車 軼，車 軒

（南京南大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇南京 210000）

在建筑工程項(xiàng)目施工過程中，通常需要開挖大型基坑。因此，為保證施工質(zhì)量，務(wù)必要加強(qiáng)對基坑的重視，最好基坑的監(jiān)測工作。實(shí)踐得知，在基坑監(jiān)測期間，合且高效的利用測量機(jī)器人，可以提高監(jiān)測精準(zhǔn)度和質(zhì)量，也能從整體的角度上對基坑監(jiān)測外業(yè)勞動強(qiáng)度進(jìn)行降低。因而，為確?；颖O(jiān)測工作能穩(wěn)定開展，利用測量機(jī)器人很有必要。

1 測量機(jī)器人概述

自20 世紀(jì)80 年代以來，測量機(jī)器人就得到了良好發(fā)展，通過進(jìn)一步的分析可知，測量機(jī)器人主要可以分為三種類型。

（1）將反射棱鏡作為主要的合作目標(biāo)，稱為被動式三角測量。將這種類型有效的應(yīng)用于基坑監(jiān)測中，能夠有效的提高監(jiān)測的水平和效果。

（2）將結(jié)構(gòu)光作為照準(zhǔn)標(biāo)志，由電子經(jīng)緯儀等組成。在實(shí)際的基坑監(jiān)測期間，通過對空間前方角度交會法的科學(xué)利用，精準(zhǔn)明確被測點(diǎn)的坐標(biāo)。對于這種模式來說，也可以稱之為主動式三角測量[1]。

（3）不需要合作目標(biāo)，可以結(jié)合物體的特征點(diǎn)以及紋理等，利用影像處理的手段，自動的識別以及匹配標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，并借助空間前方交會的原理，將物體的坐標(biāo)以及形狀精準(zhǔn)的獲取[2]。

2 測量機(jī)器人基坑監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 測量機(jī)器人基坑監(jiān)測系統(tǒng)的硬件組成

在具體的基坑監(jiān)測過程中，對于測量機(jī)器人的應(yīng)用，可以借助其中涵蓋的自動目標(biāo)識別功能，同時應(yīng)用測量機(jī)器人所提供的二次開發(fā)平臺，最終完成基坑監(jiān)測系統(tǒng)。其中，對于硬件系統(tǒng)來說，主要是由基站、參考系以及目標(biāo)點(diǎn)等共同組合而成?；镜淖饔檬怯脕砑茉O(shè)儀器，對通視條件的要求相對較高，必須要非常良好[3]。并且，目標(biāo)點(diǎn)與儀器的距離控制上，應(yīng)該全部處于觀測范圍內(nèi)，盡可能的選擇穩(wěn)定的地方。參考系實(shí)際是由一系列的參考點(diǎn)組合形成。在監(jiān)測工作開展期間，參考點(diǎn)需要對起算基準(zhǔn)展開合理的監(jiān)測。通常而言，布設(shè)為控制網(wǎng)，至少要在三個以上，透視條件應(yīng)該滿足相應(yīng)的要求和規(guī)范。目標(biāo)點(diǎn)要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，密度可以結(jié)合具體的監(jiān)測要求來制定，但是務(wù)必要確保與儀器能夠處于一個監(jiān)測點(diǎn)。

2.2 測量機(jī)器人基坑監(jiān)測系統(tǒng)的軟件組成

通常情況下，基坑監(jiān)測系統(tǒng)主要是由控制模塊數(shù)據(jù)、處理模塊等共同組合而成。其中，對于數(shù)據(jù)采集模塊來說，可以達(dá)到無人值守的目的，在規(guī)定的時間，甚至可以實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)測的目標(biāo)，大大緩解工作人員的工作壓力，也促進(jìn)工作效率的提高[4]。并且，在儀器上建立機(jī)房監(jiān)測網(wǎng)工作基點(diǎn)，自動的進(jìn)行搜索和測量。對于控制模塊而言，主要是初始學(xué)習(xí)測量點(diǎn)位，自動的進(jìn)行監(jiān)測。對于這一模塊而言，實(shí)時性相對較強(qiáng)，自動化的程度非常高。數(shù)據(jù)處理模塊在具體的應(yīng)用過程中，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的目的，及時且高效的傳輸數(shù)據(jù)，綜合的分析，精準(zhǔn)的判斷。當(dāng)所獲得的數(shù)據(jù)全部合格以后，通過對計(jì)算機(jī)的合理運(yùn)用，將觀測數(shù)據(jù)直接存到遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)庫中。

