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1、深基坑监测方法研究,汇报者：*,目录,1,深基坑监测意义,2,新型监测方法介绍,3,结语,4,参考文献,1 深基坑监测意义,随着经济的飞速发展，高层和大型建筑物越来越多，建筑物基坑开挖的深度和规模也越来越大。为保证深基坑开挖的安全，以及为基坑支护方案的选取提供基础资料，必须对基坑进行变形监测。通过监测随时掌握土体和支护结构的内力变化情况，了解临近建（构）筑物的变形情况，将监测数据与设计预估值进行对比分析，以判断施工方案及参数是否要修改，优化下一步施工参数，为施工进展提供及时的反馈信息，达到信息化施工目的。,2 新型监测方法介绍2.1 基于BIM的基坑多维可视化监测方法,二维可视化基坑设计图纸,
2、三维可视化数字基坑+地形模型,四维可视化形变云图+自动报警,五维可视化三维扫描+三维打印+AR,基于BIM的基坑多维可视化监测方法,2 新型监测方法介绍2.1 基于BIM的基坑多维可视化监测方法,三维可视化 数字化基坑,建立地质模型,建立基坑模型,根据基坑设计图纸进行基坑建模，依次完成地下结构、围护结构、支撑结构、监测点、周边管线等内容。,通过数据资料来生成相应的三角网格面，然后生三棱柱进行剪切、缝合等实体合并运算生成地层模型并被赋予材质和属性，得到最终的三维地质体。,2 新型监测方法介绍2.1 基于BIM的基坑多维可视化监测方法,数据分析,三维模型,四维可视化形变云图+自动报警,自动预警,实
3、现实时及回放基坑监测数据，其优点是智能化、速度快、可视化效果好。,2 新型监测方法介绍2.2 自由设站法与极坐标法相结合,1）布设监测控制网 混合基点网由基准点(参考点)和工作基点组成，若加上监测点，则为扩大的混合基点网。基准点布设在深基坑开挖影响范围外、稳固可靠、不易破坏的地方，专门设计固定棱镜的特殊装置；工作基点采用自由设站方式布设在便于对基准点和监测点进行观测的合适位置，布设遵循点位稳固、便于使用的原则；监测点则是根据变形体结构和形变特征的不同，布设于变形敏感区域。在基准点和监测点上都不设站，只在工作基点上用全站仪或测量机器人做边角观测即可。,2 新型监测方法介绍2.2 自由设站法与极坐
4、标法相结合,2）自由设站法 全站仪架设于工作基点 P，A、B 为基准点。瞄准A、B 方向，测出测站点P到点A、B的方向值 、 和距离大小 、 ，然后全站仪根据相关公式可算出工作基点坐标P，如图所示。,2 新型监测方法介绍2.2 自由设站法与极坐标法相结合,3）极坐标法 A、B 为工作基点，全站仪架设于点 A，瞄准B、P 方向，测出方向角 及距离D，根据点A和B的坐标，直接测算出待测点P的坐标值。,2 新型监测方法介绍2.2 自由设站法和极坐标法相结合,4）变形监测 利用“自由设站法”建立工作基点（即测站点），然后利用“极坐标法”测定所有监测点的平面坐标值，再由不同观测期的坐标变化值得到基坑所有
5、监测点的水平变形。5）周期监测数据处理 将后一周期监测点平差坐标与监测点平差坐标比较（使用软件的叠值分析功能），所得的差值即为该监测点在坐标轴方向的变形量，也可以计算该监测点的水平位移量和沉降量。进一步可制作变形成果表，绘制变形曲线图，还可以绘制每个点变形的二维或三维图。,2 新型监测方法介绍2.3 GPS多天线变形监测系统,整个监控系统包括控制中心、数据通讯、远程GPS数据采集3个部分。 GPS数据采集包括设置在变形区域内的多天线数据采集以及参考站数据采集，前者对变形监测区域内的多个监测点进行监测，后者要求设置在变形区域外的稳定点上。所计算的所有变形监测点的坐标都是相对于该参考站的。 控制中
6、心主要完成对远程GPS数据采集的控制，并根据远程GPS数据进行GPS基线解算、变形分析和报警。 为了直观地显示变形情况，该系统从不同的方位和角度用动态三维变形模块来显示三维变形情况，以便对变形趋势进行局部和整体的分析，达到有效安全的管理效果。,2 新型监测方法介绍2.3 GPS多天线变形监测系统,GPS多天线阵列是在传统的GPS监测技术的基础之上进行优化和改进而提出来的，该方法是利用1台接收机来控制多个天线来实现数据采集的，在采集的过程中，将接收机的一次采集周期分为多个时间片,然后分给每个天线各一个时间段来记录数据，主要是对多个天线进行控制。在基坑周围做一定数量的观测墩，分为两组，每组用1个G
