陳偉

摘 要：對(duì)于大部分工程而言，在其施工過(guò)程之中，垂直位移是相當(dāng)重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。由于異常垂直位移往往是工程事故的前兆，所以，對(duì)于某些重要建筑設(shè)施的垂直沉降測(cè)量須具有高精度、實(shí)時(shí)性的特性。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于其優(yōu)越的特性必然將引入工程監(jiān)測(cè)工作中，成為工程監(jiān)測(cè)的有效手段。本文介紹了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量原理，通過(guò)工程監(jiān)測(cè)中應(yīng)用實(shí)例，充分體現(xiàn)了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)越性，并且總結(jié)了其在工程中的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：靜力水準(zhǔn) 自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 實(shí)時(shí)性系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU196.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0057-01

當(dāng)前對(duì)于工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，人工采集數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法被普遍運(yùn)用，但是其不僅監(jiān)測(cè)范圍小、工作量大、效率低，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，因此不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、消除隱患。靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為一種精密的水準(zhǔn)測(cè)量方法，具有精度高、自動(dòng)化性能好等特點(diǎn)，完全可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的漏洞，同時(shí)可以更好地運(yùn)用于人工無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的某些特殊環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，使得在工程進(jìn)展過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，消除隱患。

1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量原理

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)在使用過(guò)程中，一系列的傳感器容器使用通液管連接，其中注入一定量的液體，保證所有容器中的液體可以自由流動(dòng)，利用連通液的原理，多支通過(guò)連通管連接在一起的儲(chǔ)液罐的液面總是在同一水平面，即保持相同的高度，但是各個(gè)容器中的液體深度并不相同，這也就反映了各個(gè)容器所在的各個(gè)參考點(diǎn)的高度的不同。當(dāng)容器液位發(fā)生變化時(shí)即被傳感器感應(yīng)，通過(guò)測(cè)量不通儲(chǔ)液罐的液面高度，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得出各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的相對(duì)差異沉降。

在多點(diǎn)系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對(duì)于其中任意一點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)或參照點(diǎn)）的變化，該點(diǎn)的垂直位移應(yīng)是相對(duì)穩(wěn)定的或者是可用其它人工觀測(cè)手段來(lái)確定，并在整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行修正，以便能精確計(jì)算靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)的沉降變化。

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j個(gè)觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)i的相對(duì)沉降量計(jì)算公式如下：

測(cè)點(diǎn)相對(duì)沉降量=測(cè)點(diǎn)容器水位變化量-參照點(diǎn)容器水位變化量

即：

Hji=（h0j-hkj）-（h0i-hki）

式中，Hji表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻相對(duì)于基點(diǎn)i的垂直位移值；h0j表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；hkj表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；h0i表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)i在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；hki表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度。

2 工程案例

上海市某地下空間工程項(xiàng)目，基坑總面積約38000 m2，基坑延長(zhǎng)米約為791米。基坑周邊環(huán)境情況復(fù)雜，其中基坑?xùn)|側(cè)地下存在一條共同管溝，共同管溝為鋼筋混凝土箱涵，走向基本與地下室紅線一致，地下室與共同溝的距離較小，在施工過(guò)程中保護(hù)難度相對(duì)較高。

共同管溝管徑3300 mm×3800 mm，埋深2.2 m（頂），到圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線距離3.0～5.0 m。

2.1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布設(shè)

為了監(jiān)控基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)于共同管溝的變形，為了確保順利實(shí)現(xiàn)下一施工進(jìn)度控制，有效控制基坑施工對(duì)共同溝的影響。對(duì)共同管溝的垂直位移結(jié)合人工普通光學(xué)水準(zhǔn)觀測(cè)，使用了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。測(cè)點(diǎn)間距15 m，總共布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)：JS1～JS7，其中以JS2為靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，其高程采用光學(xué)水準(zhǔn)進(jìn)行修正，系統(tǒng)采集頻率6次/天。

