1、全站仪自由设站法监测城区建筑护坡变形的方法研究全站仪自由设站法监测城区建筑护坡变形 的方法研究 张高兴 (龙岩学院 资源工程学院，福建 龙岩364012) 摘 要:在分析了几种建筑物护坡变形监测方法的基础上，阐述了全站仪自由设站法进行变形监测的特点，特别是方向观测方法在观测人员不易到达的高护坡处，其变形监测具有明显的优势，是一种切实可行的方法。 关键词:自由设站;变形监测;方向交会法 一、引言 随着城市建设的飞速发展，特别是大量高层建筑的拔地而起，城区内的高边坡工程项目越来越多，在设计、施工和建筑物运营管理期间必须确保建筑物护坡的安全，防止地质灾害的发生。城区建筑物护坡位移主要表现为水平位移和
2、垂直位移，影响护坡稳定性的因素很多，目前，还没有理论模型可以准确计算其变形量，所以，只有对建筑物护坡进行变形监测，并及时、准确地提供变形监测数据，才能正确地分析边坡的运行状态，从而确保高边坡及其周围建筑物的安全。如今，建筑质监部门要求大多数高边坡附近的建筑物验收时需提供护坡监测资料。 二、建筑物护坡监测方法 随着测绘仪器及测绘技术的发展，护坡变形监测的方法也发生了很大的变化，有大地测量方法、近景摄影测量方法、InSAR技术及GPS测量等。 1.常规大地测量方法 常规大地测量方法是指通过测量高程、角度和边长或坐标来测定变形的方法，该方法所使用的观测仪器有精密水准仪、精密经纬仪、测距仪及全站仪等1
3、，它们都比较普及，各种精度级别的仪器工具都有，直观性好，容易选择到合适的观测精度和相应的仪器工具，因此常规大地测量方法以往一直是变形观测的主要方法，目前仍然是较多单位使用的方法。 2.近景摄影测量方法 近景摄影测量是摄影测量方法的一种，用于局部变形观测方便易行，该方法用于地面沉降监测具有像片信息量丰富、外业工作量小、劳动强度低、观测时不需接触被摄物体、可观测人不易达到的地方等独特的优越性和特点。将近景摄影测量方法应用于地面沉降过程的变形监测，借助计算机可实现动态过程的测量、动画状态图形显示及量测信息的多部门、多终端共享，该方法可大大提高地面沉降监测的内外业处理的效率。但是包括量测摄影机在內的近
4、景摄影测量系统不为大多数测绘单位所具备，应用不普及。 3.InSAR技术 干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar，简称InSAR)测量技作者简介:张高兴，1970年10月出生，福建宁化人，汉族，男，副教授，硕士，研究方向:大地测量与工程测量的教 学与研究工作，工作单位:福建省龙岩学院资源工程学院地质测绘系 术是以SAR复数据提取的相位信息为信息源获取地表的三维信息和变化信息的一项技术。InSar技术可以对大面积的地面沉降变形进行监测，弥补常规大地测量布网密度不可能很高的缺陷，但要实际用来监测微小的地面垂直变形还需要克服许多技术难点。
5、4.GPS测量 GPS能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息，具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点。GPS作为现代大地测量的一种技术手段，可以实现三维大地测量，进行连续监测及实现测量过程的自动化，作业简单方便，具有高精度、高效率、自动化程度高和劳动强度低等优点2。目前，已在地面沉降、滑坡、地震、地裂缝等地质灾害监测方面得到了广泛应用。 三、全站仪自由设站观测法 自由设站法属于一种大地测量方法，它是在待定控制点上设站，向多个控制点观测方向和距离，并以待定点的坐标平差值作为未知参数，根据方向观测值和边长观测值建立方向误差方程式和边长误差方程式，然后按最小二
6、乘法原理计算待定点坐标平差值的一种控制测量方法3。该功能一般设置于全站仪内置程序中，观测时仅需根据仪器说明的操作步骤进行正确测量即可。该方法作业速度快，精度高，在各种工程测量中已有广泛应用。根据观测的内容，全站仪自由设站法主要有下面两种类型。 1.坐标测量法 坐标测量法就是根据自由设站得到的测站点，如图1中的K点，然后在待测点上安置棱镜，直接测定监测点的坐标，比较不同时期测得的监测点坐标和高程，即可得到该点的水平位移量 和沉降值。该方法要求在监测点上能方便地安置反光镜。 图1 自由设站坐标测量法 2.方向交会法 所谓方向交会法，就是指利用方位角计算出待定点P的坐标(如图2)。具体地讲，就是利用
7、自由设站得到的设站点A和B上安置全站仪，测量设站点至待定点的方位角，进而求得待定点的坐标，把这种方法称之为方向交会法。该方法特别适用于人无法到达的作业场所的变形点监测，最好同时使用两台相同的全站仪。方向交会法坐标计算可依据相交直线的斜率求得交点的坐标4。 图2 自由设站方向交会法 直线斜率的计算公式为: tan=YP-YA XP-XA tan= 则 YP-YB XP-XB YP-YA=tan(XP-XA) YP-YB=tan(XP-XB) 即有 XP=XAtan-XBtan-YA+YB tan-tan YP=YA+tan(XP-XA)或YP=YB+tan(XP-XB) 3.注意事项 (1)设站
8、时尽量避免夹角过小，夹角的取值范围一般介于30?,150?。 (2)设置合理的作业限差。 (3)使用盘左、盘右(双面)测量，以提高监测精度。 四、结论 一般情况下，测量工作应遵循由高级到低级、先控制后碎部的原则，而全站仪自由设站法采用一次性同时测设，用基准点直接测量监测点，减少了中间一级控制，其测量精度得到了提高。同时，由于可自由设站，其观测基点不怕变形体移动变形的影响，避免了建筑密集城区常规变形监测方法(如基准线法、导线法)观测基点设站难的问题。大量实践证明，全站仪自由设站法不论其测量效率还是精度方面都是可取的。 参考文献: 1 高俊强，严伟标等.工程监测技术及其应用M.北京:国防工业出版社，2005. 2 李天文.GPS原理及应用M.北京:科学出版社,2004. 3 潘正风，杨正尧等. 数字测图原理与方法M.武汉:武汉大学出版社,2007. 4 叶积龙，张维宽等.方向交会法坐标计算之初探J.地矿测绘,2004,20(4):30-30.
全部分类
免费下载资料库
10000份+资源包
千万vip文档畅享下载
下载文档文件编辑即用
网站精选百万好案
百万工程地产工作者都在用
微信扫一扫登录
