基坑位移测量

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1、基坑位移监测方法布置观测控制网基坑变形观测控制网常由三种点、二种等级的网组成。变形监测的测量点，一般分为基准点、工作点和变形观测点三类。基准点墙顶位移监测基准点的埋设应符合国家现行标准建筑变形测量规范JGJ8的有关规定，设置有强制对中的观测墩，并采用精密的光学对中装置，对中误差不大于0.5mm。沉降观测的基准，它应埋设在沉降影响范围以外，距沉降观测点20100m，观测方便，且不受施工影响的地方。在建筑区域中，点位与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑物基础的深度。为了相互校核并防止由于某个基准点的高程变动造成差错，一般至少埋设三个基准点。以BMA 表示水准点

2、A.。基准点之间的高差采用高精度数字水准仪（SDL30M）和精密水准测量方法进行测定，将基准点组成闭合水准路线，其闭合差不得超过0.5mm(n为测站数)。水准点的高程自国家或城市水准点引测，或者假定。工作点是基准点和变形观测点之间的联系点。当基准点距观测点太远或通视条件不好，侧量不便时，要在被研究对象附近设置工作点。平时从工作点出发测量观测点相对于工作点的变形量。要求在观测期间保持点位稳定，由基准点定期对其进行检测。变形观测点观测点应设置在基坑边坡混凝土护顶或围护墙顶（冠梁）上，安装时采用铆钉枪打入铝钉,或钻孔埋深膨胀螺丝,涂上红漆作为标记，有利于观测点的保护和提高观测精度。墙顶位移监测点应沿

3、基坑周边布置，监测点水平间距不宜大于20m。一般基坑每边的中部、阳角处变形较大，所以中部、阳角处宜设测点。为便于监测，水平位移观测点宜同时作为垂直位移的观测点。图1 墙顶位移点的布设墙顶水平位移和竖向位移是基坑工程中最直接的监测内容,通过监测墙顶位移,对反馈施工工序，并决定是否采用辅助措施以确保支护结构和周围环境安全具有重要意义。对同一监测项目，监测时宜符合下列要求： 采用相同的观测方法和观测路线。 使用同一监测仪器和设备。 固定观测人员。 在基本相同的环境和条件下工作。垂直位移监测垂直位移监测方法主要是使用普通水准测量，观测时从水准点开始，逐点观测所设的沉降观测点，每个测站上读完各沉降点读数

4、后，要再后视读数，两次后视读数之差不能大于1mm。水准测量采用高精度数字水准仪进行。1.仪器使用介绍 （1）测站安置选取合适地点，架好仪器，踩实脚架。目测仪器底板近于水平后，开始转动脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。调节过程中，须知气泡移动方向与左手拇指方向一致。如图示气泡未居中，而位于a处；第1步，按图上箭头所指方向，两手相对转动脚螺、，使气泡移到通过水准器零点作、脚螺旋连线的垂线上，如图中垂直的虚线位置。第2步，用左手转动脚螺旋，使气泡居中。（2）瞄准水准尺转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。转动水平微动手轮，粗略瞄准水准尺，转动调焦手轮，使标尺成像更加清晰。测量人员将水准尺置于尺垫上，扶直，待水

5、准尺气泡居中时，按下测量键，记录稳定读数。2.水准测量方法闭合水准路线（1）将水准尺同时置于基准点（或工作点）A和沉降观测点D1处，在大约两点中间位置I1处架设水准仪,安放调平。（2）将一根条码尺立于A点，另一根立于D1点。后视A点，记录读数 a1；前视D1点，记录读数d1。（3)将水准仪迁至I2站，安放调平。将原A点条码尺立于D2点作为前视尺。后视D1点，记录读数a2。前视D2点，记录高程读数d2。（4）将水准仪迁至I3站.将条码尺立于D3点作为前视尺，后视D2点，记录高程读数a3。前视D3点，记录高程读数a3。依次类推（5）将水准仪迁至I15站.将条码尺立于A点作为前视尺，后视D14点，记

6、录高程读数a15。前视A点，记录高程读数d15。3.数据处理及成果整理（1）数据处理第1站 ：hA1 = a1 d1第2站 ：hA2 = a2 d2第3站 ：hA3 = a3 d3.第15站 ：hA15 = a15 d15上列各式相加得：hi = ai -di已知A点高程HA则H1 = HA + h1H2 = HA + h2.Hi = HA + hi（2） 成果检核高度闭合差fh = hi 限差为：平地：fh容 = 40（mm） 山地：fh容 = 12(mm)（式中:L路线总长，Km ; n路线上测站总数）闭合水准路线测量，理论要求fh = 0 。由于现场条件、仪器及实际操作过程中误差在所难免

7、，所以需要对测量数据进行闭合差调整，以得到更为准确的高程值。以下列数据为例，将15个测站按路线长度分为三段。（假设A 点高程已知HA=55.000m）闭合水准测量计算表点号路线长度（m）高差h(m)高差改正数v(m)改正后高差h+v(m)高程H（m）BMA1250-0.127-0.006-0.13355.000154.867300-1.26-0.007-1.267253.600350+1.409-0.009+1.400BMA55.000900+0.022-0.022001）fh = hi = -0.127 - 1.26 + 1.409 = 0.022m fh容= 40 = 38mm则fh fh

