小角法在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

1、在此處鍵入小角法在變形監(jiān)測中的應(yīng)用Application of minor angle method in deformation monitoring班級：測繪12-1班姓名：朱賓（12）指導(dǎo)教師：馬福義編寫單位：黑龍江科技大學(xué)2015年12月目錄摘要：2關(guān)鍵詞21.引言22.小角法水平位移監(jiān)測基本原理33.小角法精度分析34. 基線和基準(zhǔn)點(diǎn)44.1 確定工作基線和基準(zhǔn)點(diǎn)44.2基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗55. 確定觀測儀器和觀測方法56.工程實例67.結(jié)語8參考文獻(xiàn)9小角法在變形監(jiān)測中的應(yīng)用摘要：介紹小角法的監(jiān)測基本原理，應(yīng)用小角法對基坑進(jìn)行水平位移監(jiān)測，分析基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)和穩(wěn)定性檢驗方法、選擇觀測

2、儀器和觀測方法等，分析監(jiān)測精度，工作基點(diǎn)穩(wěn)定性等因素，對工程進(jìn)行變形監(jiān)測提供借鑒。關(guān)鍵詞：小角法；水平位移監(jiān)測；基準(zhǔn)點(diǎn)；誤差分析Application of minor angle method in deformation monitoringAbstract:This paper introduces the monitoring principle of small angle method, application of minor angle method to horizontal displacement monitoring of foundation pit, analysi

3、s the layout and stability test method of reference point, selecting observation instrument and observation method, analyzing the factors such as monitoring precision, working stability and so on.Keywords: ：minor angle method;horizontal displacement monitoring; reference point; error analysis1.引言隨著數(shù)

4、字城市化進(jìn)程的加快，各種礦山、建筑物、地鐵等工程實施，建筑基坑開挖的深度加大，深基坑一方面存在自身變形，另一方面對基坑周邊建筑物以及構(gòu)筑物的地基產(chǎn)生沉降和傾斜影響。 如何利用快捷、簡單方便的監(jiān)測方法,已成為當(dāng)前基坑安全監(jiān)測的一個重要課題。常用的基坑水平位移監(jiān)測方法有小角法、視準(zhǔn)線法、前方交會法、后方交會法、極坐標(biāo)法等，本文介紹小角法監(jiān)測，分析其原理，以工程實例進(jìn)行總結(jié)。2.小角法水平位移監(jiān)測基本原理 如圖所示，沿基坑直線邊建立一條工作基線，通過測量固定方向與測站至監(jiān)測點(diǎn)方向的小角度變化，并測得測站至監(jiān)測點(diǎn)的距離，從而計算出監(jiān)測點(diǎn)的位移量P （1） 其中， 為角度變化量; 為換算單位，=2062

5、65; S為工作基點(diǎn)至監(jiān)測點(diǎn)的距離。 此法儀器應(yīng)架設(shè)在基坑外，且測點(diǎn)與監(jiān)測點(diǎn)不宜太遠(yuǎn)，工作基線方向與工作基點(diǎn)至監(jiān)測點(diǎn)的夾角宜小于5°，并與基坑邊大致平行;通常以1/2000的精度要求測量距離即可滿足精度要求3.小角法精度分析 對（1）全微分得： (2) 其中，分別為水平位移誤差，測角誤差，測距誤差，可知，水平位移觀測精度受距離S和水平角的觀測誤差的影響，（2）可簡化為： （3） 小角法的誤差來源主要有儀器對中誤差，一般在10mm15mm，設(shè)為ma,監(jiān)測點(diǎn)點(diǎn)位誤差為： (4)4. 基線和基準(zhǔn)點(diǎn)4.1 確定工作基線和基準(zhǔn)點(diǎn)由于小角法測定的水平位移只能反映監(jiān)測點(diǎn)垂直于工作基線方向上的變化，

