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小角法原理及在基坑水平位移監測中的測量步驟

2018-07-05 基坑變形監測

一般的基坑變形監測中,都會觀測基坑樁頂水平位移,因為水平位移最能反映出基坑目前的狀態情況,基坑內壁是否位移,假如存在裂縫是否變大,是否會很快的發生倒塌的危險,能夠及時的采取應對措施,說明水平位移觀測的重要性不言而喻。對于水平位移觀測我們常用的方法有很多,例如視準線法、極坐標法和導線測量法。觀測數據為平面坐標或水平角和距離。但是今天我們介紹的是水平位移最簡單,最常用的一種方法小角法。

小角法的工作原理

小角法位移監測是測定建筑物監測點沿某基線偏移的位移量,其實質是一種近似計算方法。將測站點到監測點多次測量距離視為相等,將位移量視為弧長,可構造小角圖(圖1)。

小角法原理圖

根據弧長與半徑的幾何關系,可依次推算相鄰觀測期小角增量Δα、Δβ、Δκ所對應的位移偏移量AA1、BB1、CC1,以B點兩次偏移量δ計算為例,如式(1)所示,其中ρ=206265″,D為測站到監測點的水平距離,如果是多次觀測,可視為各次觀測值相同。

δ=Δβ×D/ρ

小角法的測量步驟

目前,小角法測量主要依靠精度比較高的全站儀,我們利用徠卡TS30型全站儀,其測角精度達0.5s,測距精度達0.6mm+D·10-6m,當然這種價格也比較高。

第一步,在A點架設全站儀,進行對中整平,照準D點,測量出AD之間的距離L。

測量距離L

第二步,測量完距離后,對誰D點進行角度歸零設置,然后再對準B點,測量出角BAD并進行記錄下為β。(B點可以選用穩定建筑物上的避雷針等明顯標識,一定是穩定建筑且比較細長的結構,利于我們照準。)

測量角度BAD

第三步,幾天之后,D點位移到E點,重復一二的步驟,測量出角度BAE并進行記錄。

測量角度BAE

第四步,將兩次的角度進行就求差得到Δβ,那么水平位移的距離為δ=Δβ×L/ρ。

一般情況下,基坑變形水平位移偏向基坑內側為正數,偏向外側為負數。在編輯報告的時候,最好有相關的文字說明。全站儀小角法水平位移監測具有施測簡單,易于可視化分析的優點。同時在最不利條件下對位移誤差進行保守計算,結果表明,水平位移精度達到三等監測要求。

 

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