变形监测论文

变形监测论文（通用8篇）

篇1：变形监测论文

开题报告的基本写法

开题报告的基本内容及其顺序：论文的目的与意义；国内外研究概况；论文拟研究解决的主要问题；论文拟撰写的主要内容（提纲）；论文计划进度；其它。

其中的核心内容是“论文拟研究解决的主要问题”。在撰写时可以先写这一部分，以此为基础撰写其他部分。具体要求如下：

1．论文拟研究解决的问题

明确提出论文所要解决的具体学术问题，也就是论文拟定的创新点。

明确指出国内外文献就这一问题已经提出的观点、结论、解决方法、阶段性成果、„„。评述上述文献研究成果的不足。

提出你的论文准备论证的观点或解决方法，简述初步理由。

你的观点或方法正是需要通过论文研究撰写所要论证的核心内容，提出和论证它是论文的目的和任务，因而并不是定论，研究中可能推翻，也可能得不出结果。开题报告的目的就是要请专家帮助判断你所提出的问题是否值得研究，你准备论证的观点方法是否能够研究出来。一般提出3或4个问题，可以是一个大问题下的几个子问题，也可以是几个并行的相关问题。

2．国内外研究现状

只简单评述与论文拟研究解决的问题密切相关的前沿文献，其他相关文献评述则在文献综述中评述。基于“论文拟研究解决的问题”提出，允许有部分内容重复。

3．论文研究的目的与意义

简介论文所研究问题的基本概念和背景。

简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题。

简单阐述如果解决上述问题在学术上的推进或作用。

基于“论文拟研究解决的问题”提出，允许有所重复。

4．论文研究主要内容

初步提出整个论文的写作大纲或内容结构。由此更能理解“论文拟研究解决的问题”不同于论文主要内容，而是论文的目的与核心。

注意：以上四点，是建议写作者撰写开题报告的写作顺利，而不是提交的开题报告的顺序。正式的开题报告各部分内容的排列顺序在第一段中已经给出，请参考。

工程测量毕业论文开题报告

——小高层建筑物沉降观测技术设计与实施

一.课题研究（设计）目的，其理论与实际意义，国内外的动态和发展趋势：

目的和意义：

设计书是环岛安置工程沉降观测的技术依据之一，同时也可作为同类项目的参考资料。通过本设计书撰写，基本掌握测绘项目技术设计的方法与要求，同时进一步熟悉沉降观测的组织与实施，更好地理论联系实际。沉降观测是确保大中型建筑物安全运营的手段之一，通过本项目的设计与实施能更好的保证生命财产安全。

发展趋势：

城市的小高层、中高层楼房日俱增多，楼房塌陷也伴随着增多，存在严重危害性，人民群众心里也出现了恐慌现象，这给楼房的质量提出了更高的要求，其中沉降观测是建筑物质量控制中的重要环节，也是表达楼房质量最直观的数据之一。目前沉降观测，施工队一般仅能用DS3观测，而专业测量队常按二等精度组织实施，且存在数字水准仪逐渐取代光学水准仪的趋势。

二.课题研究（设计）的内容（论文基本框架）：

小高层建筑物沉降观测技术设计与实施

1项目概况

2作业依据

3设计方案

3.1基准点的建立

3.2工作基准点的建立

3.3沉降点的布设及基本要求

3.4沉降观测精度要求

3.5 沉降观测水准路线的布设

3.6水准路线的外业观测

3.7 数据处理

3.8 观测期限与观测周期

3.9 观测中的注意事项

4提供成果资料

5成果分析

附表和附图

致谢

三.课题研究（设计）的主要研究方法、技术路线：

（1）收集并参考相似工程的设计书和技术总结资料；

（2）收集并参考相似工程的论文资料；

（3）测区资料的收集整理；

（4）编写项目技术设计方案；

（5）参加测区的踏勘、选点及控制网布设和观测；

（6）直接参加各期沉降观测工作，加强实践环节；

（7）参与内业平差计算、成果分析及资料整理；

（8）参加检查验收。

四.完成课题研究（设计）的条件和进度、具体安排及预期结果等：

设计条件：乐清市北白象镇东才村坐落在白象大道与象南路交叉口，其环岛安置工程主体建筑14层高约为42m，属小高层民用建筑，地基的土质类型为砂土，钢筋混凝土桩。该工程于2005年9月开工建设，工期为6个月，2006年1月已完成基础施工。为了解该建筑的沉降情况，确保后期施工安全，2006年1月北白象镇委托测绘队对该建筑进行沉降观测。

安排：2006年1月协同有关人员到实地踏勘，查找附近原有的高程控制点。

2006年2月编制技术方案

2006年3月－4月沉降观测

2006年5月成果分析和技术总结。

预期结果：根据技术要求以及实地情况，编制技术设计书并完成相应测量工作。

五.主要参考文献：

【1】顾孝烈等.第2版测量学.上海：同济大学出版社，1999

【2】陈龙飞等.工程测量学.上海：同济大学出版社，1990

【3】孔祥元等.第2版控制测量学.武汉：武汉大学出版社，2002

【4】徐绍铨等.修订版GPS测量原理及应用.武汉：武汉大学出版社，2003

【5】SL197—97，工程测量规范[S]

【6】GB12898—97，国家二等水准测量规范[S]

【7】JGJ/78-97，建筑变形测量规程[S]

工程测量毕业论文开题报告

－－数字化测图及提高工效的方法与途径

1.课题研究（设计）目的，其理论与实际意义，国内外的动态和发展趋势：

课题设计是对大学三年所学知识的一次总结，特别是地形测量、小区域控制测量及施工放样等方面。利用实习的机会，进一步加强对cass软件、全站仪、RTK在地形测量应用能力，实现理论与实践的良好结合。

目前各级地方政府中的城市建设管理部门中均设有专业的测量队伍，其主要工作即是为城市规划和区域经济发展服务，测量工作在其中起着至关重要的位置。如何更好地为地方经济建设服务，是测量队的基本工作职责，而如何提高测量工作的水平，是各个测量队要追求的目标之一。

本课题拟从数字化地形测量工作入手，总结并探讨测量工作的基本内容和方法，以提高测量工作的效率和水平。

2.课题研究（设计）的内容（论文基本框架）：

题目：数字化测图及提高工效的方法与途径

摘要

关键词

1数字化测图概述数字化测图与传统平板测图相比的优势

3数字化测图的基本方法

3.1 控制测量

3.2碎部测量

4如何提高数字化测图的工作效率

4.1外业工作中应注意的问题

4.2内业工作中应注意的问题

5地形测量的精度讨论

结语

3.课题研究（设计）的主要研究方法、技术路线：

（1）资料收集

（2）编写技术方案

（3）实地测量体会

（4）理论与实际相结合4.完成课题研究（设计）的条件和进度、具体安排及预期结果等：

（1）完成论文的条件：实习单位的工作性质与本论文的内容有直接的相关性，有相关的各种地形测量规范；实习的内容与论文有直接的相关性，通过实习能熟知数字化地形测量中各种测量及内业的处理过程.（2）进度：2005年底前主要收集资料和学习相关规范、专著等，2006年2月底前完成选题和撰写提纲，3月份完成第一稿，4月份完成第二稿，5月份返校前基本完稿，返校后再修改。