3 測量機(jī)器人在基坑監(jiān)測中的具體應(yīng)用分析

在本次的研究過程中，主要對科舉博物館案例項(xiàng)目展開監(jiān)測。中國科舉博物館及周邊配套一期項(xiàng)目Ⅱ區(qū)工程位于南京市平江府路與貢院街交匯處西北角。本工程分兩期施工，一期位于項(xiàng)目南側(cè)，一期分為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)。其中本次監(jiān)測工作一期Ⅱ區(qū)基坑總面積約4600m2，周長。本工程四層地下室，基底標(biāo)高-19.800，基坑開挖深度為19.60m。安全等級為一級，重要性系數(shù)1.1?；颖O(jiān)測等級按一級考慮。

對于這一項(xiàng)目，具體的施工環(huán)境十分復(fù)雜，在實(shí)際的開挖過程中，需要每三個小時才進(jìn)一次基坑邊坡的變形信息采集，如果利用常規(guī)的手段來進(jìn)行監(jiān)測測繪，工作強(qiáng)度相對較大，效率也相對較低。所以，為了能有效地提高工作質(zhì)量，保證監(jiān)測的精準(zhǔn)性，本工程項(xiàng)目主要對TopconMS05A 自動全站儀配合反射裝置以及監(jiān)測軟件進(jìn)行了應(yīng)用，并強(qiáng)化了對測量機(jī)器人的使用，有針對性的對基坑展開自動監(jiān)測工作，具體的工作流程如下：

表1 測量機(jī)器人點(diǎn)位測量坐標(biāo)檢核統(tǒng)計(jì)

（1）基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)。在具體的基坑監(jiān)測工作開展過程中，可以在基坑周邊開挖影響范圍外穩(wěn)定的位置，有針對性地對基準(zhǔn)點(diǎn)觀測墩進(jìn)行布設(shè)。并且結(jié)合工程的實(shí)際建設(shè)情況，可以布設(shè)四個觀測墩[5]。同時，依照施工情況，保證每一個基準(zhǔn)點(diǎn)兩個方向以上通視，安排專門的人員定期的進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠?qū)鶞?zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格測定，以便能為基坑監(jiān)測工作的穩(wěn)定進(jìn)行提供保障。

（2）參考點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的布設(shè)。在對參考點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)的過程中，可以對反射片的形式進(jìn)行合理的利用，并結(jié)合工程的具體建設(shè)情況，盡可能選擇周邊樓體穩(wěn)固的位置，科學(xué)的對反射片形式放置，以保證全站儀學(xué)習(xí)記憶以及精度檢測工作在開展階段，可以高效的對其進(jìn)行利用。同時，針對目標(biāo)點(diǎn)而言，在基坑斷面以25m 間隔進(jìn)行布設(shè)，基坑中段與應(yīng)變較大的位置，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加密，將膨脹螺絲焊接小棱鏡合理的在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中植入。此外，針對小棱鏡反射面，其朝向應(yīng)該對準(zhǔn)監(jiān)測的基準(zhǔn)點(diǎn)。在實(shí)際的施工作業(yè)進(jìn)行以及開展階段，需要加強(qiáng)對測點(diǎn)位的重視，能夠利用合理的辦法，加大對其的保護(hù)力度。

