地铁施工桩顶水平位移监测方法.docx
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地铁施工桩顶水平位移监测方法
地铁施工桩顶水平位移监测方法
王智
坑变形监测的要求。
如何根据轨道交通现场情况选择合适的方法精确测量出桩顶摘要,，由上述分析可以看出:
?
距水平位移的变化值控制桩顶水平位移量是保证施工安全的重要技术，，离观测误差对水平位移观测影响甚手段文章对常用的几种水平位移方法测量方法的原理存在的问题及。
、微;?
角度的观测对水平位移的观适用的条件场合进行了系统的分析和比较以期对生产实践中水平位移，测影响较大;?
小角法适用于比较观测提供一定的指导。
小的基坑。
地铁施工桩顶水平位移测量方法关键词,;;;（2，小角法应用的优缺点。
优
点:
原理简单,实施简便,精度较法精度进行估算:
1小角法高;不足:
基准点的稳定性不容易保αSΔ22ii，2，=（）mmsΔpΔpρ证,需进离监测区域一定的距离。
小角法是用精密经纬仪精密地2）m+（ρ在外业采集数据过程中,需要测出监测点方向不基准线所夹的小式
（2）中,m为观测点P的点位Δpi
对原始数据进行记彔。
外业数据采中误差;m为观测点P不基准线之角a,然后计算出监测点相对于基准Δaii
间夹角的角度中误差;m为观测点集完,还需要对外业采集的数据进线的偏离值l。
埋设监测点时,应尽si
P到工作基点A的距离中误差。
量将它们埋设在基准线两端点的连行简要的计算。
i
由于偏移角Δα是个很小的角线上。
小角法原理如图1,偏离值lii2自由设站法值,而距离S由全站仪观测,距离中计算公式如下:
i
误差m的量值也就几毫米,所以,s自由设站法是在待定点上设αi=×lS，1，ii公式
（2）等式右端第2项距离中误差msρ站,对多个已知的控制点观测方向″
可以忽略不计。
因此,小角法观测和距离,按间接平差的方法计算待式
（1）中,l为观测点P到基准线ii精度主要取决于角度中误差m的量Δa定点的坐标，图2，。
自由设站法测间的偏移值;为观测点P不基准αii值。
设:
最不利的点S=100m,用i量中使用TCA2003精密经纬仪自由线TCA2003精密经纬仪进行小角法观设站功能,按下1FreeStation键,间的夹角;ρ″=206265″;S为i测,m=0.5″,小角度观测2测Δa然后依次是输入测站点,输入后规观测点P不工作基点A的水平距离。
i回,则m=0.17mm,即使考虑工Δp点1、后规点2、后规点3、…,然后
（1）小角法精度估算。
对公式作基点0.76mm的误按set键计算残差,如果X和Y的方向
（1）进行全微分得公式
（2）,可对小角差,m仍小于Δp变化值都很小,说明后规点比较稳P观测点i点位测量中误差αi定,可以使用。
偏离值，l（i基准线容许值2mm。
AB（1，后规点数量的选择。
后规点Si可见,小角法观数量的选择很重要,少了达不到精度测精度能满足基图1测小角法原理示意图要求,多了现场条件不允许。
设站点
王智,北京市勘察设计研究院有限公司,技术员,北京100038
坐标,然后用坐标反个后规点,但是过了一段时间,可算公式计算出坐标方能会有某个点发生了一些变动,这
位角,这样就能计算样计算出的残差可能就会比较大。
出基坑不测量坐标系这种情况我们可以将两个两个配对
产生的夹角;?
假定用,看看到底是哪个点不稳定,找在施工坐标系中同出那个不稳定的点,重新联测导线样采集2个以上点的测出其当时的坐标值戒重新埋设新坐标,然后用2套坐的后规点幵测量出其坐标值。
标系的坐标进行转，6，后规点位置选择。
最好换计算,得出其夹选择在离地面比较近的地方,这样角。
坐标转化示意基础比较稳,不容易受影响。
如图2自由设站法示意图
图见图5。
果选择在高层建筑物戒者高压线塔位置,容易受风阵等诸多因素的影（4，坐标转换。
设P点在测量坐的精度随着后规点的数目增加而逐步
Y标系中的坐标为，X,在施工提高。
当后规点数目增加到5个以上）响,后规点的稳定性不能保证。
pp
坐标系中的坐标为，A,B，,通过时,精度提高的幅度较小,因此,一，7，后规点的选用。
选择精密pp
平面平移旋转可以得出由施工坐标般工程选择3～5个后规点比较理想,5转换测量坐标的关系式:
见图3。
控制点在同侧X=a+A×cosα-B×sinα，2，后规点所成的夹角对精度4ppp控制点在异侧，3，的影响。
一般,当交会角在60?
?
Y=b+Bsinα+B×cos×αγppp控制点在同侧3?
120?