2.2 監(jiān)測(cè)成果分析

通過(guò)觀察2013年6月12日至2013年6月13日，工程現(xiàn)場(chǎng)清障及拔樁施工中，靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直位移變化圖，從圖中可以看出，地下共同管溝的變形受到清障拔樁施工影響十分明顯，特別是在拔樁過(guò)程中（即2013年6月12日12：00左右），幾乎所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)都出現(xiàn)了明顯的沉降，JS5垂直位移下降到最大值-19.8 mm，然后隨著拔樁施工的完成，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移出現(xiàn)回彈，趨于平穩(wěn)。

圖1為2013年6月12日9：00至2013年6月13日15：00間現(xiàn)場(chǎng)拔樁過(guò)程中，根據(jù)人工光學(xué)水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果繪制的共同管溝監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移變化曲線圖（圖中GN為人工觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)，GN58與JS1相對(duì)應(yīng)，GN61與J1S2相對(duì)應(yīng)，依次類(lèi)推）。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)方案以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，人工觀測(cè)頻率已增加至2次/1d，由于需要各方單位的相互協(xié)助以及工作強(qiáng)度限制等原因，人工觀測(cè)的工作量到達(dá)飽和，從6月12日9：00至6月13日15：00觀測(cè)四次，觀測(cè)結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確表現(xiàn)共同管溝變化情況，也無(wú)法準(zhǔn)確體現(xiàn)沉降最大值以及最大值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，對(duì)于工程項(xiàng)目的整體把握以及實(shí)時(shí)監(jiān)控力度不足，人工觀測(cè)結(jié)果漏檢的弊端暴露無(wú)遺。顯示了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控優(yōu)越性。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效避免傳統(tǒng)人工光學(xué)水準(zhǔn)觀測(cè)的漏檢的情況的發(fā)生。

（2）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度高、自動(dòng)化性能好、實(shí)時(shí)測(cè)量功能的特點(diǎn)能夠很好地運(yùn)用在工程中，準(zhǔn)確而及時(shí)地反應(yīng)建筑物的變形情況。

（3）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在安裝過(guò)程中，接受系統(tǒng)的線路安排有一定的局限性，同時(shí)對(duì)于其數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)會(huì)受到天氣以及距離的多種因素影響，需要在設(shè)計(jì)中綜合考慮，提高靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)使用效率。

（4）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)的修正需靠人工作業(yè)來(lái)完成，制約了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的直接測(cè)試，實(shí)時(shí)成果有一定的制約。但是能夠直接并及時(shí)地對(duì)于差異沉降進(jìn)行測(cè)試。

參考文獻(xiàn)

[1] 何曉業(yè).靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)在大科學(xué)工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].核科學(xué)與工程，2006，4（26）.

[2] 戴加?xùn)|，王艷玲，褚偉洪.靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在某工程中的應(yīng)用[J].工程勘察，2009.endprint

摘 要：對(duì)于大部分工程而言，在其施工過(guò)程之中，垂直位移是相當(dāng)重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。由于異常垂直位移往往是工程事故的前兆，所以，對(duì)于某些重要建筑設(shè)施的垂直沉降測(cè)量須具有高精度、實(shí)時(shí)性的特性。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于其優(yōu)越的特性必然將引入工程監(jiān)測(cè)工作中，成為工程監(jiān)測(cè)的有效手段。本文介紹了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量原理，通過(guò)工程監(jiān)測(cè)中應(yīng)用實(shí)例，充分體現(xiàn)了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)越性，并且總結(jié)了其在工程中的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：靜力水準(zhǔn) 自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 實(shí)時(shí)性系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU196.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0057-01

當(dāng)前對(duì)于工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，人工采集數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法被普遍運(yùn)用，但是其不僅監(jiān)測(cè)范圍小、工作量大、效率低，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，因此不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、消除隱患。靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為一種精密的水準(zhǔn)測(cè)量方法，具有精度高、自動(dòng)化性能好等特點(diǎn)，完全可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的漏洞，同時(shí)可以更好地運(yùn)用于人工無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的某些特殊環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，使得在工程進(jìn)展過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，消除隱患。

