王 錦

（山西四建集團有限公司，山西 太原 030006）

1 三維激光掃描技術(shù)概述

作為一種新興測量技術(shù)，三維激光掃描技術(shù)是在20世紀90年代誕生的。其通過非接觸測量主動、真實地描述掃描對象的整體結(jié)構(gòu)及形態(tài)特征，并快速生成精準的三維數(shù)據(jù)模型，可有效避免點數(shù)據(jù)分析造成的片面性問題，因而被稱為“實景復制”技術(shù)。三維激光掃描技術(shù)改變了傳統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)采集與處理方法，為空間數(shù)據(jù)的獲取與逆向工程提供了新方法，同時，因其對環(huán)境的適應(yīng)性強，也為建筑工程項目測量與勘察提供了更快捷的技術(shù)支持，是測繪領(lǐng)域又一次技術(shù)革命。鑒于其顯著的優(yōu)勢，人們逐漸將其引入到變形監(jiān)測領(lǐng)域，如監(jiān)測建筑物變形情況，監(jiān)測海底隧道和地鐵隧道的施工變形，監(jiān)測橋梁和滑坡的變形等。

2 技術(shù)原理

1）掃描原理。建設(shè)施工中的三維激光掃描技術(shù)依靠專業(yè)儀器實現(xiàn)，目前應(yīng)用最多的設(shè)備是三維激光掃描儀。在實際應(yīng)用過程中，該設(shè)備會先啟動內(nèi)置伺服馬達系統(tǒng)，再利通過轉(zhuǎn)動多面掃描棱鏡，令發(fā)射的脈沖激光束按照從左到右、由上至下的順序進行快速掃描，以此實現(xiàn)全自動高精度步進式測量，具體過程如圖1所示；2）測距原理?，F(xiàn)階段，利用三維激光掃描技術(shù)進行測距，可以使用的方法主要有三種：脈沖測距、三角測距、相位測距。利用該技術(shù)進行測距時，激光發(fā)射器會先發(fā)射一道速度極高但相對狹窄的激光脈沖，再利用探測系統(tǒng)捕捉脈沖被測物表面產(chǎn)生的回波信號，通過將其轉(zhuǎn)換成電信號逐漸生成回波脈沖信號，隨后對回波脈沖信號與發(fā)射脈沖信號之間的間隔進行測量，最后便可得出被測物與激光發(fā)射器之間的距離，利用三維激光掃描技術(shù)測得的數(shù)據(jù)精確度比較高。

3 深基坑工程監(jiān)測現(xiàn)狀分析

就目前來看，深基坑監(jiān)測技術(shù)就是以監(jiān)測項目的控制值為執(zhí)行依據(jù)，在深基坑施工期間的水平位移或沉降度等超過控制值的情況下，相關(guān)工作人員需立即采取相應(yīng)措施，保護工程總體結(jié)構(gòu)以及周邊環(huán)境的安全性。常用于深基坑監(jiān)測的技術(shù)主要為近景攝影測量監(jiān)測、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式下的構(gòu)筑物沉降預(yù)測等。但就目前來看，在深基坑實際監(jiān)測過程中，大部分監(jiān)測工作只是用于采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，對檢測數(shù)據(jù)進行簡單分析，判斷數(shù)據(jù)是否達到預(yù)警值，難以從根本上保障深基坑工程的安全實施。

4 深基坑監(jiān)測管理工作對策

1）監(jiān)測工作需要有計劃，應(yīng)嚴格按照有關(guān)技術(shù)文件（監(jiān)測方案）執(zhí)行。監(jiān)測方案的內(nèi)容至少應(yīng)包括工程概況、監(jiān)測依據(jù)、監(jiān)測方法、監(jiān)測儀器、監(jiān)測精度、監(jiān)測點的布置及觀測周期、監(jiān)測結(jié)果的提交等。計劃性是觀測數(shù)據(jù)完整性和連貫性的保證；2）監(jiān)測數(shù)據(jù)必須具有可靠性。數(shù)據(jù)的可靠性是由監(jiān)測儀器的精度、可靠性以及觀測人員的素質(zhì)來保證的。用于基坑監(jiān)測的儀器設(shè)備應(yīng)定期進行計量檢定或校準，確保其使用時在有效的檢定和校準周期內(nèi)。這是監(jiān)測數(shù)據(jù)準確、可靠以及可追溯的條件。而觀測數(shù)據(jù)的可靠性由以下三個方面確定：①是否按照規(guī)定的作業(yè)方法進行作業(yè)；②使用的觀測儀器是否穩(wěn)定、可靠；③相關(guān)數(shù)據(jù)是否符合一致性、相關(guān)性和連續(xù)性；3）觀測必須具有及時性，監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)有預(yù)警性。基坑開挖作為一個動態(tài)的施工過程，只有保證及時觀測才有利于及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時采取相關(guān)措施。因此監(jiān)測頻率的確定至關(guān)重要，而監(jiān)測頻率應(yīng)能滿足既不錯過監(jiān)測對象的關(guān)鍵變化節(jié)點，又能合理地控制監(jiān)測費用，科學合理地開展監(jiān)測工作。每一監(jiān)測項目，應(yīng)根據(jù)基坑工程設(shè)計計算結(jié)果、當?shù)毓こ淌┕そ?jīng)驗、工程周邊環(huán)境特點要求確定報警值；4）工程的基坑支護監(jiān)測，應(yīng)該有完整的觀測記錄、形象的圖表、曲線及觀測報告。由于基坑工程自身的特殊性和復雜性，直接采用監(jiān)測原始數(shù)據(jù)對基坑工程的安全穩(wěn)定狀況進行判斷和評估的難度較大，需要對原始觀測數(shù)據(jù)整理分析，監(jiān)測成果的“形象化”讓工程技術(shù)人員能夠一目了然，以便及時發(fā)現(xiàn)問題和分析問題。

5 結(jié)語

綜上所述，三維激光掃描技術(shù)可以被應(yīng)用于環(huán)境條件復雜的施工現(xiàn)場，具有較強的實時性與擴展性，數(shù)字化程度比較高，充分發(fā)揮其作用能夠提高施工質(zhì)量。因此施工人員要明確將其應(yīng)用于數(shù)據(jù)逆向建模、工程量計算、工程進度實時跟蹤、質(zhì)量檢測、運維管理、變形監(jiān)測等環(huán)節(jié)的重要性，切實提高施工效果。