基坑邊坡水平位移觀測方法分析

1、<p><b>　　龍巖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文（設計）</b></p><p>　　題目：基坑邊坡水平位移觀測方法分析 </p><p><b>　　二0一0年六月八日</b></p><p><b>　　龍巖學院</b&

2、gt;</p><p>　　畢業(yè)論文（設計）開題報告</p><p>　　2010　年　04月　25日</p><p>　　基坑邊坡水平位移觀測方法分析</p><p>　　【摘 要】 城市建設中，深基坑開挖的深度和規(guī)模越來越大，為了確保工程施工安全，以及為基坑支護方案的選取提供基礎資料，必須對基坑實施變形監(jiān)測，以便發(fā)現(xiàn)問并采取措施。其中

3、，基坑邊坡水平位移觀測顯得尤為重要。</p><p>　　水平位移觀測方法很多：視準線法、前方交會法、極坐標法、后方交會法、精密導線法以及GPS精確定位法等。由于現(xiàn)場條件及觀測時間限制，后兩種方法不太適合于基坑邊坡水平位移觀測，本文只對前四種觀測方法加以分析討論，討論的主要內容是：從點位精度方面考慮，闡述了點的埋設，點位精度取值問題，各種方法的優(yōu)缺點，并給出各種觀測方法的點位精度估算公式，通過分析比較，從中選取高

4、效、經濟、可行的觀測方法。</p><p>　　【關鍵詞】 基坑水平位移 觀測點的埋設 監(jiān)測方法 觀測方法及精度估算 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 問題的提出…………………………………………………………………………2</p><p>　　2 水平位移觀測精度………………

5、……………………………………………………3</p><p>　　3 觀測點的埋設…………………………………………………………………………4</p><p>　　4 常用的觀測方法及精度估算………………………………………………………… 5</p><p>　　4.1 基準線法…………………………………………………………………………5</p>&

6、lt;p>　　4.1.1 基準線法的原理………………………………………………………………5</p><p>　　4.1.2 視準線觀測中的技術問題及誤差來源…………………………………………5</p><p>　　4.2 前方交會法…………………………………………………………………………6</p><p>　　4.2.1 方向前方交會………………

7、……………………………………………………6</p><p>　　4.2.2 距離前方交會……………………………………………………………………7</p><p>　　4.3 極坐標法…………………………………………………………………………8</p><p>　　4.3.1 單測站極坐標精密定位點點位精度評定公式………………………………8</p>

8、<p>　　4.3.2 雙測站極坐標精密定位點精度評定公式……………………………………9</p><p>　　4.4 后方交會法…………………………………………………………………………9</p><p>　　4.4.1 三方向后方交會的點位精度……………………………………………………9</p><p>　　4.4.2 四方向后方交會的點位

9、精度……………………………………………………10</p><p>　　4.4.3 三點極坐標后方交會…………………………………………………………10</p><p>　　5 實際應用………………………………………………………………………………11</p><p>　　5.1 工程概況…………………………………………………………………………11</

10、p><p>　　5.2 點的埋設…………………………………………………………………………12</p><p>　　5.3 點位精度分析比較………………………………………………………………12</p><p>　　6 結論……………………………………………………………………………………14</p><p>　　7 致謝語………………

11、………………………………………………………………14</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………………15</p><p><b>　　1 問題的提出</b></p><p>　　隨著經濟的飛速發(fā)展,高層和大型建筑物越來越多,建筑物基坑開挖的深度和規(guī)模也越來越大。為保證深基坑開挖的安全,以及為基坑

12、支護方案的選取提供基礎資料,必須對基坑進行變形監(jiān)測。</p><p>　　在深基坑開挖的施工過程中，基坑內外的土體將由原來的禁止土壓力狀態(tài)向被動和主動壓力狀態(tài)轉變，應力狀態(tài)的改變引起土體的變形，即使采取了支護措施，一定數(shù)量變形難以避免，這些變形包括：深基坑內土體的隆起、基坑支護結構以及周圍土體的沉降和側向位移。無論哪種位移的量，只要超出了容許的范圍，都將對基坑支護結構和周圍結構與管線造成危害。如果深基坑開挖工程在

