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淺談基坑圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測方法
摘要：本文介紹了深基坑水平位移監(jiān)測中常用方法，并重點(diǎn)介紹了全站儀極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測和計(jì)算位移量的方法。 關(guān)鍵詞：水平位移 極坐標(biāo)法 基準(zhǔn)線法 前方交會(huì)法 中誤差 一、引言 隨著城市的快速發(fā)展，各種深基坑工程越來越多，受地質(zhì)、地下水、周邊環(huán)境及其它不確定因素的影響，給施工帶來的難度及風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。為了最大限度的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，避免人員傷亡和和事故發(fā)生，為工程建設(shè)提供安全保障服務(wù)，基坑監(jiān)測已成為施工過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，受到了建設(shè)主管部門、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工方高度的重視。圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測比較常用的監(jiān)測方法有基準(zhǔn)線法（測小角法）、前方交會(huì)法、極坐標(biāo)法等。 其中應(yīng)用最為廣泛是極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測，極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測具有簡便、高效、精度可靠等特點(diǎn)，本文將重點(diǎn)介紹極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測。 二、常用水平位移監(jiān)測方法簡介 2.1 基準(zhǔn)線法（測小角法） 基準(zhǔn)線法就是在基坑外建立工作基點(diǎn)，兩個(gè)工作基點(diǎn)可以確定一條基準(zhǔn)線，然后將監(jiān)測點(diǎn)盡量設(shè)置在基準(zhǔn)在線，通過高精度經(jīng)緯儀測定監(jiān)測點(diǎn)與基準(zhǔn)線間的微小角度變化，從而計(jì)算位移量。 2.2 前方交會(huì)法 利用施工場地內(nèi)的兩個(gè)工作基點(diǎn)分別架設(shè)全站儀或經(jīng)緯儀觀測監(jiān)測點(diǎn)，通過解算三角形的方法計(jì)算監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)，從而計(jì)算出水平位移量。 2.3 極坐標(biāo)法 在一個(gè)工作基點(diǎn)上加架設(shè)高精度全站儀，另一個(gè)工作基點(diǎn)為后視點(diǎn)，通過觀點(diǎn)角度和距離測定監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)，通過每次觀測坐標(biāo)值與初始值進(jìn)行比較，從而計(jì)算出水平變化量。 三、極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測方法 3.1 工作基點(diǎn)的布設(shè) 因施工環(huán)境比較復(fù)雜，工作基點(diǎn)的選定應(yīng)考慮點(diǎn)位的安全、穩(wěn)定，受施工影響較小的地方。 布設(shè)2-4個(gè)帶有強(qiáng)制對(duì)中觀測墩，觀測墩地上高度為1.2-1.3米，地下部分深度就大于1.2米，互相通視或組成三角形，方便檢核。 3.2 監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè) 監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)盡量布設(shè)在基坑冠梁、圍護(hù)樁或地下連續(xù)墻的頂部等較為固定、不易破壞、設(shè)置方便的地方，基坑圍護(hù)樁頂每20米布設(shè)1點(diǎn)，有水平橫撐時(shí)測點(diǎn)盡量設(shè)置在兩水平橫撐跨中位置。 監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)時(shí)先在圈梁、圍護(hù)樁等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部，用沖擊鉆鉆出深約100mm的孔，再把強(qiáng)制對(duì)中監(jiān)測標(biāo)志放入孔內(nèi)，縫隙用錨固劑填充。 