（3）安排：先复习相关教材，如测量学、地籍与房产测量、控制测量、工程测量；熟悉数字地形测量基本原理与测量方法，同时收集数字地形测量的技术标准，并掌握其测量的注意要点.（4）预期结果：根据本开题报告及测量技术设计要求、测量技术规范，以及实地测量情况，撰写论文。争取论文的成绩达到良好以上。

5.主要参考文献：

1、GB/T 18315-2001,数字地形图系列和基本要求[S]

2、《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》GB/T7929-1995 》CJJ73-973、《测量学》，顾孝烈、鲍峰、程效军主编同济大学出版社，19994、控制测量学

5、工程测量学

6、网络资源

《摄影测量学》，张剑清等，武汉大学出版社，2003年。

地理信息系统原理与应用》，郭达志主编，中国矿业大学出版社，2002年。

篇2：变形监测论文

在地表形变监测中的应用探讨

摘 要:利用InSAR技术监测地表形变,是目前国际上遥感领域发展较前沿的研究课题,而PS InSAR技术是InSAR技术的改进和提高。分析了制约InSAR技术监测地表形变的因素,介绍了PS InSAR的基本原理和数据处理的关键技术,结合国内外PS InSAR的应用现状展望了发展前景。关键词:PS InSAR;地表形变;监测 1 引 言

利用星载雷达进行差分干涉测量(InSAR)来监测地面地表形变,是目前国际上遥感领域发展较前沿的研究课题。它可以监测地球表面厘米级甚至毫米级的形变[1],如地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等。但雷达干涉测量技术受到多种条件的制约,例如基线几何去相关导致很多图像不能用于干涉测量、大气折射使得很多干涉图受到影响,有时,这些误差会严重污染形变信息,使得形变监测变得困难和不准确。意大利人Ferretti在研究同一地区的多幅干涉图时发现,在城市和岩石裸露的干燥地区存在大量稳定且亮度很高的反射 点,称为永久散射体(Permanent Scatterers,PS),由于这些反射点(一般而言小于一个像元)保持着良好的相位信息和幅度信息,可以通过监测这些离散点相位的变化来获取形变信息,这种方法很好地克服了时间去相干和大气信号对地表形变提取的影响[2]。本文分析了InSAR技术监测地表形变存在的问题,介绍了PS方法的基本原理和数据处理的关键技术,通过对国内外试验研究分析,证明即使周围地区的相关性不好,甚至生成单个干涉图时没有明显条纹,在PS上也能得到可靠的的数字高程模型,并监测毫米级的地表形变。2 InSAR技术监测地表形变存在的问题

InSAR技术的核心是利用相位观测值获取目标的几何特征及变化信息。干涉纹图中任一像元的相位表示的是雷达与该像元间距离的变化和该目标的散射相位变化之和。若两次观测期间散射相位保持稳定,则干涉相位反映的是两次观测期间目标与雷达间距离的变化,其中包含地形信息,地表形变以及大气活动引起的相位延迟。因此,可以根据各分量对干涉相位“贡献”的大小,分别解算出地形信息、两次观测期间目标沿雷达视线方向的变化量以及大气延迟量等[3]。由于干

涉相位对微小形变极其敏感,毫米级的形变在干涉相位中都会有所反映。因而,利用重复轨道观测获取的干涉相位,通过差分处理去除两次观测相位中的共有量(平地效应、地形相位和大气延迟等),可以得到形变相位,进而反算形变量。这就是差分干涉测量(D-InSAR)监测地表形变的基本原理[4]。制约InSAR技术监测地表形变的因素主要来自两个方面。2.1失相干

InSAR测量是根据干涉相位进行的,即由相位差求解变化量。对于干涉处理而言,一个重要的前提是存在相干性,即两景影像信号的相似性或相关性。准确获取干涉相位需满足相干条件失相干条件下难以获取真实的干涉相位。失相干可以分为3类[5],即:(1)空间失相干;(2)时间失相干;(3)目标的非相干移动。雷达两次观测同一目标时空间基线过长,则雷达观测视线张角增大,引起雷达回波信号数据谱和目标谱的偏移,当偏移量达到一定程度时,则完全失相干,这时的空间基线称为临界基线。受临界基线的限制,只有部分垂直基线小于临界基线的干涉像对才可以进行干涉处理。与空间失相干相比,时间失相干主要是由于重复观测期间目标散射特性变化,使得两次观测获取同一区域内信号不相干,如同一观测区域内地物类型的变化,植被生长因素影响等。雷达目标的非相干移动是指由于目标变化强度过大而空间范围较小,产生的相位梯度过大,超过了干涉相位的临界梯度。2.2大气延迟

受两次观测时刻大气波动影响,特别是对流层湿度和温度的变化,产生不同的相位延迟,在相位图上表现出延迟量的非均一性。对于大尺度微小形变监测而言,这种非均一的相位延迟量作为误差引入到形变相位中,影响了InSAR测量的精度。大气的成份随时间和空间的变化而变化,其变化特征在时间域呈高频,在空间域则相对较低。

分析上述两个问题可知:准确获取形变相位需要解决两个主要问题,即:(1)低相干性条件下相位解缠;(2)差分相位中形变相位与大气延迟相位的分离。前者在于利用少量相干目标的干涉相位来恢复真实相位,需要解决的是离散目标的相位解缠,以此反演地表变化,而后者则是研究从干涉相位或者差分相位中抑制或者分离出大气延迟相位,以提高待解算量。PS InSAR技术的基本原理

PS技术的核心思想是对永久散射体干涉相位进行时间序列分析,根据各相位分量的时空特征,估算大气波动,数字高程模型(Digital Elevation Mod-el,简称DEM)误差以及噪声等[6],将其从差分干涉相位中逐个分离,最终获取每个PS的线性和非线性形变速率、大气延迟(Atmosphere PhaseScreen)以及DEM误差。经PS方法处理,获取的年度形变率的精度可以达到毫米级[7]。该方法是基于大量的合成孔径雷达(SAR)数据(一般大于20甚至30景),从中筛选出具有稳定散射特性的相干点目标,构成离散点观测网络(较之常规的变形监测网密度更高),通过分析PS点目标相位变化获取地表形变状况。由于将永久散射体作为观测对象,降低了空间基线对相干性的影响,即使在临界基线的条件下,仍然可以通过分析PS差分干涉相位的变化反演形变信息。但该方法往往需要反映地表形变特征的先验模型,如线性形变速率模型。另外,为了提高散射体高程的估算精度,并进行大气校正,需要大量的SAR数据进行统计分析。