13、繁華的市中心進行，施工場地的四周有建筑物和地下管線，基坑開挖所引起的土體變形將直接影響這些建筑物和地下管線的正常狀態(tài)，當土體變形過大時會造成鄰近結構和設施的破壞。同時，基坑相鄰的建筑物又相當于較重的集中荷載，基坑周圍的管線常引起地表水的滲漏，這些因素又是導致土體變形加劇的原因。因此，在深基坑施工過程中，只有對基坑支護結構、基坑周圍的土地和相鄰的構筑物進行綜合、系統(tǒng)的監(jiān)測，才能對工程情況有全面的了解，確保工程順利進行。</p>

14、<p>　　深基坑的變形監(jiān)測主要包括基坑邊坡的沉降監(jiān)測、水平位移監(jiān)測以及對周邊建筑物、管線設備的變形監(jiān)測。對于基坑邊坡的沉降監(jiān)測一般采用精密水準法獲取沉降量。對于水平位移觀測，觀測方法很多，常用的有前方交會法、極坐標法、距離交會法、后方交會法、導線法等方法。對于水平位移監(jiān)測來說,由于深基坑不僅自身存在變形,還會對基坑周圍地層、周邊建(構)筑物的地基產生沉降和傾斜效應;在城區(qū)，施工現(xiàn)場一般用圍墻圍住，再加上周圍建筑物密集，造

15、成變形觀測點上不能設站或設站很困難的情況下,要想及時準確地監(jiān)測出變形點的水平位移，觀測點的精度是首要考慮的問題，主要涉及到點位的布設、儀器精度、觀測方法、數(shù)據處理等因數(shù)。確定必要合理的觀測精度，與正確選擇觀測點和觀測時機一樣，是為使觀測成果能真實地反映出建筑物的變形特征、變形過程和變形狀態(tài)的3項重大技術問題。因為變形觀測的精度，決定著觀測成果以及由此而得出的建筑物安全狀態(tài)結論的可靠性和真實性，并涉及到觀測方法的選擇、觀測儀器的選型、技術

16、措施的制定，無論于測量人員還是施工設計和管理人員都是十分重要的。由于基準點的選擇與控制網的布設情況比較復雜，再加上觀測條件的限制，針對某一具體工程</p><p>　　2 水平位移觀測精度</p><p>　　關于水平位移觀測的精度問題，以允許變形值為依據問題的討論，在1971年的國際測量師聯(lián)合會（FIG）的第13次大會上，變形觀測研究小組提出“如果觀測的目的是為了使變形值不超過某一允許

17、的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測的中誤差應小于允許變形值的1／10～ l／20。這是當今國內外應用較廣的觀點。根據這一觀點，所需的觀測精度取決于允許變形值的大小，如果允許變形值大則觀測精度要求低，反之觀測精度要求高。以允許變形值為依據的觀點，是目前國內外引用較多應用較廣的一種確定變形觀測必要精度的方法，從有利于根據觀測值判斷建筑物安危角度看，具有一定的實用價值。但從理論上講，根據允許變形值大小來確定觀測必要精度，也還有值得商榷之處，因

18、為，允許變形值為接近臨危狀態(tài)時的變形量，其距臨危界限有一允許的偏差，此偏差大小并非與臨危變形值大小成比例。因此當某類建筑物其允許變形值較大時，依比例計取的允許觀測誤差可能大于允許變形值的允許偏差值，這就影響到對建筑物安危的判斷，也即“觀測精度取決于允許變形值大小”的說法沒有考慮到允許變形值的安全度。因此，確定變形觀測精度問題是十分重要的。對于基坑水平位移觀測，一般的，設計單位會</p><p><b>

19、　　3 觀測點的埋設</b></p><p>　　點的埋設包括基準點、工作基點、變形觀測點的埋設。布設控制網前，需考慮幾個因素：</p><p>　　a、地質因素 b、結構形狀c、荷載因素d、經濟因素 </p><p>　　平面變形控制網布設原則:</p><p>　?。?）平面變形監(jiān)測控制網應為獨立控制網</p>

20、;<p>　?。?）平面變形監(jiān)測控制點的埋設，應以工程的地質條件為依據，因地制宜地進行。</p><p>　　（3）布網圖形的選擇，布網的圖形應與工程建筑物的形狀相適應。</p><p>　　根據工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立平面控制網。</p><p>　　變形監(jiān)測的測量點可分為控制點和觀測