1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量原理

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)在使用過(guò)程中，一系列的傳感器容器使用通液管連接，其中注入一定量的液體，保證所有容器中的液體可以自由流動(dòng)，利用連通液的原理，多支通過(guò)連通管連接在一起的儲(chǔ)液罐的液面總是在同一水平面，即保持相同的高度，但是各個(gè)容器中的液體深度并不相同，這也就反映了各個(gè)容器所在的各個(gè)參考點(diǎn)的高度的不同。當(dāng)容器液位發(fā)生變化時(shí)即被傳感器感應(yīng)，通過(guò)測(cè)量不通儲(chǔ)液罐的液面高度，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得出各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的相對(duì)差異沉降。

在多點(diǎn)系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對(duì)于其中任意一點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)或參照點(diǎn)）的變化，該點(diǎn)的垂直位移應(yīng)是相對(duì)穩(wěn)定的或者是可用其它人工觀測(cè)手段來(lái)確定，并在整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行修正，以便能精確計(jì)算靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)的沉降變化。

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j個(gè)觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)i的相對(duì)沉降量計(jì)算公式如下：

測(cè)點(diǎn)相對(duì)沉降量=測(cè)點(diǎn)容器水位變化量-參照點(diǎn)容器水位變化量

即：

Hji=（h0j-hkj）-（h0i-hki）

式中，Hji表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻相對(duì)于基點(diǎn)i的垂直位移值；h0j表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；hkj表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；h0i表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)i在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；hki表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度。

2 工程案例

上海市某地下空間工程項(xiàng)目，基坑總面積約38000 m2，基坑延長(zhǎng)米約為791米?；又苓叚h(huán)境情況復(fù)雜，其中基坑?xùn)|側(cè)地下存在一條共同管溝，共同管溝為鋼筋混凝土箱涵，走向基本與地下室紅線一致，地下室與共同溝的距離較小，在施工過(guò)程中保護(hù)難度相對(duì)較高。

共同管溝管徑3300 mm×3800 mm，埋深2.2 m（頂），到圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線距離3.0～5.0 m。

2.1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布設(shè)

為了監(jiān)控基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)于共同管溝的變形，為了確保順利實(shí)現(xiàn)下一施工進(jìn)度控制，有效控制基坑施工對(duì)共同溝的影響。對(duì)共同管溝的垂直位移結(jié)合人工普通光學(xué)水準(zhǔn)觀測(cè)，使用了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。測(cè)點(diǎn)間距15 m，總共布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)：JS1～JS7，其中以JS2為靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，其高程采用光學(xué)水準(zhǔn)進(jìn)行修正，系統(tǒng)采集頻率6次/天。

2.2 監(jiān)測(cè)成果分析

通過(guò)觀察2013年6月12日至2013年6月13日，工程現(xiàn)場(chǎng)清障及拔樁施工中，靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直位移變化圖，從圖中可以看出，地下共同管溝的變形受到清障拔樁施工影響十分明顯，特別是在拔樁過(guò)程中（即2013年6月12日12：00左右），幾乎所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)都出現(xiàn)了明顯的沉降，JS5垂直位移下降到最大值-19.8 mm，然后隨著拔樁施工的完成，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移出現(xiàn)回彈，趨于平穩(wěn)。

圖1為2013年6月12日9：00至2013年6月13日15：00間現(xiàn)場(chǎng)拔樁過(guò)程中，根據(jù)人工光學(xué)水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果繪制的共同管溝監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移變化曲線圖（圖中GN為人工觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)，GN58與JS1相對(duì)應(yīng)，GN61與J1S2相對(duì)應(yīng)，依次類(lèi)推）。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)方案以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，人工觀測(cè)頻率已增加至2次/1d，由于需要各方單位的相互協(xié)助以及工作強(qiáng)度限制等原因，人工觀測(cè)的工作量到達(dá)飽和，從6月12日9：00至6月13日15：00觀測(cè)四次，觀測(cè)結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確表現(xiàn)共同管溝變化情況，也無(wú)法準(zhǔn)確體現(xiàn)沉降最大值以及最大值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，對(duì)于工程項(xiàng)目的整體把握以及實(shí)時(shí)監(jiān)控力度不足，人工觀測(cè)結(jié)果漏檢的弊端暴露無(wú)遺。顯示了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控優(yōu)越性。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效避免傳統(tǒng)人工光學(xué)水準(zhǔn)觀測(cè)的漏檢的情況的發(fā)生。