PS技术一般采用的线性形变模型提取点目标对应的形变量,如测量长时间下保持稳定移动速率的地表移动的现象。该方法的优点是能一次性地获取中尺度(约2000km2)范围内的地表形变信息。由于非线性形变可以用线性形变模型来模拟,因而一些非线性形变也可以通过线性形变测量得到。若观测对象表现出明显的非线性特征,并且形变量变化大,则在PS点目标覆盖的范围内出现了不连续的区域,产生不连续(空间和时间上的)的原因是由于形变本身超出了所采用的模型的边界条件。这种情况下,若利用基于线性模型估算的形变速率来反演一定时间内的形变量,则必将与实际情况相差较大。可以通过两种方法来弥补线性模型模拟非线性形变的不足,一种是采用非线性形变模型,另外一种是将长时间间隔分解为数个短时间段,利用函数模型模拟各个时间段内的形变量,进而求解非线性量[8]。非线性模拟的处理过程相当复杂,而且非常耗时,限制了其用于大面积的形变测量,但随着处理技术的进步,处理时间将逐步缩小,处理的范围也可以进一步扩大。PS InSAR数据处理的关键技术 4.1 影像配准

影像配准就是计算参考影像到待配准影像的影像坐标映射关系,再利用这个

关系对待配准影像实行坐标变换、影像插值和重采样,影像配准的精度要求达到子像元级[9],通常分粗配准和精配准两个阶段进行配准。如果在SAR图像中均匀地布设了一些角反射器,那么我们就可以用角反射器的精确位置来进行图像的配准和重采样。4.2 生成干涉图

给定要进行PS处理的N+1幅SAR图像,选择其中一个作为主图像,其余的作为从图像。主图像的选择主要考虑到空间基线、时间间隔、季节以及图象质量等因素;如果分析的结果表明主图像的相位受大气影响很大,则应该选取其他图像作为主图像。选定了一幅主图像和其他N幅从图像,就可以生成N幅干涉图,同时获得相干图以及重采样后的从图像等。在生成干涉图的同时,还应该去掉平地效应引起的相位。4.3 PS点的选取

PS点的选择对于地壳形变计算至关重要,一方面,PS点应该具有很高的稳定性,另一方面,探测PS点的概率应当尽可能的高,以至于大部分PS点可以有效地挑选出来。通常用设定相关阈值来判断PS点,如果某一目标的相关值始终大于某一给定的阈值,我们就认为它是一个P点。但是由于干涉图的基线偏差以及DEM误差,使得有的相关图无法判断PS点。如果DEM引起的相位变化以及目标运动引起的相位变化没有得到消除的话,相关值大小往往会被低估,因此有必要采用200~300m范围内的基线作为PS方法选取干涉影像的标准。4.4 地形相位去除

在生成干涉图的同时,我们已经去除了平地相位。为了分离出形变相位,还要通过外部DEM或者干涉生成的DEM来去除地形相位。4.5 获取形变信息

在去掉平地相位和地形相位之后,剩余的相位成份包括形变相位、大气相位(APS)、由DEM误差引起的地形误差相位、噪声相位等。有N幅干涉图,对每一个PS点也就有N个等式,假定一个相位变化模型(比如,线性模型)和大气模型,对这些等式进行联立运算,得到最优的形变速率、DEM误差和大气相位项APS。对经过APS修正的干涉图再次进行运算,就可以得到大气校正后的形变值。5 PS InSAR技术在地表形变监测中的应用实例

2001年,Ferretti等人首次将PS InSAR技术应用于监测意大利著名的Ancona大滑坡[9],该地区受到时间去相关的严重影响,用传统的InSAR技术效果甚微。这个城市收集到的所有34幅欧洲遥感卫星(ERS)雷达图像全部被利用,时间跨越超过5年,最大垂直基线超过1600m。结果表明,在PS点被确认的地方, DEM精度大大提高了,达到0.5m,而且,地表形变速度场也与地面真实情况相符[10]。

接着在Pomona沉降的研究中,Ferretti将PS技术与传统InSAR进行比较[11],表明PS技术在监测形变中有明显的优势,而且即使是最好的差分干涉情况(比如,很小的垂直基线),应用PS技术也能极大提高成果质量。之后,Colesanti等人又将PS方法与GPS、几何水准测量方法进行了比较[12],证明PS的结果是可信的,尤其适合大面积低成本的监测,协调使用这三种技术能更好地改善地面形变测量的质量和可靠度。

国内许多应用研究部门对此表现出浓厚兴趣。由中国科技部、欧空局等单位合作的“龙计划”,在三峡库区安装了角反射器,用于监测三峡地区泥石流、滑坡等地质灾害[13];中国地震局地壳应力研究所张景发、英国伦敦大学学院Peter等研究人员在西藏当雄活动断裂带区域安装了角反射器,用于监测地壳运动形变。虽然一时还无法得到最终结果,但该方法已显示出强大的生命力[14]。6 结论与展望

PS InSAR技术是雷达遥感发展的又一个新阶段,它充分发挥InSAR测量的优势,并对其所存在的失相关、大气影响、基线估计等问题进行了很好的解决,利用那些经历长时间间隔仍保持高相干性的单个像元的相位信息,将研究区所有可能得到的SAR影像充分利用起来,避免数据在时间上存在空隙,不仅可以监测毫米级地形形变,而且达到对整个区域面的连续监测,为精确研究地表形变提供了强有力的工具。但PS方法是基于统计学原理,其应用建立在海量SAR数据(大于20)之上,并且对数据的要求较高,这使得该方法的应用面和实时性有所局限。但是随着SAR数据的不断增加和更多的SAR卫星上天,数据资源越来越丰富,空间分辨率和重访周期也不断提高,PS InSAR的应用有望更加实用化。特别是人工角反射器的安装和利用,既可作为影像配准的控制点,又能提供高度可靠的相位信息,将会进一步提高PS InSAR技术的可行性和可靠性。

参考文献

篇3：基坑变形监测

伴随着社会的进步与发展, 建筑工程面对的困难挑战也越来越多, 特别是容易被人所忽视的基坑变形问题, 更是频频成为危害建筑工程安全的主要潜在杀手。为了确保建筑工程安全稳定地进行, 对于基坑变形问题的研究, 尤其是基坑变形监测问题更成为建筑工程研究工作者争相研究的课题。

1基坑变形监测相关基本内容

1.1 编制基坑变形监测方案的基本原则

由于基坑变形的监测基本方案中需要明确基坑变形在监测过程中的工作预期目标、预备监测技术步骤方法、监测基本工作、按期需要执行的计划还有成本估算等相关内容, 因此, 在方案编制过程中必须完全掌握有关于建筑工程地质情况和建筑附近基本环境情况。这不仅仅要囊括建筑工程地下管线路情况以及建筑工程所在区域地表建筑实体各自安置状态, 还要深入调查研究工程所在区域主要建筑物建造的基本桩基情况以及楼体内置地下室等基本情况。与此同时, 还要做好关联建筑工程建设主要企业、进行动工的企业、工程监督管理企事业、建筑内外观以及管道线路设计企业及建筑构件管道线路监督监察主管部门单位等企事业单位的沟通协商工作。