8、容 ，测量精度符合要求。2）高差改正数Vi= 第1段高差改正数为V1 = = -0.0061m第2段高差改正数为V2 = = -0.0073m第3段高差改正数为V3 = = -0.0086m为使高差改正数总和其绝对值完全等于闭合差，即Vi= -fh 。需对各段闭合差进行适当调整，得到高差改正数。进而得到各点高程（表中最后栏）。水平位移监测对于围护墙顶水平位移，测特定方向上时可采用视准线法、小角度法、投点法等；测定监测点任意方向的水平位移时，可视监测点的分布情况，采用前方交会法、后方交会法、极坐标法等；1. 主要仪器使用介绍（1） 经纬仪 采用光学对中器安置仪器，对中和整平工作要交替进行。基本步

9、骤如下：1） 架设仪器，使架头大致水平，并使架头中心大致对准测站标志中心。2） 固定仪器操作者对面的架腿，两手分别移动左、右架腿，使标志中心位于对中器的小圆圈中，调整圆水准器与水准管，使气泡位于中心位置。 3） 标志中心偏离小圆圈中心时，可松开中心连接螺旋，平移基座。再重复2）操作。（2） 全站仪 全站仪的安放调平过程与经纬仪基本相同，采取对中与整平交替进行的方法。最主要的是熟悉仪器的各项测量操作步骤，发挥其强大的功能。全站仪由光电测距仪、电子经纬仪、微处理机、电源装置和反射棱镜等组成，是一种集自动测角、测距、测高程于一体，是实现对测量数据的自动获取、显示、存储、传输、识别、处理计算的三维坐标

10、测量与定位系统。因此在位移测量中，它除了具备普通经纬仪的功能外，还能通过仪器自身的一系列操作利用自带的计算功能直接获得测点的坐标，进而求得个方向上的位移量。而经纬仪通过测量基准点与观测点之间的夹角及距离，根据几何关系，采用前方交会、侧边交会等方法，也可以求得观测点的最终坐标。2. 主要测量方法介绍以下将介绍经纬仪和全站仪各自的水平位移测量方法。（1） 经纬仪测量方法利用经纬仪和相关计算方法，求得所测点坐标后，本次观测坐标值减去上次观测坐标值，即为位移变化量。1）前方交会法从3个已知点A、B、C分别向P点观测水平角，由两个三角形来计算P点坐标。从三个已知点作两组前方交会，分别按A、B 和B、C求

11、P点坐标，最后取它们的平均值作为P点的最后坐标。当APC = 时，观测精度最高。一般情况下，APC 应在与之间。根据三角形的几何关系，最后得出：按ABP,得到同理，按BCP,得到将两组坐标值取平均，即可得到点P的坐标（XP,YP）。以下表数值为例，说明前方交会法计算过程。略图观测数据已知数据XA1807.0445719.85(1)0.705422(1)0.66467XB1646.3845830.66(2)1.5479029(2)0.884224XC1765.5045998.65(3)=(1)+(2)2.253325(3)=(1)+(2)1.548894(4)4069.3252802.937(6

12、)103260.50471049.513(5)XP = (4)/(3)1805.9201809.637(7) = (6) / (3)45825.83745871.126P点最后坐标XP = 1807.78 = 45848.482） 测边交会法 根据AB边长c 及直线AB的方位角,以及测量的a、b 边长，来计算P点的坐标。根据ABP中已知数据， 则P点坐标为： 同理根据BCP, 则P点坐标为： 取两组坐标的平均值，得到P点坐标（XP,YP）。3)测小角法在基准点上安置仪器，测定观测点方向与基准线的水平角来确定水平位移的方法称为测小角法。测小角法原理如下：PBDAAB为基准线，在A点安置经纬仪，在

13、B点及观测点P上设立观测标志，测出水平角。由于水平角较小，则根据经纬仪到标志的水平距离D，用公式 （）推算出P点在垂直于基准线方向上的偏移量。3） 视准线法通过视准仪或经纬仪建立一个平行或通过轴线的铅直平面作为基准面，定期观测建筑物上测点与基准面之间偏离值的大小，即为该点的水平位移。（3） 全站仪测量方法桩顶位移监测点布置图已知基准点A、B坐标值及方位角，利用全站仪仪器本身获得观测点坐标值，无需人工计算。在A点架设全站仪，以B点为后视点，观测ZD04 为例，说明测量过程。ABZD04N在B点及ZD04点安放棱镜。测量前对仪器进行反复对中、整平，直至仪器“圆水准器”和“照准部水准器”气泡符合要求。1）进入全站仪主菜单，点击“坐标测量”一栏，显示如下。 2）设立测站，输入坐标值。定义测站A，输入坐标值。 4） 后视定向，输入方位角。将仪器对准后视点B处棱镜，输入方位角值。 5） 测量坐标值。照准目标点上的棱镜，按下“测存”键，得到目标点坐标值。 观测成果整理1） 水平位移和竖向位移监测日报表第 次工程名称： 报表编号： 天气：观测者： 计算者： 校核者： 测试时间： 年 月 日 时点号水平位移竖向位移备注本次测试值（mm）单次变化（mm）累计变化量（mm）变化速率（mm/d）本次测试值（mm）单次变化（mm）累计变化量（mm）变化速率（mm/d）