徠卡變形監(jiān)測解決方案在基坑變形監(jiān)測中的應(yīng)用

楊茂偉

（山東省地礦工程勘察院，山東濟(jì)南250014）

徠卡測量新技術(shù)應(yīng)用專欄

徠卡變形監(jiān)測解決方案在基坑變形監(jiān)測中的應(yīng)用

楊茂偉

（山東省地礦工程勘察院，山東濟(jì)南250014）

建筑物基坑邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測工作中，需要采用傳統(tǒng)測量方法測定監(jiān)測點(diǎn)的水平位移，并采用精密水準(zhǔn)測量監(jiān)測邊坡的垂直位移。

施工過程中的現(xiàn)場監(jiān)測對取得大量測試數(shù)據(jù)，以及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、完善基坑的支撐、提高設(shè)計(jì)水平有著重要意義。首先，可了解基坑的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，為今后降低工程成本指標(biāo)提供設(shè)計(jì)依據(jù)；其次，可及時了解地下土層、地下管線、地下設(shè)施、地面建筑在施工過程中所受的影響及其程度；最后，能夠及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險情的發(fā)生及其程度，為及時采取安全補(bǔ)救措施提供保障。

徠卡變形監(jiān)測解決方案所用儀器由Leica TS30專業(yè)型全站儀和Leica DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀組成［6］，兩種儀器分別監(jiān)測基坑坡頂?shù)乃轿灰坪痛怪蔽灰啤?/p>

本文結(jié)合濟(jì)南力高國際項(xiàng)目基坑監(jiān)測所積累的經(jīng)驗(yàn)，參照相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，對深坑監(jiān)測進(jìn)行論述，并總結(jié)徠卡變形監(jiān)測解決方案在基坑變形監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)勢及存在的問題。

一、工程實(shí)例

1.工程概況

該項(xiàng)目基坑監(jiān)測工程位于濟(jì)南市歷下區(qū)奧體西路東、涵源大街北側(cè)、乘風(fēng)路西側(cè)的一片拆遷空地內(nèi)。項(xiàng)目總占地面積約50 000.00 m2，基坑北側(cè)開挖深度 5.50～6.30 m，基坑?xùn)|側(cè)開挖深度 5.50～10.00 m，基坑西側(cè)開挖深度5.30～11.30 m，基坑南側(cè)開挖深度9.50～11.30 m。場區(qū)地下水埋深較大，基坑監(jiān)測不考慮地下水影響。

2.監(jiān)測項(xiàng)目

采用儀器監(jiān)測與巡視檢查相結(jié)合的方法對以下方面進(jìn)行監(jiān)測:①坡頂水平位移監(jiān)測；②坡頂沉降監(jiān)測；③周邊建筑物沉降監(jiān)測；④周邊路面沉降監(jiān)測；⑤周邊管線沉降監(jiān)測；⑥周邊裂縫監(jiān)測。

本文重點(diǎn)分析坡頂水平位移監(jiān)測和坡頂沉降監(jiān)測。

3.測量儀器及方法

（1）測量儀器及其各自精度

1）Leica TS30專業(yè)型全站儀:測角精度0.5″，測距精度1 mm+1×10-6D。

2）Leica DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀:每千米偶然中誤差為0.30 mm，標(biāo)尺使用因瓦（合金）數(shù)碼標(biāo)尺。

（2）測量方法

本次基坑變形監(jiān)測工作采用任意直角坐標(biāo)系統(tǒng)和假定高程基準(zhǔn)。水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)之間以D級精度靜態(tài)GPS進(jìn)行測量。垂直位移基準(zhǔn)點(diǎn)以閉合路線的形式按二等水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行往返觀測。測繪過程中固定人員、儀器，盡量在相同時段進(jìn)行相應(yīng)的觀測，盡量減少大氣折光和人為因素對觀測結(jié)果的影響。