1.2 编制基坑变形监测的基本步骤

1) 多方查找收集并掌握建筑工程构建地的地质结构状况以及建筑场地周边基本环境状况。

2) 实施建筑环境现场实地考勘。对于施工场地地下管线情况, 基本情况的围护对应结构状况以及周边建筑物建造状况等基本信息囊括并汇总。

3) 根据考察指定预定与备用监测方案, 之后经由建筑工程建设方研究讨论, 一致通过后才可以正式上报, 由建筑区域市政道路相关建筑构件监察单位组织水电气等监督管理主管部门审查批准后成为正式建筑施工计划书进行施工。

4) 允许方案在原则方针不变的基础上进行适当范围内的合理调整, 但是需要注意的是经过调整的施工方案原定的埋设元件类型与个数以及审批通过后设定的测试频率与方案实施报表数目必须完全按正式方案进行监测。

1.3 基本内容

虽然每个建筑工程在具体监测重点规范问题上都有不用点, 但是基本方案内容限定的范围基本不变, 主要表现在以下内容。

1) 建筑工程基本地质环境概况;

2) 工程监测的主要目的;

3) 编制科学合理的监测内容;

4) 明确可实施的监测技术方法;

5) 分析合理的施测位置确立测点;

6) 编制合理范围内的监测周期、合理范围内的预警值及安全保障报警机制;

7) 绘制并提交工程监测报表以及总结报告。

2确立基坑变形监测的方法程序

为了更好地进行工程基坑变形监测方案的编制, 不仅需要保障工程基坑的质量安全问题, 还要合理地对工程基坑周边环境实施科学有效的合理化保护, 保证监测的检验设计过程中所使用到的假定数据、参数等的正确以便为工程计划改善、建筑工程全面增进等提供保障。

3常见基坑变形检测技术

3.1 监测工程基坑围护基本构造中水平位移情况

通常我们可以选择测小角法进行观测, 具体就是基坑角度按照距离为1/5 000的精度进行观测测量一测回, 其实就是使用精度较高的精密经纬装置仪器或者全站仪进行基坑基准线与置镜点距离基坑观测点视线中间夹的角度αi (参照图1所示) , 之后按照以下公式进行偏移值 (li) 的计算:

li =αi.Si/ρ (其中, Si为基坑变形的A端点到基坑变形情况观测点Pi的距离, 参数ρ为206 265)

3.2 监测基坑变形沉降大小

需要按照二级变形对一定等级标准的基坑沉降大小和所施工的建筑工程周边设施沉降大小进行测量 (见图2) 。

3.3 测量建筑工程地下水位情况

按照简单常规的方法, 通常我们都是依据四等水准, 在基坑附近事先安排一定数量的地下水位情况测量井, 之后选择购置水准仪实现建筑工程地下水位观测。

3.4 监测测斜即桩身水平位移情况

通常监测建筑工程基坑变形的支护结构水平位移情况是通过深层水平位移监测来实现支护桩以及建筑土体的变形情况。如果测量显示无外负荷情况下支护结构还发生了急剧增大的位移变动就证明此刻建筑工程的土体已经或即将受到轻微破坏。具体我们可以选择测斜甚至采取在建筑基坑桩身不一样标高的位置安置监测位移情况的目测监视点, 但要注意这个监测要同时伴随着建筑施建基坑支护结构上部顶端的冠梁位移情况监测。

3.5 监测建筑工程支撑轴力情况

为了进行建筑工程支撑轴力情况监测, 我们可以把受环境影响小、抗干扰性能强、使用年限较长的钢弦式钢筋应力计利用工具焊接在钢支撑梁的上面, 以实现远距离的频率仪监测钢筋应力计频率变化情况监测, 然后通过计算换算成可以直接使用的钢筋应力数据。

3.6 监测建筑工程锚杆应力情况

由于有被测载荷施用于锚索测力计上, 将引起弹性圆筒的变形并传递给振弦, 转变成振弦应力的变化, 从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振钢弦并测量其振动频率, 频率信号经电缆传输至JTM-V10B型振弦式度数仪上, 即可测读出频率值, 从而计算出作用在锚索测力计的载荷值。

4提高检测精度的要点及应急监测的措施

为了更好地进行工程基坑变形监测工作, 除了上述步骤与基本内容以及技术外, 还要注意提高检测精度的技术注意要点以及应急监测的基本内容。

4.1 监测精度及所采取的技术措施

沉降观测及水位观测采用DINI12电子水准仪, 水平位移观测采用2秒级全站仪。

4.1.1 监测精度

水平位移和沉降观测监测精度按《建筑变形测量规程》 (JGJ 8-2007) 二级变形测量等级要求执行, 其精度要求为:

1) 沉降观测。

(1) 水准测量测站观测高差中误差M0=±0.5 mm。

(2) 水准闭合路线, 闭合差fw=±1.0undefined (n为测站数) 。

2) 水平位移观测。

(1) 水平位移观测观测坐标中误差为±3.0 mm。

(2) 测角中误差为±2.0″。

(3) 距离量测精度为1/5 000。

4.1.2 技术措施

1) 为了确保各项监测项目的精度, 投产的仪器必须按规定内容检查标定其主要技术指标, 仪器检查合格后方能使用, 并做记录归档。遇特殊情况 (如受震、受损) 随时检查、标定。不合格仪器坚决不能投入使用。

2) 水准测量采用闭合环或往返闭合观测方法。

3) 观测数据不能随意涂改。

4) 各监测项目变形量或测量值接近报警值时, 及时报警, 并提醒业主及有关单位注意。

4.2 基坑变形应急监测办法

由于夏季多雨、天气干燥等原因带来的突发情况, 需要施工人员采取一定应急性突发事件的监测办法来应对。

1) 夏天:

由于夏天雨水较多, 这就要求我们在施工过程中加强对建筑工程围护安全问题的定时考察与监测, 甚至可以选择在建筑工程的土方上面挖取设立一些坡面边坡监测位移的观测点。

2) 工程围护结构的渗漏问题:

对于建筑工程围护结构发生渗漏的问题, 我们可以通过提高监测工程坑外地下水位的同时, 还应加强对工程渗漏处理后围护部位的安全审查与监测。

3) 工程施建处地面开裂:

由于工程强度以及地变干裂等原因引起的开裂问题, 我们可以定期检测裂缝部位沉降程度,

以及加强对地表开裂后裂缝周边处理后围护位置的安全监察与监测。

4) 工程监测后信息数据出现频频报警:

提高对工程数据监测的频率, 当发生问题后及时报告给相关组织机构进行应急处理。

参考文献

[1]高永刚.深基坑工程的变形监测[J].四川建材, 2012 (3) :83-84.

[2]时勇, 程兴, 郝亚飞.反分析法在基坑变形预测中的应用研究[J].公路交通科技:应用技术版, 2012 (12) :251-253.

[3]叶俊.深基坑围护结构连续墙墙体变形监测的方法探讨[J].科技与企业, 2013 (1) :199.

[4]张荣富, 苗志同.深基坑变形和受力监测技术的应用[J].山西建筑, 2013, 39 (3) :53-54.