（2）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度高、自動(dòng)化性能好、實(shí)時(shí)測(cè)量功能的特點(diǎn)能夠很好地運(yùn)用在工程中，準(zhǔn)確而及時(shí)地反應(yīng)建筑物的變形情況。

（3）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在安裝過(guò)程中，接受系統(tǒng)的線路安排有一定的局限性，同時(shí)對(duì)于其數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)會(huì)受到天氣以及距離的多種因素影響，需要在設(shè)計(jì)中綜合考慮，提高靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)使用效率。

（4）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)的修正需靠人工作業(yè)來(lái)完成，制約了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的直接測(cè)試，實(shí)時(shí)成果有一定的制約。但是能夠直接并及時(shí)地對(duì)于差異沉降進(jìn)行測(cè)試。

參考文獻(xiàn)

[1] 何曉業(yè).靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)在大科學(xué)工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].核科學(xué)與工程，2006，4（26）.

[2] 戴加?xùn)|，王艷玲，褚偉洪.靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在某工程中的應(yīng)用[J].工程勘察，2009.endprint

摘 要：對(duì)于大部分工程而言，在其施工過(guò)程之中，垂直位移是相當(dāng)重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。由于異常垂直位移往往是工程事故的前兆，所以，對(duì)于某些重要建筑設(shè)施的垂直沉降測(cè)量須具有高精度、實(shí)時(shí)性的特性。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于其優(yōu)越的特性必然將引入工程監(jiān)測(cè)工作中，成為工程監(jiān)測(cè)的有效手段。本文介紹了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量原理，通過(guò)工程監(jiān)測(cè)中應(yīng)用實(shí)例，充分體現(xiàn)了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)越性，并且總結(jié)了其在工程中的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：靜力水準(zhǔn) 自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 實(shí)時(shí)性系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU196.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0057-01

當(dāng)前對(duì)于工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，人工采集數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法被普遍運(yùn)用，但是其不僅監(jiān)測(cè)范圍小、工作量大、效率低，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，因此不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、消除隱患。靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為一種精密的水準(zhǔn)測(cè)量方法，具有精度高、自動(dòng)化性能好等特點(diǎn)，完全可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的漏洞，同時(shí)可以更好地運(yùn)用于人工無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的某些特殊環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，使得在工程進(jìn)展過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，消除隱患。

1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量原理

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)在使用過(guò)程中，一系列的傳感器容器使用通液管連接，其中注入一定量的液體，保證所有容器中的液體可以自由流動(dòng)，利用連通液的原理，多支通過(guò)連通管連接在一起的儲(chǔ)液罐的液面總是在同一水平面，即保持相同的高度，但是各個(gè)容器中的液體深度并不相同，這也就反映了各個(gè)容器所在的各個(gè)參考點(diǎn)的高度的不同。當(dāng)容器液位發(fā)生變化時(shí)即被傳感器感應(yīng)，通過(guò)測(cè)量不通儲(chǔ)液罐的液面高度，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得出各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的相對(duì)差異沉降。

在多點(diǎn)系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對(duì)于其中任意一點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)或參照點(diǎn)）的變化，該點(diǎn)的垂直位移應(yīng)是相對(duì)穩(wěn)定的或者是可用其它人工觀測(cè)手段來(lái)確定，并在整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行修正，以便能精確計(jì)算靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)的沉降變化。

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j個(gè)觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)i的相對(duì)沉降量計(jì)算公式如下：