7、PS接收机来进行控制，另外在基准网上设立两个基准站连续的进行数据采集，在每个时间片上均可构成一个大地四边形，然后再进行数据的处理，布网方案如图所示。,2 新型监测方法介绍2.3 多天线GPS技术,多天线GPS监测技术可用于基坑开挖期间桩(墙)顶水平位移监测、建(构)筑物沉降监测等方面，相对于传统水平位移监测方法更具灵活性及可靠性。 GPS随着卫星大地测量技术的发展在变形监测领域的应用越来越广泛，具有传统大地测量方法不可比拟的优点:速度快、全天候、测点间无需通视等。,2 新型监测方法介绍2.4 光纤技术,光纤传感是一种以光为载体，光纤为媒介，感知和传输外界信号(被测量)的新型传感技术，包含对外界
8、信号(被测量)的感知和传输两种功能。外界信号按照其变化规律使光纤中传输的光波的物理特征参量，如强度(功率)、波长、频率、相位和偏振态等发生变化，对光纤中传播的光波实施调制。光纤将受外界信号调制的光波传输到光探测器，将外界信号从光波中提取出来并按需要进行数据处理(解调)来进行检测，测量光参量的变化，即“感知”外界信号的变化。 下面以布里渊光时域反射(BOTDR)分布式传感技术为代表，说明光纤的技术在岩土工程中的应用情况。,2 新型监测方法介绍2.4 光纤技术,埋设测斜管之前,在测斜管的外壁凹槽内并行粘贴两条光纤,其中一条朝向基坑壁一侧,当土体发生位移时产生压应变；另一条为背向基坑壁,当土体发生位
9、移时产生拉应变。土体发生位移时埋入土体中的测斜管随土体同步位移而发生变形,粘贴在测斜管外表面的光纤能够感应到测斜管的变形。 在脉冲光的入射端,通过对接收到的布里渊背向散射光功率的测量,完成光纤上各点的布里渊频移的测量和定位功能；根据布里渊频移与应变的线性关系可以得到测斜管外表面的应变分布。假定管底为不动点,对上述应变分步进行积分运算就可以得到测斜管的变形或挠度,即土体的位移。通过传感光纤将埋设在基坑周围不同位置的测斜管联系在一起,就可以很容易得到基坑周围任意位置的土体水平位移分布情况。,2 新型监测方法介绍2.4 光纤技术,相较于传统的测量仪器应用的视准线法、测小角法以及极坐标法，光纤技术还具
10、有以下不可比拟的优点:1）通常光纤外层都是包裹了保护套、皱纹钢带以及绝缘外套的，光纤芯的基本成分是石英，具有抗电磁干扰及绝缘性强等特点，所以光纤受周围环境的伤害较小；2)光纤信号传播损耗低、频带宽，且光纤本身体积小、重量轻，在实际应用中，运输方便，且能够达到无损埋设；3)光纤传输抗干扰能力强、性能可靠、使用寿命长，且光纤的成本在不断的降低，将会更广泛的应用于工程监测中。,3 结语,采用将自由设站法与极坐标法相结合进行基坑变形监测，测站可以设在基坑周边任意位置，灵活多变，解决了施工环境带来的通视问题，应用于形状复杂且工作空间狭窄的基坑，可以有效提高测量工作效率。 BIM技术被引入到基坑监测，从根
11、本上加快了监测数据分析效率和准确度，实现了施工过程中的基坑监测精细化管理，建立了设计、施工、监理等各方的信息共享、传递和验证机制，使施工现场管理人员能够对潜在的问题作出正确和高效应对。 光纤监测技术能够很高效直观的获得任意一个监测点的成果信息，且实现了连续型动态化监测。在深基坑建设中将光纤技术和多天线GPS技术等新技术应用其中，对于指导工程安全施工以及创建和谐社会具有重大意义。,4 参考文献,1石云轩.基于BIM的基坑多维可视化监测方法探索与实践J.土木建筑工程信息技术.2017,9（2）：55-59.2卢凌燕，卢松耀等.逆作法深基坑施工的变形监测方法研究及其应用J.测绘地理信息,2016,41（3）：20-24.3李爱民.关于深基坑水平位移监测方案的探讨J.测绘学院学报,2000.17（1）：19-21.4胡卫东.极坐标法在深基坑水平位移监测中的应用J.市政公用建设,2017,27（1）：64-65.5吴伟，张力文.地铁深基坑墙顶水平位移监测方法J.山西建筑,2017.43（4）：72-73.6占景辉.自动化全站仪在高层建筑基坑变形监测中的应用J.建材与装饰,2015.7何晖，邹升伟，李栋栋.基坑监测中两种监测手段相结合的应用及精度分析J.甘肃科学学报,2015.27（3）：59-61,73.,感谢聆听！,