6、所以設(shè)定的工作基線的方向應(yīng)垂直于需觀測的水平位移方向，而小角法觀測的變形量是各監(jiān)測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的變化量，所以基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在安全穩(wěn)固、通視且方便觀測的區(qū)域。因此，按照上述要求，結(jié)合現(xiàn)場條件和監(jiān)測目標(biāo)情況，布設(shè)其中兩個基準(zhǔn)點(diǎn)為A、B，其中一條工作基線為AB連線，如圖4.2基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗理想的基準(zhǔn)線穩(wěn)定性的檢驗圖形是在基準(zhǔn)線兩端的延長線上設(shè)立核基準(zhǔn)點(diǎn) , 限于現(xiàn)場條件 , 可采用各種行之有效的方法 , 如后方交會法 ( 反演小角法屬于此類 ) 、 三角測量法等 。 基準(zhǔn)點(diǎn)的檢測精度應(yīng)不低于監(jiān)測點(diǎn)必要精度的 2 / 2?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的位移判定可采用 “比較法 ” , 以兩期點(diǎn)位平差值相比較 , 其差值

7、d 符合下式即認(rèn)為點(diǎn)位穩(wěn)定 : (5)其中 v 為單位權(quán)中誤差 , Q 為位移權(quán)倒數(shù) 。實際工作中 , 對于基準(zhǔn)點(diǎn)兩期坐標(biāo)之差超過相應(yīng)等級監(jiān)測中誤差的點(diǎn) ( 尤其對于地鐵車站深基坑監(jiān)測之類風(fēng)險性大項目 ) 應(yīng)當(dāng)認(rèn) 真分析 , 密切關(guān)注 , 超過 ( 5) 式限值 , 即判定基點(diǎn)不穩(wěn)定 。經(jīng)過基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗 , 確認(rèn)穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)作為后續(xù)監(jiān)測的基準(zhǔn) 。當(dāng)確認(rèn)基準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)生位移時 , 必須對由于該位移對本期觀測結(jié)果的影響進(jìn)行改正 。5. 確定觀測儀器和觀測方法根據(jù)建筑變形測量規(guī)范（JGJ8-2007），查得該建筑物的變形測量級別為三級，即監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差沒m=±10.0 mm，根據(jù)小角法基

8、準(zhǔn)點(diǎn)的實際布設(shè)得知D=150 m，m 與D距離成正比，取最大值D=140 m，假設(shè)N=1，即角度觀測1測回，計算得儀器1測回方向中誤差的允許值為7.37。所以，選用1測回方向中誤差為±6的DJ6型經(jīng)緯儀，觀測1個測回，采用一般鋼尺測距方法即可滿足觀測的精度要求。6.工程實例以西安某住宅小區(qū)施工為例，該基坑南北方向長度約為90m，東西方向長約160m，開挖深度為113m147m，采用排樁及錨噴支護(hù)方案加固，分層分塊開挖 地下兩層為人防以及停車場，地上為高層住宅以及商業(yè)區(qū) 該基坑開挖面積大，施工周期長，周圍交通量大周圍高層建筑物較多，確保開挖至回填過程中基坑的穩(wěn)定以及周圍建筑物的安全為十

9、分重要的工作 因此必須對基坑變形監(jiān)測，了解基坑的變形情況，驗證基坑支護(hù)方案是否合理，同時也為動態(tài)設(shè)計反饋信息，達(dá)到信息化施工的目的下圖為基坑平面示意圖，基準(zhǔn)點(diǎn)A，B為基坑變形影響區(qū)域外與工作基點(diǎn)通視的兩已知點(diǎn)，C為基準(zhǔn)點(diǎn)A，B的檢核標(biāo)志，1，2，3，4為布設(shè)在基坑周圍便于觀測的工作基點(diǎn)，位移觀測點(diǎn)布設(shè)在基坑四周的冠梁上工作基點(diǎn)1與基準(zhǔn)點(diǎn)A通視，工作基點(diǎn)4與基準(zhǔn)點(diǎn)B通視，則A1234B構(gòu)成一條附和導(dǎo)線，可建立獨(dú)立的直角坐標(biāo)系首先進(jìn)行導(dǎo)線測量，得到工作基點(diǎn)1，2，3，4的坐標(biāo)，然后依次在工作基點(diǎn)架設(shè)全站儀，用小角法監(jiān)測基坑水平位移監(jiān)測點(diǎn)的位移該工程所使用的全站儀，其測邊精度為±( 1+2