21、點（變形點），控制點包括基準點、工作基點以及聯(lián)系點、檢核點、定向點等工作點。各種點的選設及應用，應符合下列要求：</p><p>　　a.基準點應選設在變形影響范圍以外便于長期保存的穩(wěn)定位置。使用時，應作穩(wěn)定性檢查或檢驗，并應以穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的點作為測定變形的參考點。</p><p>　　b.工作基點應選設在靠近觀測目標且便于聯(lián)測觀測點的穩(wěn)定或相對穩(wěn)定位置。測定總體變形的工作基點，當按兩個

22、層次布網觀測時，使用前應利用基準點或檢核點對其進行穩(wěn)定性檢測。測定區(qū)段變形的工作基點可直接用作起算點。</p><p>　　c.當基準點與工作基點之間需要進行連接時應布設聯(lián)系點，選設其點位應顧及連接的構型，位置所在處應相對穩(wěn)定。</p><p>　　d.對需要單獨進行穩(wěn)定性檢查的工作基點火基準點應布設檢核點，其點位應根據使用的檢核方法成組地選設在穩(wěn)定的位置處。</p><

23、;p>　　e.對需要定向的工作基點或基準點應布設定向點，并應選擇穩(wěn)定且符合照準要求的點位作為定向點。</p><p>　　f.觀測點應選設在變形體上能反映變形特征的位置，可從工作基點或鄰近的基準點和其他工作點對其進行觀測。</p><p>　　綜述可概括為基準點一定要選在施工現(xiàn)場以外穩(wěn)定的地方,且要深埋，考慮基準點的埋設深度時，應充分估計到地下水位變化以及凍土深度對它的穩(wěn)定性的影響，

24、在整個觀測過程中要穩(wěn)定可靠。在實際工作中，由于觀測條件的限制，不能在基準點上直接對變形觀測點進行觀測，往往在基坑的附近埋設工作基點，工作基點盡量埋設穩(wěn)固，便于架設儀器，與基準點通視并組成良好的圖形，保證工作基點的點位觀測精度。變形觀測點點位選取很重要，隨著基坑的開挖，其周圍區(qū)域受力的情況隨著離開它的水平距離與垂直距離（深度）的改變而變化。離開基坑愈遠，深度越大，地基受力愈小，受基坑開挖的影響愈小，變形觀測點應該布設在基坑邊壁頂部,觀測點

25、必須有一定的密度和深度，具體位置應根據基坑結構的關鍵部位來定。這樣，以基準點為已知點, 通過一定的觀測方法，求出工作基點的坐標，再由工作基點求出變形觀測點的坐標，進而求得變形點位移量。</p><p>　　4 常用的觀測方法及精度估算</p><p>　　一般來說，水平位移觀測方法很多，常用的有基準線法、前方交會法、極坐標法、距離交會法、后方交會法、導線法等方法。 </p>

26、<p><b>　　4.1 基準線法</b></p><p>　　4.1.1 基準線法的原理</p><p>　　基準線法是以通過建筑物軸線和平行于建筑物軸線的固定不變的鉛直平面為基準面，根據它來測定建筑物的水平位移。由經緯儀的視準面形成基準面的基準線法，我們稱之為視準線法。視準線法按其所使用的工具和作業(yè)的方法不同，又可分為“測小角法”和“活動覘牌法”

27、。</p><p>　　測小角法是利用精密全站儀精確地測出基線方向與置鏡點到觀測點的視線方向之間所夾的小角，從而計算觀測點相對于基準線的偏離值?；顒右椗品▌t是利用活動覘牌上的標尺，直接測定此項偏離值。</p><p>　　4.1.2 視準線觀測中的技術問題及誤差來源</p><p>　　視準線法觀測水平位移的誤差來源有:經緯儀對中誤差,固定覘牌和活動覘牌的對中誤差

28、,經緯儀的三軸誤差,讀數(shù)誤差,活動覘牌的對中誤差,照準誤差以及大氣折光的影響等。其中經緯儀、固定覘牌和活動覘牌的對中誤差,若采用強制對中設備,其對中精度可達0.1～0.2mm,利用活動覘牌上的游標讀數(shù),其讀數(shù)精度可達0.1mm。這些誤差,相對于其他誤差來說都是較小的。經緯儀的三軸誤差可以采用適當?shù)拇胧┘右韵拖魅?對觀測成果不會產生較大影響。而大氣折光的影響較為復雜,照準誤差是活動覘牌法的主要誤差來源之一。</p>&l

