樊志強(qiáng) 徐光偉 王子健
摘 要:在深基坑開挖的施工過程中,采用何種方法進(jìn)行水平位移監(jiān)測,既能夠保證精度,又可節(jié)省成本,是基坑施工監(jiān)測的關(guān)鍵問題之一。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)測方法,并將軸線法、單站補(bǔ)償法、交叉法與測小角法進(jìn)行精度比較,得出:測小角法與其他方法相比,計算簡單、操作方便、監(jiān)測精度較高,是目前基坑監(jiān)測中運(yùn)用較廣泛的一種方法。
關(guān)鍵詞:深基坑;水平位移監(jiān)測;軸線法;測小角法
傳統(tǒng)的基坑水平位移監(jiān)測,采用經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測是最常見的檢測手段。近幾年,隨著檢測儀器和設(shè)備的不斷發(fā)展,基坑的水平位移所采用的監(jiān)測設(shè)備及工藝也越來越高科技。林澤耿提供了一種利用全站儀的自由設(shè)站觀測法,克服了視準(zhǔn)線法在基坑周圍環(huán)境惡劣而不能設(shè)置基準(zhǔn)點的缺點;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
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,如圖1中軸線法所表示:A、B兩點是軸線的兩個基準(zhǔn)端點,A、B兩點的連線上分布n 個水平位移監(jiān)測點。中軸線法無需測角也無需測距,檢測過程中,將中軸線用經(jīng)緯儀分別投射到位移點的一側(cè),并通過鋼卷尺等測量工具分別量取水平位移監(jiān)測點各個點至 A-B 這條中軸線的距離。通過兩次距離偏移量的對比來計算基坑的水平位移量 Δd。
1.2 小角測法
小角度檢測法與中軸線法相類似,同樣是在基坑每個一直線邊緣虛擬一條軸線,確定一個固定的方向,對軸線進(jìn)行檢測,所謂檢測軸線是對固定方向、測站和位移點連線方向所形成的夾角進(jìn)行檢測,并通過測距工具得出測站至位移點的距離 D,最終計算出位移點和軸線之間的偏移:
d = Dα/ρ
1.3 補(bǔ)償法
小角測法雖然方法便于操作,計算公式簡便,但由于空間的局限性,有時基坑周圍空間不足,不便于布置視準(zhǔn)線,同時在基坑附近建立基準(zhǔn)點,由于基準(zhǔn)點存在較大的位移量,導(dǎo)致觀測結(jié)果出現(xiàn)偏差較大。因此為了確保測量精度,盡最大可能減少室內(nèi)、室外業(yè)工作量,因此將小角測法進(jìn)行改善,并和觀測點設(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。每次觀察檢測時,首先,要測出∠A1B角波動量,計算出1點的橫向偏移量,然后,測∠A1i角波動量,從而計算出i點橫向偏移量。
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,基點的設(shè)立不得小于兩個,并作為基準(zhǔn),用交叉法測出各測點的偏移量。
如圖4交叉法所示,A、B為平面上的兩個基準(zhǔn)點,P為形變點,A、B兩點的坐標(biāo)已知,在測出了α、β角的數(shù)值后,可換算出P點的坐標(biāo)。在不同工作周期中,P點兩個方向的坐標(biāo)變化,就是P點的水平位移,并且可以計算出偏移量。
2 小角測法與單站補(bǔ)償法的精度比較
單站補(bǔ)償法是對小角測法的改進(jìn),同時,兼有小角測法和檢測觀察站設(shè)點法的優(yōu)點,此方法不僅能在困難環(huán)境下使用,同時也能保證測量精度。
3 結(jié)論
(1)在儀器測角誤差很大時,使用小角測法觀察檢測的位移點誤差變大,此時,不考慮環(huán)境因素,中軸線法優(yōu)于小角測法,因此需要根據(jù)設(shè)備精度及工況選擇適宜的測量方法。
(2)單站補(bǔ)償法是對小角測法的改進(jìn),比小角測法精度更高,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,相比小角測法更合適。
參考文獻(xiàn)
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(作者單位:山東科信達(dá)建筑安裝有限公司)