樊志強(qiáng) 徐光偉 王子健
摘 要:在深基坑開(kāi)挖的施工過(guò)程中,采用何種方法進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè),既能夠保證精度,又可節(jié)省成本,是基坑施工監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文討論了4種常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測(cè)方法,并將軸線法、單站補(bǔ)償法、交叉法與測(cè)小角法進(jìn)行精度比較,得出:測(cè)小角法與其他方法相比,計(jì)算簡(jiǎn)單、操作方便、監(jiān)測(cè)精度較高,是目前基坑監(jiān)測(cè)中運(yùn)用較廣泛的一種方法。
關(guān)鍵詞:深基坑;水平位移監(jiān)測(cè);軸線法;測(cè)小角法
傳統(tǒng)的基坑水平位移監(jiān)測(cè),采用經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)是最常見(jiàn)的檢測(cè)手段。近幾年,隨著檢測(cè)儀器和設(shè)備的不斷發(fā)展,基坑的水平位移所采用的監(jiān)測(cè)設(shè)備及工藝也越來(lái)越高科技。林澤耿提供了一種利用全站儀的自由設(shè)站觀測(cè)法,克服了視準(zhǔn)線法在基坑周?chē)h(huán)境惡劣而不能設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)的缺點(diǎn);吳華平之后又提出了全站儀直接坐標(biāo)法。
1 四種水平位移監(jiān)測(cè)
1.1 中軸線法
在基坑的一條直線邊緣位置虛擬一條軸線,并在直線邊緣上均勻設(shè)置水平位移點(diǎn),如圖1中軸線法所表示:A、B兩點(diǎn)是軸線的兩個(gè)基準(zhǔn)端點(diǎn),A、B兩點(diǎn)的連線上分布n 個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。中軸線法無(wú)需測(cè)角也無(wú)需測(cè)距,檢測(cè)過(guò)程中,將中軸線用經(jīng)緯儀分別投射到位移點(diǎn)的一側(cè),并通過(guò)鋼卷尺等測(cè)量工具分別量取水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)各個(gè)點(diǎn)至 A-B 這條中軸線的距離。通過(guò)兩次距離偏移量的對(duì)比來(lái)計(jì)算基坑的水平位移量 Δd。
1.2 小角測(cè)法
小角度檢測(cè)法與中軸線法相類(lèi)似,同樣是在基坑每個(gè)一直線邊緣虛擬一條軸線,確定一個(gè)固定的方向,對(duì)軸線進(jìn)行檢測(cè),所謂檢測(cè)軸線是對(duì)固定方向、測(cè)站和位移點(diǎn)連線方向所形成的夾角進(jìn)行檢測(cè),并通過(guò)測(cè)距工具得出測(cè)站至位移點(diǎn)的距離 D,最終計(jì)算出位移點(diǎn)和軸線之間的偏移:
d = Dα/ρ
1.3 補(bǔ)償法
小角測(cè)法雖然方法便于操作,計(jì)算公式簡(jiǎn)便,但由于空間的局限性,有時(shí)基坑周?chē)臻g不足,不便于布置視準(zhǔn)線,同時(shí)在基坑附近建立基準(zhǔn)點(diǎn),由于基準(zhǔn)點(diǎn)存在較大的位移量,導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差較大。因此為了確保測(cè)量精度,盡最大可能減少室內(nèi)、室外業(yè)工作量,因此將小角測(cè)法進(jìn)行改善,并和觀測(cè)點(diǎn)設(shè)站法相結(jié)合的方法。
如圖3單站補(bǔ)償法所述:A、B兩標(biāo)靶固定在墻面上。每次觀察檢測(cè)時(shí),首先,要測(cè)出∠A1B角波動(dòng)量,計(jì)算出1點(diǎn)的橫向偏移量,然后,測(cè)∠A1i角波動(dòng)量,從而計(jì)算出i點(diǎn)橫向偏移量。
1.4 交叉法
交叉法是將虛擬的基線建立在距基坑一定距離的穩(wěn)定地段處,基點(diǎn)的設(shè)立不得小于兩個(gè),并作為基準(zhǔn),用交叉法測(cè)出各測(cè)點(diǎn)的偏移量。
如圖4交叉法所示,A、B為平面上的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),P為形變點(diǎn),A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)已知,在測(cè)出了α、β角的數(shù)值后,可換算出P點(diǎn)的坐標(biāo)。在不同工作周期中,P點(diǎn)兩個(gè)方向的坐標(biāo)變化,就是P點(diǎn)的水平位移,并且可以計(jì)算出偏移量。
2 小角測(cè)法與單站補(bǔ)償法的精度比較
單站補(bǔ)償法是對(duì)小角測(cè)法的改進(jìn),同時(shí),兼有小角測(cè)法和檢測(cè)觀察站設(shè)點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn),此方法不僅能在困難環(huán)境下使用,同時(shí)也能保證測(cè)量精度。
3 結(jié)論
(1)在儀器測(cè)角誤差很大時(shí),使用小角測(cè)法觀察檢測(cè)的位移點(diǎn)誤差變大,此時(shí),不考慮環(huán)境因素,中軸線法優(yōu)于小角測(cè)法,因此需要根據(jù)設(shè)備精度及工況選擇適宜的測(cè)量方法。
(2)單站補(bǔ)償法是對(duì)小角測(cè)法的改進(jìn),比小角測(cè)法精度更高,適用于施工環(huán)境更復(fù)雜,但環(huán)境許可的情況下,考慮到其經(jīng)濟(jì)性等特性,相比小角測(cè)法更合適。
參考文獻(xiàn)
[1]熊春寶,潘延玲,岳樹(shù)信.基坑水平位移監(jiān)測(cè)的方法比較與精度分析[J].城市勘察,1996,(4):15-22.
[2]劉寶俊.水平位移基準(zhǔn)線隨機(jī)測(cè)站觀察法[J].工程勘察,1998,(2):54-57,53.
(作者單位:山東科信達(dá)建筑安裝有限公司)