29、t;p>　　在此，僅對測小角法進行精度估算討論，如圖4-1，用全站儀精確地測出基準線（A、B的連線）與置鏡點到觀測點P視線之間所夾的微小角度αi， </p><p><b>　　圖4-1 測小角法</b></p><p><b>　　按下式計算偏離值</b></p><p><b>　　（4-1）

30、</b></p><p>　　將（4-1）式進行全微分，并轉成中誤差可得：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　相對測小角αｉ來說，量測具有足夠精度的邊長Si是比較容易的，討論αi的精度時，略去（4-2）式右邊第二項后，可得：</p><p><b>　?。?-3）&

31、lt;/b></p><p>　　測小角度的主要誤差來源為照準誤差，當小角度觀測采用測回法時，一側回所測小角的誤差，由誤差傳播定律可求得為（設mv為照準誤差）：</p><p>　　mα=mv (4-4)</p><p>　　通常取肉眼的視力臨界角為60″，假定照準誤差為：</p><p>&l

32、t;b>　　(4-5)</b></p><p>　　式中v為望遠鏡的放大倍數(shù)</p><p>　　由（4-3）、（4-4）、（4-5）式可得：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　確定了mv 的數(shù)值后，可用（4-6）式估算測小角法的精度。</p><p

33、>　　視準線越長,使照準誤差增大,甚至可能造成照準困難。另一方面,由于測線上各點的空氣密度的不同,會使光線偏離直線方向,而在空間形成某種復雜的曲線,造成這種情況的主要原因是視準線觀測是在直接暴露于大氣中進行的。受日光照射影響,近地層內水平溫度梯度在一天之中變化很大,而同一時刻測線上不同點的水平溫度梯度也由于建筑物的不同而產生很大差異。理論和實驗研究表明,水平折光影響遠遠超過儀器本身的精度1。因此，運用視準線法觀測時，為保證精度，視

34、準線的長度不宜過長，全站儀應精確對中，最好采用強制對中設備。</p><p>　　4.2 前方交會法</p><p>　　方向前方交會測量方法被越來越多地運用在精密工程測量中，在變形觀測中常用前方交會監(jiān)測變形點的水平位移。在變形觀測中，所使用的控制點往往是固定不變的，所以在評定前方交會點的定位精度時，不考慮交會角測量時測站點的誤差對交會點點位精度的影響，僅考慮交會角測量誤差對前方交會點點

35、位精度的影響。</p><p>　　一般的，從觀測量的不同來分，前方交會可分為方向前方交會、距離前方交會、邊角前方交會。通常我們所說的前方交會指的是二點前方交會，在實際測量工作中，為了增加前方交會法確定待定點坐標的可靠性，提高交會點坐標精度，常常利用控制網中的三個固定點作為前方交會的測站點，即用所謂的三點方向前方交會。</p><p>　　4.2.1 方向前方交會</p>

36、<p>　　(1)方向前方交會最佳交會圖形</p><p>　　如圖4-2 測角前方交會法是用經緯儀在己知點A、B上測出α和β角，測角中誤差為mβ，設S為A、B之間的距離，</p><p>　　圖4-2 方向前方交會</p><p>　　由誤差傳播可得P點的點位中誤差為： </p><p>　?。?-7） <

37、;/p><p>　　對于精度要求較高的變形監(jiān)測點，利用前方交會法進行水平位移點的監(jiān)測時，必須對交會圖形進行優(yōu)化設計，選擇最佳交會圖形的測量基準點，這樣可提高變形監(jiān)測點的水平位移監(jiān)測精度。下面就前方交會最佳交會圖形的問題作簡單分析，由（4-7）式可以看出，測角前方交會點的最優(yōu)位置問題可歸結為下列極值問題</p><p><b>　?。?-8）</b></p>