測(cè)點(diǎn)相對(duì)沉降量=測(cè)點(diǎn)容器水位變化量-參照點(diǎn)容器水位變化量

即：

Hji=（h0j-hkj）-（h0i-hki）

式中，Hji表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻相對(duì)于基點(diǎn)i的垂直位移值；h0j表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；hkj表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；h0i表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)i在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度；hki表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)在測(cè)試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度。

2 工程案例

上海市某地下空間工程項(xiàng)目，基坑總面積約38000 m2，基坑延長(zhǎng)米約為791米?；又苓叚h(huán)境情況復(fù)雜，其中基坑?xùn)|側(cè)地下存在一條共同管溝，共同管溝為鋼筋混凝土箱涵，走向基本與地下室紅線一致，地下室與共同溝的距離較小，在施工過(guò)程中保護(hù)難度相對(duì)較高。

共同管溝管徑3300 mm×3800 mm，埋深2.2 m（頂），到圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線距離3.0～5.0 m。

2.1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布設(shè)

為了監(jiān)控基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)于共同管溝的變形，為了確保順利實(shí)現(xiàn)下一施工進(jìn)度控制，有效控制基坑施工對(duì)共同溝的影響。對(duì)共同管溝的垂直位移結(jié)合人工普通光學(xué)水準(zhǔn)觀測(cè)，使用了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。測(cè)點(diǎn)間距15 m，總共布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)：JS1～JS7，其中以JS2為靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，其高程采用光學(xué)水準(zhǔn)進(jìn)行修正，系統(tǒng)采集頻率6次/天。

2.2 監(jiān)測(cè)成果分析

通過(guò)觀察2013年6月12日至2013年6月13日，工程現(xiàn)場(chǎng)清障及拔樁施工中，靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直位移變化圖，從圖中可以看出，地下共同管溝的變形受到清障拔樁施工影響十分明顯，特別是在拔樁過(guò)程中（即2013年6月12日12：00左右），幾乎所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)都出現(xiàn)了明顯的沉降，JS5垂直位移下降到最大值-19.8 mm，然后隨著拔樁施工的完成，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移出現(xiàn)回彈，趨于平穩(wěn)。

圖1為2013年6月12日9：00至2013年6月13日15：00間現(xiàn)場(chǎng)拔樁過(guò)程中，根據(jù)人工光學(xué)水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果繪制的共同管溝監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移變化曲線圖（圖中GN為人工觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)，GN58與JS1相對(duì)應(yīng)，GN61與J1S2相對(duì)應(yīng)，依次類(lèi)推）。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)方案以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，人工觀測(cè)頻率已增加至2次/1d，由于需要各方單位的相互協(xié)助以及工作強(qiáng)度限制等原因，人工觀測(cè)的工作量到達(dá)飽和，從6月12日9：00至6月13日15：00觀測(cè)四次，觀測(cè)結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確表現(xiàn)共同管溝變化情況，也無(wú)法準(zhǔn)確體現(xiàn)沉降最大值以及最大值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，對(duì)于工程項(xiàng)目的整體把握以及實(shí)時(shí)監(jiān)控力度不足，人工觀測(cè)結(jié)果漏檢的弊端暴露無(wú)遺。顯示了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控優(yōu)越性。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效避免傳統(tǒng)人工光學(xué)水準(zhǔn)觀測(cè)的漏檢的情況的發(fā)生。

（2）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度高、自動(dòng)化性能好、實(shí)時(shí)測(cè)量功能的特點(diǎn)能夠很好地運(yùn)用在工程中，準(zhǔn)確而及時(shí)地反應(yīng)建筑物的變形情況。

（3）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在安裝過(guò)程中，接受系統(tǒng)的線路安排有一定的局限性，同時(shí)對(duì)于其數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)會(huì)受到天氣以及距離的多種因素影響，需要在設(shè)計(jì)中綜合考慮，提高靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)使用效率。

（4）靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)的修正需靠人工作業(yè)來(lái)完成，制約了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的直接測(cè)試，實(shí)時(shí)成果有一定的制約。但是能夠直接并及時(shí)地對(duì)于差異沉降進(jìn)行測(cè)試。

參考文獻(xiàn)

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