篇4：变形监测论文

关键字：变形监测技术；桥梁检测；应用

引言

我们的祖国作为发展中的国家，近年来发展的迅猛程度令人惊叹。同时作为人口众多的国家，在发展的同时也伴随着人口压力和交通压力，立交桥的建设为缓解交通压力贡献了应有的力量。桥梁建设事业应运而生，并处于不断发展的阶段。结构复杂的桥梁层出不穷，规模也在不断扩大，这都预示着桥梁施工的发展方向是逐步实现超大化。此时，对桥梁进行的变形监测就是必不可少的。

从概念上来说，变形监测就是测量，用以精确定位被检测的对象或者物体的空间位置，或者研究其内部形态随时间所发生的变化特征，对于建筑物和工程建设施工有相当重要的意义。它是实现对建筑物安全状态的分析和评价、对设计参数进行分析和评价、对设计和现场施工质量的反馈、對变形规律的掌握和做出预报变形的重要方法。桥梁变形监测的主要工作是监测桥梁的整体性能，充分利用工程测量知识、掌握先进的测量技术、使用科学、精度相对较高的测量仪器，定期或不定期对桥梁的垂直和水平两个方向的位移变形进行监测。对于要求较高的桥梁，要利用现场测量所得实时数据，并做出影响线或者影响面，更直观观察桥梁各部位位移的变形状态，分析规律，指导施工，制定科学的桥梁维修措施，不断完善其养护办法。

这片文章以对广深高速公路桥梁监测所得实际的有效数据为例，介绍变形监测技术在桥梁监测中的应用。有效结合变形监测数据和工程实际，合理处理数据，总结变形规律，为现场施工的安全性提供理论保障和技术支持。

一、桥梁变形监测的理论分析

为确定现场作业方法，要对桥梁进行变形监测，这样可以提高对建筑物或构筑物的实际变形过程或变形趋势分析的精确度，也是检验桥梁设计和施工质量的重要方法。桥梁变形监测不仅包括桥梁沉降监测，还包括对承台水平位移的监测。在工程建设中，地面的沉降是常见的一种地质现象，同时也是不可避免的，它是一种环境地质变化，区域特性较为显著，因此，沉降监测是桥梁监测的重要内容之一。在建设桥梁时，要求技术人员把握桥梁的变形监测以及变形的程度，所以监测在水平方向上承台的位移也是很重要的。

不同的桥梁建筑物或者工程对测量的要求和规范也可能是不同的，这就要求技术人员能够根据工程个体的差异性特点，严格按照规范确定桥梁变形测量的等级和满足要求的精度，确保现场规范和安全作业。

（一）桥面沉降

桥面沉降也就是桥梁垂直方向上位移的变形。桥梁沉降观测的原则包括以下五条，⑴稳定点位基准点、工作基点和观测点；⑵仪器和设备要能平稳固定；⑶同一测量过程尽量稳定测量人员，避免更大的误差；⑷确保观测和环境条件前后一致；（5）对工程中各组成部分进行观测时，要求选择相同的观测路线，固定同一镜位，并运用相同的程序和方法。

桥面沉降监测包括布设沉降观测点，测量网，对跨河桥的沉降监测等多方面的内容。现场施工，大多采用闭合水准路线或附合水准路线的方法，运用高精度水准仪对沉降观测网进行确定。对于桥墩在河中央的跨河桥，就只能采用闭合水准测量这一种方法。测量时，把仪器架设在桥台上，把前后相邻的两个桥台作为测点进行观测，往测结束后进行返测，测量往测时没有测量的点。再通过往测已经侧过的点观测中间联测的部分，作跨河水准测量路线如下图。

图一跨河水准测量路线图

（二）承台水平监测

桥梁水平监测的主要内容是桥梁承台的水平位移监测，是通过观测水平位移基准网和测量水平位移观测点来实现的。在实际监测过程中，对控制网进行的布设和校核需要放在首要位置，它根据基准线条数的不同，在监测时分为两种不同的情况。对于简单的只布设一条基准线的大桥，在建立校核基准线稳定性要求的校核点的基础上，只需要对基准点的距离进行测量。但是如果大桥有多条基准线，除了以上监测过程，还要测量两个相邻基准点之间的距离和角度。利用多次现场操作的经验分析，得出测角误差和测距误差是影响观测精度的主要因素。

二、实施桥梁变形监测的方法分析

（一）工程概况

广深高速公路途径经济发达地区，是国家众多主干道中占有重要地位的一条，它全长约123Km。沿广深高速全线，共有99座桥梁，全长达45.35Km，其中立交桥占约?，长约12.8Km，上跨桥9座，总长1.1Km。可以作为代表性研究对象。

（二）桥梁工程项目监测

对广深高速公路的监测主要是沿着公路方向设置水准控制网和一些必要的水准控制点，对主线上的桥梁实行变形监测，这样做的目的是为了掌握桥梁结构在使用过程中的变形情况，为今后的养路工作打下基础。

（三）观察并测量桥面沉降

1.布设并测量沉降观测点和观测网

对所有需要监测的桥梁布设监测点，对于由于时间的推移或施工操作不当造成的破坏，要根据现场地址条件，适当在桥墩底部增设控制点。一般来说，三等水准采用闭合水准路线或者附合水准路线，按规范精度要求四等。

2.对沉降的监测

在对本工程进行监测测量时采用精度较高的DINI12高精度数字水准仪（±0.3mm/km），仪器必须要使用检定合格的产品，并且在施工使用前要进行严格具体的校正。工程采用闭合或附合水准线，布设时要根据监测点的分布情况埋设工作基点，保证技术人员前后可看到的距离，注意对路线的固定。

nlc202309051145

检查至少三个以上的工作基点是每期观测沉降必不可少的前期工作，检查过程中，发现任何不合格的情况，都要继续检查更多的基点。从而判别本工程基点的合格度，从而制定相关的施工措施。利用测量所得到的高程数据，观察周围的各个沉降点，采用闭合或附合水准路线。要通过对基准点的检测，分析判断，以保证工作基点的可靠性，从而确保观测成果的可靠，并把所有检测资料存档上交。

3.跨河桥监测方法

为了研究变形监测技术在跨河桥桥梁监测中应用，对四座具有代表性的跨河桥进行水平位移基准网观测和水平位移观测点测量等等，这些大桥分别是东洲河大桥、川搓大桥、赤窑大桥、道窑大桥。下图是川搓大桥的监测点位置分布图。

图二川搓大桥监测点位置布置图

（三）承台水平监测

对跨河桥进行承台水平位移观测时，采用满足精度要求的TCA2003全站仪，测距精度为1mm+1ppm，测角精度要精确到秒。墩的埋设要求平面位移观测的精度为二等，但是我们原来布设的控制网并没有采取强制队中装置，所以要墩的埋设进行单独观测。本工程在测量各个观测点和基线之间的夹角时采用方向观测方法，同样采用此方法去观测基准点相对观测点之间的斜距。利用测量得到的数据计算监测点的坐标，再同之前的数据进行比较，选用比较精准的那组数据。采用具有自动瞄准功能的TCA2003进行观察，通过在监测点上安装棱镜的方法，可以在测量开始后实现自动锁定棱镜中心，不间断得进行观测，很有效得消除了人为因素和车辆通行时引起桥梁震动所造成的誤差，保证测量数据的精确性。