38、<p>　　運用梯度法解求（4-8）式得：當α=β=35°15′52″，也就是說,交會角γ=109°28′16″的對稱交會圖形為測角前方交會的最佳圖形。此種理想的交會倩況，在實際工作中比較困難達到的，但用前方交會進行變形監(jiān)測點的觀測時，對交會圖形進行優(yōu)化設計是可以的，選擇交會角在 109°附近，只要α、β的差別不是很大，其交會點的精度是可以得到保證的。</p><p>　　

39、(2)二點方向前方交會點位精度的評定</p><p>　　如圖4-2，利用基準點Ａ和Ｂ，用前方交會法確定待定點Ｃ的平面位置，只考慮交會角的測量誤差時交會點C的精度評定公式為：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　(3)三點前方交會點位精度的評定</p><p>　　圖4-3 三點前方交會&

40、lt;/p><p>　　如圖4-3，利用某一平面控制網中的三個點A、B和D，分別在A、B和D設站觀測交會角α，β和α1、β1,用三點前方交會的方法確定待定點C的平面坐標C(XC,YC)。</p><p>　　僅考慮交會角測量誤差時，三點前方交會點C按算術平均值計算的坐標精度評定公式為</p><p><b>　?。?-10）</b></p&g

41、t;<p>　　4.2.2 距離前方交會</p><p>　　隨著光電全站儀的迅速普及，充份發(fā)揮全站儀的優(yōu)勢，采用測邊前方交會進行水平位移監(jiān)測，不僅速度快，效率高，其精度比一般多個測回的角度前方交會和邊角前方交會的點位精度高，而且其精度較為均勻。下面就距離前方交會有關問題進行討論和分析。</p><p>　　(1)距離前方交會公式</p><p>　

42、　在測邊交會中，一般由于測距儀的固定誤差是一個定值，而比例誤差在一定長度范圍內都很小，測邊交會中的邊長精度差不多是相等的，交會點的點位精度主要取決于其Ｐ的交會角γ的角度。其坐標計算方法有多種，主要的有利用邊長關系換算出角度。采用角度前方就會交會的公式推算Ｐ點坐標，或者是直接用邊長推算Ｐ點的坐標。</p><p>　　圖4-4 距離前方交會</p><p>　　如圖4-4，利用邊長直接推算Ｐ

43、點的坐標公式如下：</p><p>　　XP=XA+L(XB-XA)+H(YB-YA)</p><p>　　YP=YA+L(YB-YA)+H(XA-XB)</p><p>　　， (4-11）</p><p>　　式中P點可用雙邊、三邊及多邊交會測出，在此對雙邊、三邊交會點的精度分別予以論述。<

44、/p><p>　　(2)雙邊距離前方交會點的精度</p><p>　　雙邊前方交會點位精度，據陸國勝修訂《測量學》介紹，假設測距精度相同，其P點的點位中誤差由下式計算。</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中 m－為測距中誤差</p><p>　　根據（4-12）

45、式，交會角γ=90°時，待定點的點位精度最高，也就是其待定點位于已知點A、B為直徑的圓周上時精度最高，如待定點在某一長度相關的圓周上時，P點的最大值與最小值是不變的，其點位精度相等。若交會邊不相等時，P點誤差最大值和最小值的方向隨P點位置的改變而改變，γ角不相等時，其點位精度也不相等。若交會邊長相等，當γ>90°時，誤差最大方向在X軸方向，當γ<90°時, 誤差最大方向在Y軸方向,這些對判定變形

46、觀測點是否有水平位移尤為重要。 </p><p>　　(3)三邊前方交會交會精度</p><p>　　如圖4-5，三邊交會比雙邊交會的圖形多了一個已知點和一條測距邊，</p><p>　　圖4-5 三邊前方交會</p><p>　　其點位精度依（《測繪通報》介紹）下式計算，即</p><p><b>　　（

47、4-13）</b></p><p>　　從（4-13）式可以看出，測距精度相同時，影響三邊交會點點位精度的仍然是交會角，當γ1=γ2=60°時，待定點的精度最高，在這種情況下，三邊交會比雙邊交會精度要高，而且點位精度在不同的交會角值時較為均勻，當三邊交會的交會角處于不利情況時，其點位精度與雙邊交會的最佳精度接近。在進行水平位移監(jiān)測時，一般采用三邊前方交會進行實際作業(yè)。</p>