在自動監(jiān)測工作開展期間，應(yīng)該新建監(jiān)測工程數(shù)據(jù)文件，并對TopconMS05A 進(jìn)行合理的應(yīng)用，有效的對目標(biāo)點(diǎn)以及參考點(diǎn)進(jìn)行觀測。同時，對測量機(jī)器人進(jìn)行科學(xué)的利用，用來學(xué)習(xí)記憶，而后設(shè)定全站儀，自動搜索以及存儲。在工作過程中，每隔3h 通過RS232 接口來將觀測數(shù)據(jù)下載下來，并通過Top Monitor 自動變形監(jiān)測軟件，有效對基坑動態(tài)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，精準(zhǔn)的進(jìn)行分析，以保證水平位移以及垂直位移能夠?qū)崿F(xiàn)同步監(jiān)測目標(biāo)，可以同時將數(shù)據(jù)信息輸出[6]。

以JH01-JH05 參考點(diǎn)反射片坐標(biāo)作為檢核，在利用測量機(jī)器人開展基坑監(jiān)測工作期間，需要對監(jiān)測的精度嚴(yán)格評定，具體統(tǒng)計(jì)情況如表1 所示。通過對表1 的進(jìn)一步分析可以明確，監(jiān)測點(diǎn)位平面坐標(biāo)偏差均值全部都是0.31mm。而對于垂直高程來說，偏差的均值則為0.34mm。并且，在點(diǎn)位精準(zhǔn)度層面，具有較強(qiáng)的均勻性，精準(zhǔn)性非常高，能夠滿足技術(shù)設(shè)計(jì)的具體要求，也可以達(dá)到相關(guān)規(guī)范的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

4 測量機(jī)器人在基坑監(jiān)測中的應(yīng)用注意事項(xiàng)分析

為了能夠有效促進(jìn)基坑監(jiān)測水平以及質(zhì)量的提高，在對測量機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)該加大注意，嚴(yán)格的依照規(guī)范進(jìn)行。

（1）通常情況下，在布設(shè)圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)以及豎向位移的監(jiān)測點(diǎn)期間，必須要處于同一點(diǎn)。在實(shí)際的布設(shè)過程中，需要每隔20～25m 來對測點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)。并且，結(jié)合具體的工程施工現(xiàn)場，依照工程實(shí)際現(xiàn)狀，有針對性的對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，以保證通視的情況下，能夠作為實(shí)時監(jiān)測點(diǎn)來加以監(jiān)測，進(jìn)而讓監(jiān)測可以具有較強(qiáng)的連續(xù)性特點(diǎn)。

（2）在對臨近道路以及地表沉降布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)時，應(yīng)該加強(qiáng)對周邊環(huán)境的重視，能夠多加考量，合理的進(jìn)行布設(shè)。同時，在自動觀測目標(biāo)點(diǎn)的學(xué)習(xí)期間，應(yīng)該科學(xué)選擇棱鏡類型。當(dāng)利用鋼狀標(biāo)志來開展測量工作期間，由于標(biāo)志的埋設(shè)不能完全豎直。所以，在對棱鏡進(jìn)行安置的過程中，不可避免會存在偏差。對此，在基坑監(jiān)測階段，必須要加強(qiáng)對這一層面的關(guān)注。

5 結(jié)束語

綜合而言，與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀和全站儀不同，對于測量機(jī)器人來說，具備的優(yōu)勢非常多，除了一些基本的優(yōu)點(diǎn)之外，還包含自動化功能，能夠從整體的角度上提升測量精準(zhǔn)度。并且，在基坑監(jiān)測中，測量機(jī)器人也能節(jié)約測量的時間，規(guī)避了因?yàn)槿藶橐蛩囟鴮?dǎo)致誤差出現(xiàn)的情況，大大促進(jìn)了工作效率和質(zhì)量的提高。同時，因?yàn)榛颖O(jiān)測對精準(zhǔn)度的要求較高。所以，利用測量機(jī)器人對基坑進(jìn)行位移、沉降監(jiān)測，可以在第一時間提供的反饋信息，保證了監(jiān)測時效性。