（四）监测数据处理

1.对监测数据进行的检核

影响变形监测内部及外部因素有很多，监测所得数据必然存在一定程度的误差，包括：粗略测量引起的误差（这类误差需要尽力避免），系统误差（可通过使用精度更高的仪器或优化观测程序和方法减小误差，但此类误差不可避免），偶然误差。为了提高测量的精确度，要尽可能得消除较为明显的误差，尽可能提高监测精度，只有这样才能将观测误差对变形分析造成的影响降到最低。在对监测数据进行检核时，可以根据场地种类的不同分别采用野外监测和室内监测。由于场地因素的随时间在不断变化，要求当天就对当日测得的数据进行整理。

2.分析监测所得数据

在对桥梁变形进行监测和分析时，最主要的两方面内容是对于桥梁空间特性的掌握，并研究分析其动态变化。选定目标桥梁的代表性桥墩或承台特征点，对他们按时进行定期的反复检查，对监测所得数据进行分析总结，得出被监测点群的沉降、水平位移等在随时间变化时的变化特点，通过多次实验多的众多数据中，选择以组代表性数据，该组数据要能很好反应数据的变化规律，为对下一组数据的预测提供依据，用于对目标建筑物或结构安全状况的评估，评判施工方法的合理性，为工程制定出更加完善的措施，缩小工期，节约成本。

通过以上例子的分析和研究，得出在我国桥梁建设中，大部分桥梁墩柱的稳定性相对良好，其沉降量相对并不明显，不影响桥梁和安全性，也不会缩短桥梁的使用年限，但仍然有个别桥墩发生了一定程度的下沉，但经过多次监测，这些下沉的桥墩并没有出现破坏现象。并且在采取措施进行加固后，并没有再发现沉降。经监测合格。

结语

桥梁监测变形是桥梁运行、管理和后期维护的重要手段，对保证公共交通出行安全具有很重要的意义，保证监测变形的精确度就很重要。虽然监测理论已经基本走向成熟，但对于不同工程出现的突发问题还是应该引起足够的重视，需要技术人员不断努力优化方案，为桥梁安全做出应有的贡献。

参考文献

[1]刘梦微. 基于GPS的桥梁变形监测应用研究[D].东华理工大学，2013.

[2]过家春. GPS技术在桥梁变形监测中的应用研究[D].合肥工业大学，2010.

[3]朱新亮. 一种高速高精度光纤传感技术在桥梁监测中的应用[D].山东大学，2012.

[4]董学智，李胜，李爱民. 变形监测技术在桥梁监测中的应用[J]. 测绘，2012，01：13-15.

[5]赵正林. 有关GPS在桥梁变形监测中的应用[J]. 黑龙江科技信息，2012，13：88.

[6]王红霞. 三维激光扫描技术在桥梁监测中的应用[D].兰州理工大学，2012.

[7]张胜伟. 基于GPS技术的桥梁变形监测研究[D].山东理工大学，2012.

[8]姚平. GPS在桥梁监测中的应用研究[D].同济大学，2008.

篇5：总结 变形监测

通过过去的六周对《变形监测技术及应用》的学习，让我对变形监测有了初步的了解以及更深一层的认识。首先知道了变形、变形体和变形监测等的概念。并且对变形监测所涵盖的范围，对变形监测的对象、内容、目的与意义有了清楚地了解及认识。其次学习到了变形监测两大类的监测方法、变形监测点和变形监测网数据处理的方法与变形监测网的稳定性分析。虽然在变形监测网数据处理的方法与变形监测网的稳定性分析学习的不是很透彻，但是也是有了很深刻印象。同时还了解了一下变形监测技术发展史。

变形监测中主要分为：工程建筑物变形的监测、基坑工程施工监测、边坡工程变形监测、桥梁变形观测。而变形监测的种类也分成了水平位移监测、垂直位移监测、倾斜观测、挠度观测、裂缝观测、摆动和转动观测，以及其具体监（观）测设计和方法等种类。并且通过几次室外的实习，深刻的学习到了什么是垂直位移监测，知道了如何将理论应用到实际中。更加认识到了变形监测的重要性。此外通过对边坡工程变形监测的学习，我学习到了边坡工程监测的目的、监测特点、内容、技术手段、方案审计以及最后的工作施工和监测资料汇总分析。并且通过老师的讲解，也知道到了一些书本上没有提到的注意事项，以及老师在以往的工作时的经验总结。同时也学习到了，一些比较陌生的测绘术语，像基坑工程监测，知道了他的概念，监测意义、方法等。真的是受益匪浅啊！

篇6：变形监测实习总结

班级：测量1102班

形 监 测 实习总 结

第四组 组长：杨震

组员：刘江，纪为栋，任福磊，方子哥，陈斌，程瑜，陈斌，李久民

变形监测测量实习总结

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变体形的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。

变形监测工作的意义主要表现在两个方面：首先是掌握各种工程建筑物的稳定性，为安全运行诊断提供必要的信息，一遍及时发现问题并采取措施；其次是科学上的意义，包括根本的理解变形的机理，提高工程设计的理论，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。

我们本次变形监测共进行两项内容：水平位移监测、垂直位移监测即沉降观测。

《变形监测》是工程测量专业重要的课程内容之一，按照培养目标和教学大纲的要求，我们进行了为期一周的课程实习。旨在通过本

次课程实习来加深对变形监测的基础理论、测量原理及方法的理解和掌握程度，切实提高我们的实践技能，初步掌握位移监测、沉降监测的基本方法，熟练使用作业各工序的仪器设备及作业过程等。测量过程中，大家都能熟练的操作仪器，并针对不同的实习内容的特点、具体情况等采用不同的观测方法及观测顺序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。各阶段的观测，都定时进行，不等漏测和补测。观测中严格遵循“五定”原则，即：通常所说的观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。通过以上措施，在客观上尽量减少了观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使观测沉降量和水平位移量更真实。

实习时间总是短暂而充实的，但通过实习，总能让我们学到新的知识，新的感悟。俗话说，实践是检验真理的惟一标准。在课堂上，我们学了很多理论知识，但是如果我们在实际当中不能灵活运用那就等于没学。实习就是将我们在课堂上学习的理论知识运用到实践中。为期一周的变形监测测量实习结束了，觉得自己学到了很多东西，对变形监测的整体概念有了更多的了解，深入的巩固了理论教学知识，提高了实际操作能力，原先老师在课堂上讲的测量知识也都在实践中得到应用，并发挥了重要作用，通过相互对照，将我的测量知识

篇7：变形监测测量实习总结

姓名：王蕊

学号：2009020640

班级：工测0905

变形监测测量实习总结

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变体形的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。