10、ppm×S) mm，測角精度為±1，導(dǎo)線的總長度L=499348m， 可得工作基點(diǎn)的點(diǎn)位誤差:m=1.1mm基坑水平位移觀測點(diǎn)的誤差，以相對工作基點(diǎn)距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)為例,得：m=1.49mm對于基坑變形觀測的精度，要求監(jiān)測點(diǎn)中誤差小于其允許變形值的1/101/20，由相關(guān)規(guī)范可知該基坑為一級基坑，其最大允許變形值為30mm，若1/10的最大變形值作為監(jiān)測點(diǎn)位允許中誤差為3mm 由以上分析可知，149mm 3mm，因此該方法滿足精度要求 該工程所布設(shè)的工作基點(diǎn)在施工的過程中均采取嚴(yán)格的保護(hù)措施，點(diǎn)位移值X，Y都未超過工作基點(diǎn)中誤差限差值，則無需對水平位移監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行修正，基

11、坑?xùn)|側(cè)邊觀測點(diǎn)的水平位移監(jiān)測成果見表1由表1中的觀測數(shù)據(jù)可知，基坑?xùn)|側(cè)邊中間位置E5監(jiān)測點(diǎn)，在基坑開挖的一周內(nèi)水平位移值較大發(fā)展速度較快，超過了日變形速率2mm/d的預(yù)警值，且基坑周邊出現(xiàn)了明顯平行于基坑開挖邊的裂縫為了防止基坑水平位移進(jìn)一步加大，及時向建設(shè)單位發(fā)出預(yù)警建設(shè)單位立即停止施工，啟動基坑支護(hù)應(yīng)急方案，對水平位移過大的區(qū)域進(jìn)行加固由于建設(shè)單位果斷采取了加固措施消除了安全隱患，之后，E5點(diǎn)區(qū)域水平位移變化速率明顯減緩且小于預(yù)警值，可認(rèn)為基坑變形在正常范圍之內(nèi)，沒有失穩(wěn)坍塌的危險可見，該工程基坑水平位移監(jiān)測方案，不僅精度滿足要求，而且對基坑開挖至回填的整個過程都起到了良好的監(jiān)測預(yù)警作用。7.結(jié)語（1）小角法監(jiān)測適合測定變形體某一特定方向的水平位移，對礦區(qū)內(nèi)橋梁、河堤和皮帶走廊等線型目標(biāo)適用性較好，但是要選擇合理的儀器精度等級，各個環(huán)節(jié)的操作必須規(guī)范，除了文中提及的影響觀測精度的因素外，其他如風(fēng)力和折光等因素也應(yīng)加以控制和減?。?）選擇合理的工作基線和工作基點(diǎn)，對于場地狹小沒有足夠空間布設(shè)工作基線且工作基點(diǎn)位于基坑變形影響區(qū)域內(nèi)的施工場地，應(yīng)在每次水平位移監(jiān)測工作開展前，要用基準(zhǔn)點(diǎn)對工作基點(diǎn)進(jìn)行檢驗校核，確定工作基點(diǎn)是否穩(wěn)定 若工作基點(diǎn)有不能忽略的位移，則應(yīng)對監(jiān)測點(diǎn)的位移值進(jìn)行修正參考文獻(xiàn) 1 JGJ82007，建筑變形測量規(guī)范 S .