工作基点的位移对观测点的影响分析

2015-12-29王小军,林莉,赵军

测绘工程 2015年6期

工作基点的位移对观测点的影响分析

王小军1，林莉1，赵军2

(1.昆山市建设工程质量检测中心,江苏昆山215337；2.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221116)

摘要：在基坑变形监测工作中，受场地条件的限制，工作基点往往只能埋设在基坑边相对稳定的地方，因此，工作基点也会产生位移。针对在施工现场进行变形观测时工作基点易于发生变动的情况，分析和讨论了工作基点位移的确定以及其位移给观测点带来的影响，提出相应的修正方法，并结合工程实例进行了分析。

关键词：基坑；变形监测；工作基点；水平位移；改正数

中图分类号：TU196

收稿日期：2014-06-13

作者简介：王小军(1978-)，男，工程师.

Effect analysis of observation point based on the displacement of the working reference pointWANG Xiao-jun1,LIN Li1,ZHAO Jun2

(1.Kunshan Testing Center of Construction Quality，Kunshan 215337，China;2.School of Environment Science and Spatial Informatics,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116，China)

Abstract：In conventional foundation pit deformation monitoring，due to the limit of field environment the datum points can be only built in a relatively stable area near the foundation pit.So it is inevitable that the datum points may move during the survey.With respect to the move of the basic work point on the construction site when conducting deformed observation,this paper mainly analyzes and discusses how to determine the motion of datum points,and explains its influence to observation points. And a corresponding correction method is proposed.Finally，an engineering project is combined to obtain some conclusions.

Key words：foundation pit；deformation monitoring；working reference point；horizontal displacement；correction number

随着城市建设的飞速发展，地下空间的开发利用日益广泛，高层建筑、隧道工程、大型桥梁工程的建设，产生了形态各异的深基坑。基坑工程事故所带来的后果是严重的，教训也是惨痛的。这对基坑变形监测的要求就越来越高，因此，及时、准确地给基坑施工反馈监测数据是基坑变形监测的重要任务。在实际工作中，很多基坑受现场条件的限制，工作基点不能够埋设在离基坑较远的位置，为了能够与变形观测点形成通视，现场只能够把工作基点埋设在距基坑边位移相对较小的地方，譬如基坑两条相互垂直边线的夹角处，把这些点作为基坑变形监测的工作基点[1-2]。但是，这些点在基坑施工过程中也会产生位移，本文主要讨论在这种情况下，工作基点变形给变形观测点带来的影响及其改正数的确定。

1水平位移测量方法与原理

水平位移观测的方法有很多，如视准线法、前方交会法、后方交会法、导线法、极坐标法等。其中，利用视准线法进行水平位移监测不仅操作简单、适用性强，而且费用少、不需要其他的专用设备，因此被广泛使用。视准线法可分为角度变化法(即测小角法)和位移法(即活动觇标法)两种。以下介绍测小角法。

小角法测量原理如图1所示。在测站点架设经纬仪(全站仪)，测出测站点到观测点的水平距离D，变形监测点由i位移至i′，测算出观测点因位移后产生的小角α。

图1　小角法测量示意图

监测点的水平位移

(1)

2工作基点位移的确定

工作基点位移确定的方法有很多，如极坐标法、交会法、GPS定位测量等，以下介绍交会法。

可通过交会法确定工作基点K的实际位置。如图2所示，A，B为已知点，确定K点坐标可用以下两种方法：

图2　交会法

方法1：分别量测α和β，则可根据角度交会法得出K点坐标，计算公式如下：

(2)

方法2：分别量测K到两个已知点的距离DAK和DBK，利用距离交会法，可以求出K点坐标。具体方法是先利用三角形余弦定理反求出α和β，再利用式(2)求得K点坐标。用余弦定理反求出α和β的公式为

(3)

以上两种方法只是理论上计算K点坐标的方法，计算比较复杂。在实际工作中，可以配合电脑，在野外量测α和β(或DAK和DBK)，(也可同时量测α,β和DAK,DBK，在内业处理时取平均值，这样可以提高K点坐标的测量精度)。再利用图解法将点展到电脑上，可以形象直观地量取K点坐标，也可以轻松量取K点的位移量及位移方向(见图3)。需要注意的是，工作基点位移对观测点产生的影响只是工作基点的位移垂直于工作基点与观测点连线的一个分量(ΔdK)。即工作基点的位移可分为相互垂直的两个分量，只有其中一个分量对观测点位移产生影响，且这个分量对不同观测点的影响不相同。

图3　图解法确定工作基点的位移

3观测点位移改正数的确定

一般情况下，工作基点和观测点均是向基坑内侧位移的。下面主要讨论用测小角法测量观测点水平位移时，工作基点位移对观测点的影响。

用测小角法测量观测点水平位移时，工作基点和观测点的位移形式可分为以下两种情况：

1)工作基点和观测点向着零方向P0位移(见图4)。

2)工作基点和观测点向着零方向P0的反方向位移(见图5)。

如图4、图5所示，工作基点K位移至K′，位移量为ΔdK(此处的ΔdK指工作基点位移量垂直于工作基点与观测点连线的一个分量，参考“2 工作基点位移的确定”)，观测点i位移至i′，位移量为Δdi；对应于工作基点K的零方向为P0，观测点的初始观测角度为β0(β0应尽量小)；当工作基点和观测点均产生位移后，观测点的实际测量角度为β测，由于工作基点位移使零方向产生了夹角βP，使观测点产生了夹角βK，理论上观测点位移产生的夹角为βi(实际工作中，需要求出的就是这个夹角βi)。