变形监测工作的意义主要表现在两个方面：首先是掌握各种工程建筑物的稳定性，为安全运行诊断提供必要的信息，一遍及时发现问题并采取措施；其次是科学上的意义，包括根本的理解变形的机理，提高工程设计的理论，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。

我们本次变形监测共进行两项内容：水平位移监测、垂直位移监测即沉降观测。

《变形监测》是工程测量专业重要的课程内容之一，按照培养目标和教学大纲的要求，我们进行了为期一周的课程实习。旨在通过本次课程实习来加深对变形监测的基础理论、测量原理及方法的理解和掌握程度，切实提高我们的实践技能，初步掌握位移监测、沉降监测的基本方法，熟练使用作业各工序的仪器设备及作业过程等。

对于本次实习，老师和同学们都非常的重视，在第一天的实习动

员会上，孙老师就本次实习的意义，实习中的注意事项等方面做了明确的阐述，同时，也就本次实习内容和实习步骤做了详细的说明，并给同学们准备了相关的规范和资料，是同学们能够更好的完成本次实习任务。在其后的实习过程中，同学们实习目的明确、积极主动、不怕吃苦、勇于承担重担，在老师的指导下，顺利的完成了曲线坝和直线坝的位移监测、3号宿舍楼的沉降监测等实习内容。通过本次实习，不仅使我们的理论知识得到巩固、操作能力得到加强，同时也使我们运用所学知识的解决实际问题的能力得到了提高。

由于天气的原因，时间较紧，对于大坝的水平位移监测，我们在曲线和直线坝上各选一个特征点进行监测，曲线坝的工作步骤如下：

1.选择两个控制点A(1000.00,1000.00)B(1000.00,1000.00)，要求坚固稳定并与曲线坝监测点保持通视。（由于作业时间的限制导线控制任务就不用在做）

2.根据规范要求进行测回法测角，观测6个测回

3.利用前方交会原理，由控制点已知坐标推算监测点坐标

4.比较多次观测的数据计算的坐标，计算出位移量

曲线坝变形监测成果表：

监测次数

第一次

第二次

第三次 A 71.2848 71.2845 71.2848 B 51.3143 51.3146 51.3142 C点坐标 1007.361,976.825 方向 0 位移 0 1007.368，976.804 0.0120 0.022 1007.361，976.825 0.0000 0

直线坝可利用测小角法，在坝轴线两端选择两个控制点，控制点

要求满足上述曲线坝控制点要求，在其中一个控制点架设仪器测量监测点和坝轴线之间的夹角及距离，根据这些信息计算出监测点偏离坝轴线的距离，每天观测一次计算出结果进行比较。经观测，大坝位移量极小，非常稳固，可以安心使用。

直线坝监测数据成果：

监测次数

第一次

第二次

第三次 小角度a 1.3618 1.3624 1.3626 距离S 9.430 9.428 9.427 位移变化量（mm）0 0.002 0.003

对于3号宿舍楼的沉降观测，我们选择了楼的一侧的突出的钢筋钉做监测点JA/JB，共三个，及一个已知点BM1-HBM1=70.000构成闭合水准路线，根据老师的要求及规范，我们采用二等水准测量计算监测点的高程，每天一次，最后比较变化量。经观测计算，发现沉降量也非常微小，说明楼房很稳固，可安心使用。

沉降监测数据成果如下：

监测次数

第一次 JA 70.64

第二次 70.64

第三次 70.64

沉降量 0 JB 70.4834 沉降量 0-8 70.4847 13-19 70.4859-2

5测量过程中，大家都能熟练的操作仪器，并针对不同的实习内容的特点、具体情况等采用不同的观测方法及观测顺序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。各阶段的观测，都定时进行，不等漏测和补测。观测中严格遵循“五定”原则，即：通常所说的观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。通过以上措施，在客观上尽量减少了观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使观测沉降量和水平位移量更真实。

实习时间总是短暂而充实的，但通过实习，总能让我们学到新的知识，新的感悟。俗话说，实践是检验真理的惟一标准。在课堂上，我们学了很多理论知识，但是如果我们在实际当中不能灵活运用那就等于没学。实习就是将我们在课堂上学习的理论知识运用到实践中。为期一周的变形监测测量实习结束了，虽然开始感觉气候很恶劣，几乎都拿不出手，天冷的不得了，但看到我们的收获还是很高兴的。觉得自己学到了很多东西，对变形监测的整体概念有了更多的了解，深入的巩固了理论教学知识，提高了实际操作能力，原先老师在课堂上讲的测量知识也都在实践中得到应用，并发挥了重要作用，通过相互对照，将我的测量知识和水平提高了很多，更加注重我们独立工作

篇8：基坑变形监测分析

南京市河西新城快速公交工程1号线车辆基地分为一期、二期修建, 一期为1号线车辆基地, 二期为预留2号线车辆基地;单体建筑形式, 全地下1层、局部2层钢筋混凝土框架结构。一期地下建筑面积41 000 m2, 由车辆段、综合维修中心和物质总库3部分组成。基坑周长约1 340 m, 长边约512 m, 短边约190.5 m, 开挖深度11 m。基坑总面积约为84 000 m2, 其中一期约为49 000 m2。

基坑一期施工采用排桩+斜抛撑支护, 盆式开挖, 先施作基坑中间底板, 形成中心岛, 排桩通过斜抛撑把土体水平侧压力传递给中心岛, 中心岛提供足够反力保证土体稳定。排桩采用φ1 000 mm或φ1 200 mm灌注桩, 斜抛撑采用φ609 mm×16 mm钢管。

基坑右侧条形段采用φ1 000 mm或φ1 600 m双排桩支护, 排距5 m, 为了减小桩顶变形, 被动区用3排双轴搅拌桩加固。双排桩桩顶采用100 cm×100 cm连梁连接。

基坑东面一期、二期交界处采用3级放坡开挖, 放坡坡度1∶2.5。坡面采用C20混凝土喷混, 厚10 cm, 铺设φ6 mm@200 mm×200 mm的钢筋网, 加设长1.5 m的土钉, 间距2 m×2 m。靠近坡脚处采用双轴搅拌桩进行加固, 加固深度4.5 m。

2 地质水文概况

根据勘察结果, 基坑场区覆盖层厚度较大, 为典型的长江漫滩相沉积物。地层自上而下分别为杂填土, 层厚0.30~3.10 m, 土层复杂, 工程性质很差;素填土, 灰黄-灰褐色, 层厚0.30~2.90 m, 层顶埋深0~2.40 m;粉质黏土, 灰黄色, 可塑, 局部硬塑, 层厚0.50~2.50 m, 层顶埋深0.30~2.40 m;粉质黏土, 灰黄色, 软塑, 层厚0.40~1.90 m, 层顶埋深0.60~3.10 m;淤泥质粉质黏土, 灰色, 流塑, 层厚1.10~18.80 m, 层顶埋深1.50~3.60 m;粉土, 灰色, 呈稍密状态, 土层厚1.50~11.50 m, 层顶埋深3.20~20.50 m;粉细沙, 灰色, 呈稍密状态, 层厚1.30~8.30 m, 层顶埋深7.50~11.80 m;粉细沙, 灰色, 呈稍密状态, 土层厚0.45~14.50 m, 层顶埋深9.60~22.50 m。

