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小角法原理及在基坑水平位移监测中的测量步骤

2018-07-05 基坑变形监测

一般的基坑变形监测中,都会观测基坑桩顶水平位移,因为水平位移最能反映出基坑目前的状态情况,基坑内壁是否位移,假如存在裂缝是否变大,是否会很快的发生倒塌的危险,能够及时的采取应对措施,说明水平位移观测的重要性不言而喻。对于水平位移观测我们常用的方法有很多,例如视准线法、极坐标法和导线测量法。观测数据为平面坐标或水平角和距离。但是今天我们介绍的是水平位移最简单,最常用的一种方法小角法。

小角法的工作原理

小角法位移监测是测定建筑物监测点沿某基线偏移的位移量,其实质是一种近似计算方法。将测站点到监测点多次测量距离视为相等,将位移量视为弧长,可构造小角图(图1)。

小角法原理图

根据弧长与半径的几何关系,可依次推算相邻观测期小角增量Δα、Δβ、Δκ所对应的位移偏移量AA1、BB1、CC1,以B点两次偏移量δ计算为例,如式(1)所示,其中ρ=206265″,D为测站到监测点的水平距离,如果是多次观测,可视为各次观测值相同。

δ=Δβ×D/ρ

小角法的测量步骤

目前,小角法测量主要依靠精度比较高的全站仪,我们利用徕卡TS30型全站仪,其测角精度达0.5s,测距精度达0.6mm+D·10-6m,当然这种价格也比较高。

第一步,在A点架设全站仪,进行对中整平,照准D点,测量出AD之间的距离L。

测量距离L

第二步,测量完距离后,对谁D点进行角度归零设置,然后再对准B点,测量出角BAD并进行记录下为β。(B点可以选用稳定建筑物上的避雷针等明显标识,一定是稳定建筑且比较细长的结构,利于我们照准。)

测量角度BAD

第三步,几天之后,D点位移到E点,重复一二的步骤,测量出角度BAE并进行记录。

测量角度BAE

第四步,将两次的角度进行就求差得到Δβ,那么水平位移的距离为δ=Δβ×L/ρ。

一般情况下,基坑变形水平位移偏向基坑内侧为正数,偏向外侧为负数。在编辑报告的时候,最好有相关的文字说明。全站仪小角法水平位移监测具有施测简单,易于可视化分析的优点。同时在最不利条件下对位移误差进行保守计算,结果表明,水平位移精度达到三等监测要求。

 

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