48、<p><b>　　4.3 極坐標法</b></p><p>　　過去由于受測距儀器精度的限制，在精密工程測量中較少采用極坐標法，隨著高精度測距儀、全站儀的迅速普及，在控制網加密和精密工程測量與測設中，經常使用極坐標方法測定變形點的坐標。在眾多的定位與測設方法（前方、側方、后方以及距離交會）中，極坐標法最為簡便，它具有測量方法靈活、通視要求低、測量精度不受交會圖形影響、工效高等特

49、點，因此在測量中被普遍采用，文獻[1]中討論了極坐標嚴密精度評定公式。</p><p>　　4.3.1 單測站極坐標精密定位點點位精度評定公式</p><p>　　如圖4-6所示，利用兩個基準點Ａ和Ｂ，運用極坐標方法測定某一待定點其Ｐ的平面坐標Ｐ（xp,yp）。由測站Ａ測量的角度α1和平距S1的中誤差分別為mα1和ms1，只考慮極坐標法測量誤差時，Ｐ點坐標精度評定公式分為[3]：<

50、/p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　控制點點位誤差對極坐標定位點定位精度的影響是顯著的，因此，在極坐標定位點位精度全面評定中不考慮原始數(shù)據誤差的影響是不完整的?？刂泣c點位誤差，不僅影響極坐標定位．定位精度的大小，而且還影響待定點點位誤差分布的方向。</p><p>　　4.3.2 雙測站極坐標精密定位點精度評定公式

51、</p><p>　　如圖4-7所示，在控制點Ａ和B上分別設站，用極坐標分別測得α1、S1和α2、S2，P點的坐標由Ａ測站和B測站求得的坐標取平均值，若只考慮極坐標法測量誤差時，待定點P的點位精度評定公式為[3]</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　4.4 后方交會法</p><p>

52、　　提到后方交會，測繪工作者們就會想起危險圓，交會點精度低。在實際工作中運用較少，特別是在精密工程測量中更是如此。其實，隨著測距儀及全站儀的精度的不斷提高，后方交會可以分為方向觀測后方交會、測邊后方交會、三點極坐標后方交會。只需在較好的圖形下，后方交會點可以獲得較高的精度。</p><p>　　4.4.1 三方向后方交會的點位精度</p><p>　　圖4-8 三方向后方交會</

53、p><p>　　如圖4-8，A、B、C為已知點，從待定點P觀測了Ａ、Ｂ、C三個方向，以方向為獨立觀測值的三方向后方交會的點位精度估算公式[4]：</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　從上式可以看出，當（δ+γ）=180°時，mp趨于無窮大，這就是后方交會危險圓問題。若采用4方向后方交會，可大大減少危險圓問

54、題。</p><p>　　4.4.2 四方向后方交會的點位精度</p><p>　　四方向后方交會的點位精度與三方向后方交會點位精度公式的推導方法一樣，如圖4-9所示，P點的精度估算公式為[4]：</p><p>　　圖4-9 四方向后方交會</p><p><b>　?。?-17）</b></p>

55、<p>　　只有（δ1+γ1）、（δ2+γ2）、（δ3+γ3）及（δ4+γ4）同時為180度時，mp才趨于無窮大；即A、B、C、D、P五點共圓，事實上，五點共圓要比四點共圓的幾率小得多。</p><p>　　4.4.3 三點極坐標后方交會</p><p>　　圖4-10 三點極坐標后方交會</p><p>　　隨著測距儀和全站儀的測距精度越來越高，原來

56、單純的角度后方交會定點方法為改進為既測距又測角的所謂極坐標后方交會定點方法。極坐標后方交會具有較多的多余觀測量，既可提高點位的精度和可靠性，又可以嚴密確定定位點的平面坐標。三點極坐標后方交會方法，就是利用三個已知的控制點，有架設在待定點上的全站儀向已知點觀測的水平距離和水平角，利用嚴密平差的方法計算出待定點的平面坐標和高程并進行精度估算。這種方法實質上就是原來單純的角度后方交會和距離后方交會的綜合。</p><p&g

57、t;<b>　　5 實際應用</b></p><p>　　在前面幾章里，針對深基坑水平位移觀測幾種常用的水平位移觀測方法進行了闡述，從理論上給出了各種位移觀測方法、點位精度估算公式，對于某一工程，采取哪一種方法或者哪幾種方法來觀測，才能達到較高的精度，應根據具體情況分析判斷，下面從點位精度出發(fā)，選取一種經濟可行的觀測方法。</p><p>　　圖5-1 某基坑變形監(jiān)

