采用精密距離測(cè)量在基坑平面位移中的應(yīng)用

王鳳花(重慶市工業(yè)學(xué)校)

采用精密距離測(cè)量在基坑平面位移中的應(yīng)用

王鳳花
(重慶市工業(yè)學(xué)校)

當(dāng)前我國(guó)在高層建筑的施工過程中，基坑開挖問題顯著，基坑工程施工日益增多，開挖的深度越來越深，面積越來越大，使用周期也實(shí)現(xiàn)了一定程度的增長(zhǎng)。由于開挖基坑周圍以及地下各種排線非常復(fù)雜，為了實(shí)現(xiàn)建筑基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行，需要對(duì)施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)和控制，為施工單位提供檢測(cè)數(shù)據(jù)，協(xié)助施工隊(duì)伍的安全檢測(cè)工作，避免安全事故的發(fā)生。文章通過介紹基坑平面位移檢測(cè)的應(yīng)用和主要的技術(shù)手段，進(jìn)一步介紹了精密距離測(cè)量在基坑平面位移中的主要應(yīng)用和監(jiān)測(cè)方法。

精密距離測(cè)量；基坑；平面位移；應(yīng)用

建筑行業(yè)作為我國(guó)重要的行業(yè)之一，承擔(dān)著為保障人民住房安全的重大責(zé)任，因此保證建筑物的質(zhì)量安全具有十分重大的意義。基坑施工作為建筑施工中的重要方面，在施工和使用過程中，要加強(qiáng)基坑平面位移的檢測(cè)工作，避免因基坑周邊應(yīng)力狀況的變化，影響周邊建筑的安全。

1、基坑檢測(cè)相關(guān)概念

1.1 基坑監(jiān)測(cè)的概念與分類

基坑監(jiān)測(cè)主要是指基坑工程施工過程以及使用期限內(nèi)，對(duì)基坑護(hù)體以及周邊環(huán)境實(shí)施的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控的工作，基坑監(jiān)測(cè)屬于變形監(jiān)測(cè)之一[1]。基坑監(jiān)測(cè)的檢測(cè)對(duì)象包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水狀況、周圍建筑物地下管線以及相關(guān)設(shè)施、施工狀況、周圍主要的交通道路、自然環(huán)境等。基坑開挖過程中導(dǎo)致變形的原因很多，本文以水平位移監(jiān)測(cè)為主要研究對(duì)象，探討監(jiān)測(cè)的各種方式方法。

1.2 基坑水平位移監(jiān)測(cè)

基坑水平位移是指開挖基坑邊界上的被觀測(cè)點(diǎn)與基坑邊界向內(nèi)部移動(dòng)的距離垂直，操作規(guī)范中，兩者之間的距離隨著基坑的等級(jí)的不同臨界值有所變化，一旦其超過臨界值就要及時(shí)向業(yè)主匯報(bào)，以方便及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施，避免基坑出現(xiàn)滑坡、坍塌等情況。

2、基坑水平位移監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

目前基坑水平位移的檢測(cè)方法主要由：測(cè)小角法、視準(zhǔn)線法、極坐標(biāo)法等。測(cè)小角法是指在距離基坑一定距離外一點(diǎn)設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，確定基準(zhǔn)線位置，水平位移的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在設(shè)置的基準(zhǔn)線上，然后將測(cè)量?jī)x器架設(shè)在基準(zhǔn)點(diǎn)上，測(cè)量出基線與基測(cè)點(diǎn)之間的角度，通過相關(guān)公式計(jì)算出水平位移[2]。視準(zhǔn)線法是指在基坑兩端設(shè)置 2個(gè)永久控制點(diǎn)，在兩點(diǎn)之間進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)工作，定期觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)偏離固定的方向的距離，通過比較可得監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量。

3、測(cè)距方法監(jiān)測(cè)基坑平面位移實(shí)現(xiàn)步驟

基坑平面位移操作步驟分為布點(diǎn)、觀測(cè)、計(jì)算、注意事項(xiàng)四個(gè)部分。以下針對(duì)這四部分詳細(xì)說明。

3.1 布點(diǎn)

基坑平面位移的布設(shè)點(diǎn)可以分為監(jiān)測(cè)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)三類。如果條件允許盡量采用強(qiáng)制對(duì)中的方法進(jìn)行測(cè)量。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)需要根據(jù)基坑的形狀進(jìn)行選布，將棱鏡的強(qiáng)制對(duì)中器架設(shè)在易發(fā)生位移的地方，并選布在護(hù)坡樁頂上。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)完成后，為保證棱鏡位置的固定，立尺員直接將棱鏡固定在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，避免人為因素產(chǎn)生的觀測(cè)誤差；工作基點(diǎn)的主要布設(shè)在基坑周邊架設(shè)儀器和觀測(cè)監(jiān)測(cè)的位置，工作基點(diǎn)的位置必須選擇難位移易保護(hù)的位置。工作基點(diǎn)上可以建造觀測(cè)墩，為了儀器架設(shè)的方便和誤差的減小，觀測(cè)墩上安裝強(qiáng)制對(duì)中器。布點(diǎn)位置結(jié)合監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行設(shè)置。操作方法：按照業(yè)主提供的基坑圖，進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的設(shè)置，畫出基坑邊監(jiān)測(cè)點(diǎn)的法線，法線兩側(cè)30度角是監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作基點(diǎn)的選取范圍。基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置是用來監(jiān)測(cè)工作基點(diǎn)的。為了保證基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)該布設(shè)在低層樓房頂位置或者距離基坑和基坑邊2.5倍的基坑深度處。

