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基坑监测中的水平位移测量及数据处理
日期:2020-10-22 9:01:18 作者:佚名 来源:本站原创
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在基坑监测中,水平位移的测量方法通常采用小角法、视准线法、坐标法,而在实际测量工作中,各有适用基坑周边环境。小角法与视准线法在实际操作过程中,因其基准点要布置在与水平位移测点通视,往往距离基坑较近,其基准点的位移对其测量成果影响较大,坐标法亦是如此。且,小角法与视准线法首先要建立一条与基坑的基线,从而采用差角或差距计算水平位移,增加了对基坑四周水平位移基准点的复核工作量。本文旨在结合控制测量,坐标法,基线归算等几个方面阐述基坑监测中比较实用的测量及数据处理方法。
关键词:基坑监测; 水平位移;控制测量;基线归算;数据处理;
1 引言
基坑监测中的水平位移监测大多采用全站仪测角、测距进行外业测量。无论小角法、视准线法、坐标法,都必须首先进行控制测量,在基坑变形影响区域外设置至少3个以上基准点,若周边测量条件较差,也必须要有2个基准点处于基坑变形影响区域之外。为提高控制网的精度,控制测量大多采用独立坐标系,在实际观测条件允许的情况下也可与城市坐标系或国家2000坐标系进行联测。在监测工作中,水平位移的监测通常包括控制网的测设、水平位移基准点的布置、数据处理几个方面,以下就控制网的测设及数据处理两个方面进行详细论述。
2 控制网的测设
基坑监测控制网的测设,一般根据基坑的形状,在基坑影响区域外进行测设。比较常用的一般形式有控制导线、三角网、四边形或导线与三角形合用。例举两种常见的布控形式见下图a、图b: 
 
   基坑工程一般处在轨道线路、城市道路附近,在控制点布设时尽量沿着道路布设。在基坑的影响范围(一般取基坑开挖深度的2~3倍)之外进行布设。如上图a中为闭合导线形式,测设线路为J1-J2-J3-J4-J1闭合,基坑位于闭合导线的中间;图b中为单三角形,由于测设条件的原因,布设在了基坑右侧。单三角形闭合条件较好,计算方便,在可以形成较好的图形条件下,采用单三角形是比较理想的。在进行水平位移监测过程中,可通过前方交会、后方交会等方法复核基坑周边的工作基点。
3 控制网的数据处理
以上图b单三角形控制形式测得的数据进行简要的阐述,采用LEICA TC1201全站仪观测,在基坑偏东侧的三条道路边缘布置了3个水平位移基准点。TC1201全站仪测角精度为1″,测距精度为2mm+2ppm。在现代大道、南施街、翠园路,共测设3条边长,3个角度,构成一个三角形。最长边约为171米,最短边约为134米,平均边长155米。见下表为,通过外业观测测得一组外业数据见下表1。
 

   设C1为起始点并作为已知点,观测三个内角和三条边长,按边角网严密平差,则条件个数有:r=n-2p+1=3,其中有1个测角网图形条件和2个正弦条件。令边C2-C3为a,C2-C1为b,C1-C3为C,列条件方程:
 
依据角度及距离改正值计算精确坐标,见下表3:

 

4  采用坐标测量的水平位移归算
  在常见的水平位移成果中,主要表现为监测点垂直于基坑边线方向,描述成为向基坑内或向基坑外位移的位移量。而多种测量方法所测得成果,直接计算得到的位移量并非垂直于基坑方向,此时需要归算。
 

见上图c,为便于对水平位移监测数据的判读,根据水平位移的特征,先建立基线LAB,再与D1、D2组成三角形,然后计算得D1至基线的垂距H1、H2,最后将距离相减,即得本次垂直基坑方向的位移量。其计算方法如下,见上图d:
  见上图,直线C1F垂直于直线D1B1,设直线FD1为F1,直线FB1为F2,则有方程组:

 
采用该公式尽可能的避免角度参与求解,从而减弱图形强度对求解精度的影响。
5  结束语
在实际的基坑监测生产过程中,要尽量简化计算工作量,因而要采用符合周边环境的监测方法,将复杂的问题简单化是日常工作中所要做的,同时也要符合规范要求。控制测量是测量之根本,同时也是对工作基点进行日常检核的基准点。闭合导线的严密平差方法也不一一举例。单三角形的严密平差方法,主要采用条件平差。本文主在论述了水平位移监测从控制点的测设到垂直于基坑方向的数据归算,提出了一种新的解决日常工作的方法,提高日常工作的效率,与各位同行分享。不当之处,请各位同行指正。

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