之间时,精度较好。
但是,，4，
实际工程中可能没有很好的现场环由测量坐标换算施工坐标点位精度/mm控制点在异侧境保证布设控制点在一定的夹角之的关系式:
2A=（X-a）×cosα+（Y-b）内,只能根据现场的情况来确定布ppp1
设控制点的位置。
后试规点夹角对×sinα123456789，5，点位精度影响曲线见图4。
控制点数目
B=（Y-a）×sinα+（Y-b）×ppp（3，自由设站法测水平位移。
图3后视点数量对精度影响曲线选择自由设站法测水平位移时,如，6，cosα10果基坑附近有稳定的导线控制点,由式（5）、（6）可对转换参数8应尽量用导线测出测站点的坐标。
a、b、α进行求解。
求解结果
一些基坑比较长,1个测站不能把表明,参数a、b对于最后我们点位精基坑所有的桩顶水平位移测点全部要得到的数值来说基本是没用
测完,所以需要2站戒者更多的测的,也就是说偏移参数不是主度/mm6
站。
这样就需要一个统一的坐标系要的,主要的是求解得方位角4α。
在观测过程中,采用2测统,测出的数据能够互相检核。
假2回和盘左盘右的方法可消除设基坑是觃则的,那么可以假定基0020406080100120140160坑为1个施工坐标系统,这样施工2C等误差，2C为盘左盘右照γ/?
坐标系和测量坐标系就会产生1个准1测回归零差，。
图4后试视点夹角对点位精度影响曲线夹角。
确定夹角是比较重要的,可，5，后规点的稳定性检X以用以下2种方法来获得:
?
测出核。
一般在现场能够埋设3～5A在1条基坑边上的2个以上点的绝对
经纬仪配套与用的小棱镜,仪器的水平位移点变化自带的自动照准功能可以消除照值的方向垂直于基
准误差。
反射片作为后规点也是坑的方向,所以选
可以的,但是考虑到反射片需要择的施工坐标系要人工照准,在成像条件不好的环境尽量不基坑的走向水平位移/mm
下,这样就会出现一些人为的照准平行,这样测出误差。
的X戒Y方向的变，8，自由设站法的优缺点。
优化值就是其基坑真日期点:
消除了仪器对中的误差。
测站正的变化值。
图73种方法监测数据对比
点选择灵活,可以根据现场情况选具体操作时,择测站点的位置,但是测站点的位先用尺子量出测站点距离一个方向外界环境的影响导致读取的角度值误
边某个端点的距离,然后再用这段差比较大。
置不能不初始测站点的位置的距
距离量出对面边相应距离方向的位综上所述,对于每一种水平位离太进。
可以使用一套统一的坐
置,此位置不测站点的连线就是基移监测方法,都有其特点及适用范标系测量基坑内所有的点,这样
坑的走向，我们可以定为N方向，,围。
在选择水平位移监测方法时,也利于检核;缺点:
在后规点位
然后,假定测站点的初始坐标值x和既要考虑到精度,现场条件,同时置的选择中,有的现场没有条件
y，x和y的坐标初始值不能一样,如也要考虑经济方面等因素。
对于基作为后规点。
后规点存在稳定性
果一样,则计算出的坐标容易出现本满足精度要求的前提下,尽量选问题。
后规点形成的网形,交会
错误，。
以固定建筑物特征点作为定择简单经济适用的方法。
根据现场角不容易选择。
向点,记下初次定向的角度值。
条件的不同,我们可以选择不同的3极坐标法后规定向点的选择可以是小棱监测方法,也可以是结合几种监测
镜,选择小棱镜可以消除定向的照极坐标法是根据一个角度和一方法进行水平位移监测。
段距离测设点的平面位置,如图6所准误差。
测量时应避免外界环境对
示。
假设基坑是一个觃则的基坑,观测影响,如雾戒者阳光强烈的时参考文献我们要测其桩顶水平位移监测点。
岳建平,田林亚.变形监测技术与刻,不能精确地照准目标,测量出[1]首先要在离基坑比较进的地方打一应用[M].北京:
国防工业出版社,的数据就会出现一个系统误差。
个比较稳定的点作为测站点,对中2007.43种测量方法对比整平后,要假定坐标系。
由于所测伊晓东,李保平.变形监测技术及[2]
应用[M].河南:
黄河水利出版社,以某车站附属结构C出入口作为N试验点,用3种方法测其水平位移。
2007.稳定建筑物稳定建筑物由于附属结构基坑不是很深,所陈永奇,吴子安,吴中如变形监（[3]以,桩体水平位移变化值比较小,测分析与预报[M].北京:
测绘出这样能够比较出3种方法的差别。
版社,2003.图7为3种测量方法的对比实李青岳,陈永齐.工程测量学[M].[4]
例,在这里只做了1个测点的水平位北京:
测绘出版社,2008.
移变化数值作为例子。
从图9中可以
看出,自由设站法和极坐标法测量值在建基坑收稿日期2011-08-31
的走向基本相同,但是小角法在2010
年11月22日突然变化很大,这很可能到站点
是测量的误差引起的,例如,可能是图6极坐标法示意图
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