58、測點位布置圖</p><p><b>　　5.1 工程概況</b></p><p>　　該基坑位于兩條繁華路段交叉口，挖深8--9米，基坑的形狀不規(guī)則，三面鄰近街道，西面是某賓館的裙樓和一網球場，裙樓高五層，離基坑邊約8米，基坑四周用圍墻圍住，圍墻外面是綜合管溝。只有一個約四米寬的門可以從深圳路進入，而且周圍的路面比基坑頂面低，路邊有很高的綠化樹，這些給通視條件造成

59、影響，施工場地狹小，開挖邊線離圍墻最遠不超過10米，最近的是沿西邊的擋墻垂直下挖。</p><p>　　設計單位給出的水平位移的預警值為坑頂40毫米，變形速率不得大于3毫米/日。有關規(guī)范規(guī)定，基坑水平位移觀測點位誤差不得大于5mm,由于該工程所處位置地質條件為粉質灰?guī)r，一般的，基坑的變形不會很明顯，施工安全數(shù)據采集采用24小時觀測一次的方式進行，直至施工結束。為了更好地反映的變形情況，必須提高變形點觀測的觀測精度

60、，取點位觀測誤差2.0mm。</p><p>　　假如現(xiàn)在只有測角精度為2″、測距精度為2+2ppm的全站儀及相配套棱鏡。針對以上情況和要求，對于選取什么方法來進行水平位移觀測，在下面比較分析。</p><p><b>　　5.2 點的埋設</b></p><p>　　點的埋設分為基準點的埋設和變形觀測點的埋設，基準點埋設在離基坑較遠穩(wěn)固的地

61、方，共埋設3個，在深圳路上埋設S1、S2兩個，在西陵一路一側S3一個。變形觀測點的埋設原則是埋設在變形可能最大的位置，要有一定的密度，盡量能反映基坑在施工過程中的變形規(guī)律，本工程在基坑邊緣共埋設12個水平位移觀測點。由于不能在基準點上直接對變形點進行觀測，必須設立工作基點，工作基點的位置的確定，關系到以后沉降觀測觀測點的精度。所以，對于不同的觀測方法，工作基點與基準點構成的圖形和觀測精度不同。</p><p>　

62、　5.3 點位精度分析比較</p><p>　　該基坑不是矩形和方形，若采用視準線法進行觀測，就必須埋多個工作基點，由于場地的限制，埋設較多的工作基點會有困難，若埋設在遠的或者是附近高樓上，會增大觀測的工作量，而卻還增大了觀測中的照準誤差，影響點位觀測精度，本方法不適用此工程。</p><p>　　根據實地條件，在基坑北面與賓館裙樓間一磚房頂上設一工作基點P1，通過它可以與所有的變形觀測

63、點通視，P1點的穩(wěn)定性由S1、S2、S3來檢驗，</p><p>　　圖5-2 觀測示意圖</p><p>　　如圖5-2，設測角中誤差mα=2.5秒，測距中誤差mS=2毫米，用不同觀測方法的觀測P1，其平面精度如下表一： </p><p>　　表一（注：邊角后方交會采用清華Nasew測繪軟件平差計算所得）</p><p>　　從上表可以看

64、出，不考慮基準點誤差的影響，在相同的設備儀器、觀測精度和相同的點位圖形下，方向前方交會、雙點極坐標、后方交會等測得工作基點的點位精度較高。在這個工程中最佳的方案是采用兩方向前方交會法來監(jiān)測。雖然三方向后方交會法的點位精度最高，但運用此方法時，應考慮工作基點與變形監(jiān)測點的最佳點位，且用此法只能測得該站本身的位移量，如每個觀測點都需架設儀器，無疑就大大增加了外業(yè)的工作量。兩方向前方交會法在觀測中，測點布置比較靈活，工作比較簡便，適應這個基坑