基坑场区位于长江东岸漫滩上, 场区内水塘、河沟较多, 勘察实测主要河沟、水塘水面标高为5.17~5.65 m (河沟、水塘水深1~2 m, 淤泥厚度0.5~1.0 m) 。

基坑场区地下水主要为潜水和弱承压水, 潜水赋存于人工填土、层淤泥质粉质黏土中, 层杂填土富水性较弱, 透水性较强, 层素填土、层淤泥质粉质黏土饱含地下水, 但给水性差、透水性弱;主要接受大气降水和地表水体入渗补给, 与地表水体水力联系较密切。弱承压水主要赋存于层粉砂及其以下的粉细砂、卵砾石层中, 富水性和透水性较强。

3 监测方案

3.1 监测目的

基坑开挖过程中, 由于受地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他因素的影响, 难以从理论上预测到工程中遇到的问题, 而且理论预测不能全面准确反映工程的各种变化。因此在理论指导下, 有计划地进行现场工程监测十分必要。

(1) 对比监测数据与预测值, 判断上步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求, 控制下步施工工艺和施工进度, 实现信息化施工。

(2) 通过监测, 确保基坑开挖期间周边临时建筑物正常。

(3) 通过监测, 及时调整围护结构、支撑系统的受力均衡, 使基坑开挖过程始终处于安全、可控。

(4) 检验工程勘察资料可靠性, 验证设计理论和设计参数, 判断前步施工是否符合预期要求。

(5) 将现场监测结果反馈设计单位, 根据现场工况, 进一步优化设计方案, 使施工优质安全、经济合理和快捷。

(6) 通过跟踪监测, 使挖土、换撑、拆除等阶段的施工科学有序, 保障基坑施工安全。

3.2 监测原则

(1) 系统性原则。

(2) 可靠性原则。

(3) 与结构设计相结合原则。

(4) 关键部位优先、兼顾全面原则。

(5) 与施工相结合原则。

(6) 科学合理、经济安全原则。

3.3 监测内容

(1) 桩顶水平、竖向位移监测。根据设计文件和规范要求, 在围护桩上端部设置桩顶沉降和水平位移监测点。根据现场实际情况, 将监测点设置在基坑周边的中部和端部, 并在凸角等相对较危险点上设置, 以便保证围护结构安全。桩顶沉降和水平位移监测设置了35个监测点, 间距为40~60 m。竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准法, 水平位移可采用前方交汇法、自由设站法和极坐标法。基坑监测采用了几何水准法和前方交汇法。

(2) 坡顶水平、竖向位移监测。基坑边坡顶部水平位移和沉降监测点沿基坑周边设置, 基坑周边中部、阳角处设置监测点, 间距40~60 m。水平位移和沉降监测的35个监测点设置在靠近围护结构的周边土体上。

(3) 土体深层水平位移监测。监测深层土体侧向位移是为判断土体是否有失稳预兆及现象, 为基坑稳定性评价、预测、预报和防治工程提供依据。在基坑周边坑外土体中埋设30根监测斜管, 孔深20 m。监测斜管应在基坑开挖一周前埋设, 监测斜管连接时应保证上下管的导槽对准顺畅, 接头处应密封处理;埋设时测斜管应保证竖直, 其中一组导槽应与基坑监测方向一致。

(4) 支撑轴力监测。根据设计文件和规范要求, 在承受较大内力的指定支撑端部或中部设置支撑轴力监测点, 设置了12个轴力计, 监测支撑内力变化, 通过数字式监测仪测得读数;在承受较大内力的指定支撑端部或中部设置应变仪, 监测支撑变形, 通过数字式监测仪测得读数。轴力计量程宜为设计值的1.2倍, 并在开挖前读取初始值。

4 有限元模拟

4.1 有限元计算模型

基坑工程面积相对较大, 为了计算简明, 取一个典型断面作为计算模型 (见图1) 。Plaxis有限元软件采用摩尔-库伦模型, 该模型描述了对岩土行为的一阶近似, 常用于对问题的初步分析;对于每个土层, 可估算一个平均刚度常数。由于这个刚度为常数, 计算往往相对较快。为了消除边界条件对模型的影响, 断面深度取基坑深度的2倍, 宽度取基坑宽度的2倍。模型左右两边设置水平位移约束, 底部设置竖向位移约束。断面0~5 m为杂填土, 5~12 m为淤泥质粉质黏土, 以下为淤泥。岩土有限元计算参数见表1。

4.2 有限元计算结果

通过有限元计算分析, 得出基坑水平位移云图、基坑竖向位移云图及支撑轴力图, 得出如下结果:

(1) 基坑底部土方开挖后, 水平位移最大值为40 mm, 出现在桩顶处;围护桩一侧土体产生向基坑内侧变形。

(2) 基坑沉降最大值为-5 mm, 出现在坡顶;坑底隆起最大值为40 mm, 出现在基坑中部。

(3) 支撑轴力最大值为510 k N, 出现在与支座交接处。

5 监测结果分析

5.1 监测情况

坡顶位移29号监测点和桩顶位移23号监测点为典型断面沉降监测点。基坑开挖深度不同时, 坡顶沉降和桩顶沉降见图2和图3, 坡顶水平位移和桩顶水平位移见图4和图5。从图2—图5中可以看出, 坡顶最大沉降为16 mm, 桩顶最大上浮为33.4 m m, 坡顶向基坑最大偏移量为24 mm, 桩顶向基坑最大偏移量为39 mm。土体深层位移最大值为37.67 mm, 出现在冠梁顶部。这些监测数据均在预警值范围内。

5.2 监测结果与计算结果对比

在开挖深度10.5 m时, 24号监测斜管实测结果与有限元计算结果对比见图6。从图6中可以看出, 实测结果与计算结果最大误差4.43 mm, 相对误差为12%。

桩顶上浮实测结果与有限元计算结果对比见图7, 坡顶沉降实测结果与有限元计算结果对比见图8。从图7和图8中可以看出, 基坑开挖深度至7.5 m时, 实测结果与计算结果比较吻合, 随着基坑继续开挖, 设置在基坑附近的基准点出现一定沉降, 导致实测结果大于计算结果。

6 结束语

通过Plaxis有限元软件计算基坑在开挖过程中的变形, 并与现场实测数据进行对比, 表明实测结果与有限元计算结果基本吻合, 变化趋势相同。但在基坑继续开挖过程中, 由于基坑附近的基准点出现一定的沉降量, 坡顶和桩顶的沉降与计算结果误差稍大。目前, 基坑底板全部完成, 上部结构正在施工, 各项监测值均在安全范围内, 表明设计方案与施工工艺合理。

参考文献

[1]GB 50497—2009建筑基坑工程监测技术规范[S].北京:中国计划出版社, 2009.