3.3 數(shù)據(jù)采集 工作基點(diǎn)觀測采用導(dǎo)線法，將工作基點(diǎn)與施工專用控制網(wǎng)組成閉合或附合導(dǎo)線，監(jiān)測點(diǎn)采用極坐標(biāo)法，根據(jù)基坑的等級(jí)和設(shè)計(jì)對(duì)監(jiān)測的要求，采用的相應(yīng)變形測量等級(jí)。極坐標(biāo)法水平位移觀測，宜采用高精度全站儀，測角精度應(yīng)高于2”，測距精度應(yīng)高于2+2ppm。 監(jiān)測點(diǎn)初始值的采集應(yīng)進(jìn)行兩次獨(dú)立觀測，兩次觀測值滿足規(guī)范限差要求時(shí)取中作為最終初始值。 觀測作業(yè)技術(shù)規(guī)定：○1觀測應(yīng)做到“五固定”，即固定人員、固定儀器、固定線站、固定觀測方法、固定觀測尺；○2在基本相同的環(huán)境和條件下進(jìn)行觀測；○3對(duì)觀測距離進(jìn)行儀器加常數(shù)、乘常數(shù)、氣溫、氣壓改正。 3.4 水平位移量的計(jì)算 方法 如圖1所示：E 為水平位移監(jiān)測點(diǎn)初始值位置，E’為變形后的位置，D就是我們要計(jì)算的垂直于基坑邊線向內(nèi)或外的水平位移量，計(jì)算方法如下： 通過E、E’兩點(diǎn)坐標(biāo)反算我們能得到兩點(diǎn)距離S和方位角αEE’ α23可通過設(shè)計(jì)提供電子圖獲得，也得通過實(shí)地觀測反算獲得 3.5 水平位移的控制指標(biāo)及監(jiān)測頻率 樁體水平位移允許控制值：一級(jí)基坑為30mm或0.15%H取小值；二級(jí)基坑為40mm或0.2%H取小值；三級(jí)基坑為50mm或0.3%H取小值。平均變化速率控制值為2mm/d，最大變化速率控制值為3mm/d[3]。判斷變形穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》JGJ8-2007相關(guān)內(nèi)容確定，即“當(dāng)最后100d的沉降速率小于0.01-0.04mm/d時(shí)可認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段”[2]。 基坑開挖期間：開挖深度H≤5m，1次/3天；5m10 m，1次/天�；娱_挖完成后：1～7天，1次/天；7～15天，1次/2天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；經(jīng)數(shù)據(jù)分析確認(rèn)達(dá)到基本穩(wěn)定后，1次/月。 3.6 極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測精度分析 極坐標(biāo)法水平位移的點(diǎn)位中誤差計(jì)算公式為： 公式中不考慮控制點(diǎn)誤差的影響，mp為變形點(diǎn)位中誤差，mα為測角中誤差，ms為測距中誤差[5]。 當(dāng)全站儀測角中誤差為1”，當(dāng)測距中誤差為1+1ppm，距離為150m時(shí)，按公式計(jì)算點(diǎn)位中誤差為1.2mm。工程測量規(guī)范規(guī)定一等水平位移監(jiān)測變形點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為1.5mm[4]。由此可見當(dāng)工作基點(diǎn)距離監(jiān)測點(diǎn)距離不大于150m時(shí)，按極坐標(biāo)法水平位移監(jiān)測達(dá)到了一等水平位移監(jiān)測精度的要求。 四、結(jié)論 水平位移監(jiān)測作為基坑監(jiān)測中重要的一項(xiàng)，及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)可為為建設(shè)單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)、為處理風(fēng)險(xiǎn)事物和工程安全事故提供重要依據(jù)。 采用本文中介紹的水平位移監(jiān)測計(jì)算方法，觀測和計(jì)算都比較方便，數(shù)據(jù)精度可靠，而且適用于形狀不規(guī)則的基坑。唯一的不足就是對(duì)全站儀精度要求較高，目前精度最高的全站儀測角精度已達(dá)0.5”，測距精度達(dá)1+1ppm，完全可以滿足深基坑水平位移監(jiān)測的技術(shù)要求。 參考文獻(xiàn)： [1]張傳璽，陳宏章編著.工程測量學(xué) 鄭州 鄭州測繪學(xué)校出版社.1998. [2]JGJ 8—2007.建筑變形測量規(guī)程. [3]DB11-490-2007.地鐵工程監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程. [4]GB50026-2007.工程測量規(guī)范. [5]劉成龍.極坐標(biāo)法測量精度評(píng)定方法的研究 成都 鐵道學(xué)報(bào).1996.
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