65、的觀測條件。采取其它方法時，必須提高測距精度，使用強制對中，否則，工作基點的精度難以保證。變形觀測點觀測方法與基準點的觀測方法基本相同，在此不另作討論。前方交會點的位置最易選在與已知點構成等腰三角形，且交會角r＞90°的位置上，最佳位置則為r=109°，而當r＜90°時則以靠近已知點的位置較好，其交會點精度是可以保證的，而不宜選在與已知點構成等腰三角形的地方，這樣mp會出現(xiàn)極大值。根據選擇的方法優(yōu)化設計水平

66、位移觀測網如圖（5-3）。</p><p>　　圖5-3 平面變形監(jiān)測觀測網示意圖圖</p><p><b>　　6 結論</b></p><p>　　基坑邊坡水平位移觀測的方法很多，采取何種方法，考慮精度問題的同時，還要考慮經濟指標和工作效率，根據不同的情況綜合考慮。只要注意一些不利因素，采取最適合的觀測方法，可以獲得滿意的觀測結果。&

67、lt;/p><p>　　通過前面幾章的分析和實例計算，我們在實際運用當中有了理論基礎，就可以靈活運用， 必須注意以下幾點：</p><p>　　1.水平位移觀測精度的選取。要根據實地地質情況和設計要求，確定合適的觀測精度，精度定的太低，不能反映基坑的變形規(guī)律，定的太高，觀測所需儀器和觀測費用太高。</p><p>　　2.點的埋設。前面幾章的討論是基于只考慮觀測誤差時得

68、出的一些結論，也就是說，沒有顧及基準點誤差、對中誤差對觀測點位誤差的影響，所以，基準點一定要埋設在穩(wěn)定的地方，保證在整個觀測過程中穩(wěn)固不被破壞，測站與鏡站盡量用強制對中。 觀測標志應便于照準且保證每次照準的位置唯一。</p><p>　　3.從各種觀測方法的點位精度估算公式不難看出，要獲得高精度的成果，高精度的儀器是必不可少的，特別采用距離交會觀測中，測距精度直接影響觀測點的精度，最好采用測距精度不低于1+1pp

69、m的全站儀。</p><p>　　4.采用前方交會時，盡量使交會圖形接近最佳交會圖形，提高角度的觀測精度，若兩點交會的圖形好，不必采用三點前方交會，相反，若三點交會的圖形不好，還會降低觀測點的精度。</p><p>　　5.交會法中，涉及到測距時，若距離較遠，要進行溫度氣象改正。</p><p>　　6.運用極坐標時，現(xiàn)場條件允許的情況下，盡量采用雙測站極坐標法。&

70、lt;/p><p>　　7.相對來說，前方交會的精度較好，可操作性強，可以優(yōu)先考慮使用。</p><p>　　8.運用后方交會時，應考慮工作基點與基準點的最佳點位，先設計點位，將設計的數(shù)據代入（4-16）式，看是否滿足設計要求，若滿足，方可使用，一般不采用此方法。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>

71、　　在前面章節(jié)，對基坑水平位移觀測方法作了較為詳細的闡述，分析了影響點位精度的諸多因素，并給出了不同觀測方法下點位的精度估算公式，為實際工作提供了理論依據，在多種觀測方法中，可以根據實際需要選取最優(yōu)的觀測方案，保證了觀測成果的精度和可靠性。</p><p>　　以上給出的是只考慮觀測誤差時的精度估算公式，理論上講是不嚴密的，應考慮基準點誤差、對中誤差及其它誤差的影響，在實際運用時應該注意公式的局限性，所以，關于基

72、坑邊坡水平位移觀測方法的分析，有待于進一步深入研究。</p><p><b>　　7、致謝語</b></p><p>　　這篇畢業(yè)論文在指導老師的細心指導下和同學們的共同努力下完成了，使我在完成畢業(yè)論文的時間里受益匪淺。在此，對在寫論文期間給予我指導、幫助的各位老師、同學們表示衷心的感謝。</p><p><b>　　參考文獻<

73、/b></p><p>　　[1] 徐暉、夏良椿、鄧念武。視準線觀測中的若干技術問題。大壩觀測與水工測試1997.12</p><p>　　[2] 周西振。前方交會法測定變形監(jiān)測點最佳交會圖形的探討。勘察科學技術。2002年第3期53頁</p><p>　　[3] 劉成龍。極坐標法測量精度評定方法的研究。鐵道學報。1996年6月第18卷第13期</p&g

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