3.2 觀測(cè)

該方法觀測(cè)主要分為平面位移觀測(cè)和平面圖測(cè)量?jī)煞N。平面位移觀測(cè)，首先進(jìn)行一起的架設(shè)，其次在儀器放置30分鐘左右后進(jìn)行觀測(cè)工作，將觀測(cè)工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的距離依次填入表格中實(shí)測(cè)平距即可。平面圖測(cè)量相對(duì)于平面位移觀測(cè)稍顯復(fù)雜。首先假設(shè)一個(gè)坐標(biāo)系，然后根據(jù)測(cè)量出的基坑周邊線、工作基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位、監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位、基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位畫出平面位置圖，其次根據(jù)平面位置圖，精準(zhǔn)測(cè)量出點(diǎn)位的位置坐標(biāo)，根據(jù)平面圖進(jìn)行分析，確定工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)連線所處位置的法線夾角小于30度的點(diǎn)位，進(jìn)行角度的測(cè)量，并將數(shù)據(jù)填入表格。為了減小誤差，坐標(biāo)數(shù)據(jù)的測(cè)量以及觀測(cè)過程進(jìn)行 3次為宜。觀測(cè)結(jié)果以毫米為單位，當(dāng)兩次觀測(cè)值滿足小于等于 1毫米時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，不滿足要求時(shí)繼續(xù)觀測(cè)直至滿足條件。

3.3 計(jì)算

3.3.1 角度量算

角度的量算是指平面圖上工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)連線以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)出基坑邊線法線夾角的量算。

3.3.2 成果計(jì)算

如圖1、2所示，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初始位置A點(diǎn)，A點(diǎn)發(fā)生位移變化后為B點(diǎn)，C點(diǎn)是工作基點(diǎn)，AD為A點(diǎn)所在基坑邊的法線，D點(diǎn)為C點(diǎn)在法線的垂足，AB兩點(diǎn)之間的距離為基坑位移量。在觀測(cè)中，外業(yè)觀測(cè)中，線段AC的距離L為布點(diǎn)穩(wěn)定后的首次觀測(cè)值，BC的距離L’ 是期望觀測(cè)值，∠A為首次觀測(cè)后一個(gè)相對(duì)固定的值，假定所求線段AB的距離為X。通過計(jì)算可能獲得2個(gè)X值，兩個(gè)數(shù)值需要根據(jù)兩個(gè)三角形的形狀和幾何規(guī)律進(jìn)行取舍。首次測(cè)量和布點(diǎn)工作量稍大，其他值的觀測(cè)一次即可。將所測(cè)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系在Excel表格中進(jìn)行固定，采用其中的函數(shù)進(jìn)行結(jié)果的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)結(jié)果輸出過程。

圖1 工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)跨過基坑側(cè)

3.4 注意事項(xiàng)

在實(shí)際工作中主要注意以下幾點(diǎn)。第一、∠A的布設(shè)越小越好，∠A為0度時(shí)即X=L-L’ ,隨著角度A的逐漸增大。首先，觀測(cè)值L產(chǎn)生的誤差對(duì)于觀測(cè)結(jié)果的影響逐漸增大，其次A點(diǎn)的位移在工作基點(diǎn)的方向生反映出來的越小，甚至不能反映位移的變化。所以在實(shí)際工作中控制其角度在30度以內(nèi)。第二、為了減小觀測(cè)誤差，提高輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性。A點(diǎn)的位移量最好由兩個(gè)以上的工作點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)比較，取計(jì)算結(jié)果的平均值為輸出結(jié)果。第三、在實(shí)際觀測(cè)過程中多次觀測(cè)，以提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性

4、結(jié)束語

由上述可知，利用精密距離測(cè)量基坑平面位移過程中應(yīng)注意監(jiān)測(cè)施工步驟的規(guī)范性，盡量最大限度的降低誤差，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1]車長(zhǎng)根.基坑平面位移檢測(cè)方法淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012 （07）：101-103.

[2]練建鑫.基于精密測(cè)距方法檢測(cè)基坑平面位移的探討[J].北京測(cè)繪，2012 （03）：67-68.

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