高層建筑基坑變形監測中自動化全站儀的運用研究

邱 宇

（廣東金東建設工程公司，廣東廣州510080）

隨著人口的增長，城市居民也在增加，因此，人們對于土地的競爭也越來越激烈。應該充分利用有限的城市土地資源，城市建設在建設過程中的地位越來越高。由于高層建筑具有大型結構和復雜結構的特點，高層建筑在監測點和監測方法的選擇上與普通建筑有很大的不同。基坑的良好變形對保證施工質量、保證施工安全、提高居民滿意度具有重要意義。在高層建筑基坑開挖,總的來說,比周圍土壤和原始的建筑面積,發生了一些變化,土壤結構的分布過程中重力的限制和生產的內部結構,開挖前的土壤是一個靜止狀態,土地內的壓力將逐漸變成一個復雜的應力狀態,對應的變形周圍的反彈現象。隨著周邊項目的實施，這種變形會逐漸增加，負荷也會逐漸增加。基坑變形到一定程度時，整個建筑物都有很大的安全隱患。為了有效地防止變形，實時監控變形，就需要采用先進的監測設備和檢測工藝，注意坑內監測的數據動態變化，指導施工人員采取正確的措施控制基坑變形，為施工人員提供準確的監控數據，當前自動全站儀在高層建筑基坑變形監測中的應用比較多，對設備的自動識別智能定位功能，其他監控功能的方面，不僅可以減少對圍巖變形的程度，可以達到及時準確的位移監測并且向施工人員反饋。

1 自動全站儀的監測技術

自動全站儀的應用提高了工藝技術的發展水平，并且在很大程度上提高了智能設備的升級和技術進步。隨著技術的進步，直接坐標法在高層建筑變形監測、高層建筑沉降監測和水平位移監測中得到了廣泛的應用。方法相比，監測技術能夠更準確、快速地定位目標，快速準確地獲取目標點發生變化的原始信息，從而保證基坑變形監測的質量。見表1。

表1 變形監測級別

1.1 全站儀自由設站觀測的原理分析

目前，基坑變形監測中最常用的技術是全站儀法。在全站儀的幫助下，對基坑變形進行了一定程度的監測。在基坑變形監測中，首先要建立附近的觀測站，然后在這個空間中任意設置，測試點的方位角，標定位監控智能全站儀數據采集和分析功能,自動識別的實現。簡而言之,全站儀觀測的原理實際上是自由觀測。基坑環境條件分析與坐標系觀測自由度分析,然后通過預設的參考點,參考點觀測數據,并準確的數據信息多組自身坐標,最后和計算機數據處理技術,可以使監測數據的轉換,并最終獨立的觀察。在變形監測中使用全站儀，連續全天候監測可以充分利用其功能，通過自動分析和處理，對基坑全天候監測數據進行自動分析處理，通過光纖網絡和遠程數據傳輸網絡實現基坑變形觀測點的遠程監測。

1.2 全站儀自由設置場地坐標變換

用自由站觀測原理監測基坑變形及自由站法變形監測。主要包括兩大類，它們是stationingpoints和參考點，在相關的網站上，可自由設定P根據環境設置的特點，設置特定環境的需求。也正是基于當地的K1、K2、K3、K4四點為參考點。檢測過程大致是在一個自由集自動全站儀上設置站點P位置，我們可以針對Ki的假設，把基本的方向值和距離值設置為NI、SI，然后使用一些數學計算可以繪制出點P的坐標。

在實際過程的監控，事實上我們都知道的基坑變形監測是監測屬于小范圍的短距離，在計算的時候你可以設置一個最小乘法平面坐標，計算出水平和垂直坐標點的近似值，加上或減去相應的坐標平面校正能得到點P。

2 自動化全站儀在高層建筑基坑變形監測中的應用

2.1 工程概況

某幢大型建筑的深基坑約120m，開挖的深度大約15m，寬度大約105m，東面有7層樓高，樓高6層。南12層樓高，北臨一座高樓大廈。此外，基坑與城市交通動脈之間的距離更近，只有約2000m。

本工程深基坑周邊環境比較復雜，基坑施工工作場地相對較小，基坑變形控制的要求相對來說較高。根據基坑監測變形控制標準，按照國家標準進行變形控制監測。

2.2 監測方案

根據建筑物附近周圍環境，基坑距離為50m，是基坑深度的3倍以上。監測工藝選擇在K1、K2兩處設立了監測的基準點。在放樣基準點工藝時，盡量與基坑側邊平行,要保證兩點之間的連接可靠。必須考慮基坑變形對周邊的影響。另外，用精度為052″的TC2003全站儀，假設K2的坐標（500,500）并假設PI方向角，測量兩點間的水平距離，這個時候就可以建立一個專門用于監測獨立坐標系。然后我們可以計算K1（374420500）的平面坐標。通過調度全站儀自由站模塊程序，我們輸入測量K1-K2坐標界面上，并同時確定方向角和PK1 PK2的程度。根據任務要求，建立監控專用網絡。在監測基坑變形的同時，應確保監測的完整性，確保主建筑物及周圍建筑物的變形監測。在這個項目中，15個監測點的設立從D1-D15確保這些監測點可以嵌入到鉆桿的入口標志。為了盡快得到監測結果，采用?127mm工程地質鉆機鉆孔，由于主干道的距離與基坑比較短，必須全站儀的極坐標監測方法進行實時監測。

2.3 監測結果分析

P是一個免費的資源網站，全站pk1參考點是兩K為單元模塊調用，可以得出一個統一的P點的平面坐標，后測量兩控制線距離方向PK2，然后用K2或K1方向定位對各監測點的極坐標值。經過一段時間的監控，為了驗證數據的準確性和可靠性，選擇了一組數據進行驗證。夾角β1=52°56′12″，βP點=45°54′17″，和邊長PK1值是由監測100.02m測量數據。tc2003高精度自動全站儀的精度棱鏡監控點監控過程中的誤差，測量綜合距離誤差和角度誤差。誤差的測試，通過一定的計算，誤差可控制在1.71mm左右，監測點的存在，基坑監測要求的水平為1.71＜2之間的約1.5～2.0mm，1/10～1/20允許范圍內，使用高精度自動全站儀tc2003模型監測地基的變形監控，可以很好的滿足工程監測的要求，值得推廣。

3 結束語

自動全站儀監測在高層建筑深基坑變形問題中有很好的測量控制的作用，并能有效地控制變形監測的精度，必須嚴格控制在規定的精度范圍。高精度自動全站儀的自由設站法有效解決城市高層建筑深基坑施工復雜空間的變形監測問題，能夠將基坑變形監測精度有效地控制在一級基坑監測允許范圍內。自動全站儀的自由設站加極坐標法不僅具有設自動全站儀自由設站極坐標法的優點是操作方便、靈活、快速的計算效率較高的優點，為基坑施工提供及時準確的監測數據。高層建筑施工的安全性很大程度上受到基坑的支撐，以提高整體施工質量。

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