坐标。在不同工作周期中,P点两个方向的坐标变化,就是P点的水平位移,并且可以计算出偏移量。
2 小角测法与单站补偿法的精度比较
单站补偿法是对小角测法的改进,同时,兼有小角测法和检测观察站设点法的优点,此方法不仅能在困难环境下使用,同时也能保证测量精度。
3 结论
(1)在仪器测角误差很大时,使用小角测法观察检测的位移点误差变大,此时,不考虑环境因素,中轴线法优于小角测法,因此需要根据设备精度及工况选择适宜的测量方法。
(2)单站补偿法是对小角测法的改进,比小角测法精度更高,适用于施工环境更复杂,但环境许可的情况下,考虑到其经济性等特性,相比小角测法更合适。
参考文献
[1]熊春宝,潘延玲,岳树信.基坑水平位移监测的方法比较与精度分析[J].城市勘察,1996,(4):15-22.
[2]刘宝俊.水平位移基准线随机测站观察法[J].工程勘察,1998,(2):54-57,53.
(作者单位:山东科信达建筑安装有限公司)
关键词:深基坑;水平位移监测;轴线法;测小角法
传统的基坑水平位移监测,采用经纬仪进行观测是最常见的检测手段。近几年,随着检测仪器和设备的不断发展,基坑的水平位移所采用的监测设备及工艺也越来越高科技。林泽耿提供了一种利用全站仪的自由设站观测法,克服了视准线法在基坑周围环境恶劣而不能设置基准点的缺点;吴华平之后又提出了全站仪直接坐标法。
1 四种水平位移监测
1.1 中轴线法
在基坑的一条直线边缘位置虚拟一条轴线,并在直线边缘上均匀设置水平位移点,如图1中轴线法所表示:A、B两点是轴线的两个基准端点,A、B两点的连线上分布n 个水平位移监测点。中轴线法无需测角也无需测距,检测过程中,将中轴线用经纬仪分别投射到位移点的一侧,并通过钢卷尺等测量工具分别量取水平位移监测点各个点至 A-B 这条中轴线的距离。通过两次距离偏移量的对比来计算基坑的水平位移量 Δd。
1.2 小角测法
小角度检测法与中轴线法相类似,同样是在基坑每个一直线边缘虚拟一条轴线,确定一个固定的方向,对轴线进行检测,所谓检测轴线是对固定方向、测站和位移点连线方向所形成的夹角进行检测,并通过测距工具得出测站至位移点的距离 D,最终计算出位移点和轴线之间的偏移:
d = Dα/ρ
1.3 补偿法
小角测法虽然方法便于操作,计算公式简便,但由于空间的局限性,有时基坑周围空间不足,不便于布置视准线,同时在基坑附近建立基准点,由于基准点存在较大的位移量,导致观测结果出现偏差较大。因此为了确保测量精度,尽最大可能减少室内、室外业工作量,因此将小角测法进行改善,并和观测点设站法相结合的方法。
如图3单站补偿法所述:A、B两标靶固定在墙面上。每次观察检测时,首先,要测出∠A1B角波动量,计算出1点的横向偏移量,然后,测∠A1i角波动量,从而计算出i点横向偏移量。
1.4 交叉法
交叉法是将虚拟的基线建立在距基坑一定距离的稳定地段处,基点的设立不得小于两个,并作为基准,用交叉法测出各测点的偏移量。
如图4交叉法所示,A、B为平面上的两个基准点,P为形变点,A、B两点的坐标已知,在测出了α、β角的数值后,可换算出P点的坐标。在不同工作周期中,P点两个方向的坐标变化,就是P点的水平位移,并且可以计算出偏移量。
2 小角测法与单站补偿法的精度比较
单站补偿法是对小角测法的改进,同时,兼有小角测法和检测观察站设点法的优点,此方法不仅能在困难环境下使用,同时也能保证测量精度。
3 结论
(1)在仪器测角误差很大时,使用小角测法观察检测的位移点误差变大,此时,不考虑环境因素,中轴线法优于小角测法,因此需要根据设备精度及工况选择适宜的测量方法。
(2)单站补偿法是对小角测法的改进,比小角测法精度更高,适用于施工环境更复杂,但环境许可的情况下,考虑到其经济性等特性,相比小角测法更合适。
参考文献
[1]熊春宝,潘延玲,岳树信.基坑水平位移监测的方法比较与精度分析[J].城市勘察,1996,(4):15-22.
[2]刘宝俊.水平位移基准线随机测站观察法[J].工程勘察,1998,(2):54-57,53.
(作者单位:山东科信达建筑安装有限公司)