基坑變形監(jiān)測水平位移觀測采用極坐標(biāo)法，垂直位移觀測采用二等水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行。

（3）基坑監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)與測量

基坑水平位移和沉降觀測點(diǎn)隨基坑開挖進(jìn)度進(jìn)行設(shè)置，基坑水平位移和沉降觀測共用監(jiān)測點(diǎn)，觀測標(biāo)志為十字形鋼標(biāo)，在基坑周邊上鉆孔設(shè)置，共設(shè)43個水平位移和沉降監(jiān)測點(diǎn)，編號為W1—W43。

4.觀測周期

于2012年3月12日至2013年8月5日，共進(jìn)行了50個周期基坑監(jiān)測工作。

5.觀測精度

水平位移采用三等觀測精度；基準(zhǔn)點(diǎn)觀測采用一級沉降觀測精度；沉降監(jiān)測點(diǎn)觀測采用二級沉降觀測精度。

6.平差計(jì)算

平差方法采用南方平差軟件和建筑沉降分析系統(tǒng)ST5.5軟件進(jìn)行計(jì)算分析，并繪制位移和沉降過程線，輸出成果資料。如表1、圖1—圖4所示。

圖1

圖2

圖3

圖4

1）水平位移控制網(wǎng)精度情況為:①GJ3:點(diǎn)位中誤差0.8 mm；②GJ4:點(diǎn)位中誤差0.7 mm；③GJ5:點(diǎn)位中誤差0.6 mm；④GJ6:點(diǎn)位中誤差0.6 mm。

2）水準(zhǔn)測量基準(zhǔn)點(diǎn)精度情況為:

表1

水準(zhǔn)測量測站中誤差為

水準(zhǔn)環(huán)閉合差為-0.42 mm。

兩個指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

7.位移與沉降變形分析

（1）基坑位移

X方向位移累積最大為 W22點(diǎn)，位移量為-17 mm，位移速度為-0.038 mm/d；X方向位移累積最小為W2點(diǎn)，位移量為0 mm，位移速度為0 mm/d。Y方向位移累積最大為W36點(diǎn)，位移量為+13 mm，位移速度為0.033 mm/d；Y方向位移累積最小為W10點(diǎn)，位移量為0 mm，位移速度為0 mm/d。X方向平均位移為-2.07 mm，位移速度為-0.010 mm/d；Y方向平均位移為2.88 mm，位移速度為0.016 mm/d。

（2）基坑沉降

沉降累積最大為W36點(diǎn)，沉降量為9.13 mm，沉降速度為0.023 mm/d。沉降累積最小為W23點(diǎn)，沉降量為-0.27 mm，沉降速度為-0.001 mm/d。發(fā)生最大沉降為W36點(diǎn)第35期，沉降量為9.43 mm，沉降速度為0.032 mm/d。平均沉降為-0.22 mm，沉降速度為-0.003 mm/d。

8.監(jiān)測結(jié)論

根據(jù)以上監(jiān)測項(xiàng)目測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)情況及變形過程線，監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量均在預(yù)警值范圍內(nèi)，說明基坑在開挖和使用期間處于穩(wěn)定狀態(tài)。

二、結(jié)束語

1）Leica TS30專業(yè)型全站儀自動尋找目標(biāo)，自動對中觀測，其獲得的數(shù)據(jù)很大程度上消除了人為觀測帶來的誤差。數(shù)據(jù)形成的曲線很好地反映了被測點(diǎn)的變化趨勢，雖然也存在少量跳變，但是跳變幅度逐漸變小，說明基坑隨著時間的推移越來越穩(wěn)定。

2）Leica DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀自動安平讀取因瓦（合金）數(shù)碼標(biāo)尺，同樣消除了人為觀測讀數(shù)帶來的各種誤差。儀器獲得的數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、精度高，從曲線圖可以看出被觀測點(diǎn)的變化趨勢明顯。

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（本專欄由徠卡測量系統(tǒng)和本刊編輯部共同主辦）