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位移測(cè)量范文第1篇

【關(guān)鍵詞】FPGA 光柵信號(hào) Verilog 辨向電路 計(jì)數(shù)電路

1 概述

光柵位移傳感器是基于光柵莫爾條紋信息變換原理的模C數(shù)傳感器[1]，光柵信號(hào)由于不受時(shí)間影響、抗干擾力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，光柵傳感器位置測(cè)量技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備、精密現(xiàn)代化加工設(shè)備等方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前光柵位移測(cè)量系統(tǒng)方案主要包括：光柵位移信號(hào)處理電路（濾波、降噪等）、控制單元、LCD顯示電路及功能鍵。這些方案實(shí)現(xiàn)的方法各不相同，也各有不足[2，3]。例如：劉翠玲，趙權(quán)等人[2]提出運(yùn)用單片機(jī)作為處理芯片，存在控制速度慢，精度低等不足；謝敏[3]提出使用一片F(xiàn)PGA芯片完成細(xì)分、辨向計(jì)數(shù)等功能，提高了數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性，但存在人機(jī)界面不友好等不足。

針對(duì)目前光柵測(cè)量方案的不足，本文以FPGA為主芯片，采集光柵信號(hào)并對(duì)光柵進(jìn)行細(xì)分，運(yùn)用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)FPGA進(jìn)行硬件編程，使FPGA實(shí)現(xiàn)細(xì)分、辨向、計(jì)數(shù)等功能，大大減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，并運(yùn)用單片機(jī)讀取計(jì)數(shù)器的值并進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、圓的測(cè)量等功能，最后用液晶顯示屏顯示結(jié)果或通過(guò)USB口將所測(cè)的元素上傳到上位機(jī)后在屏幕上描繪出來(lái)，形成一個(gè)高速、人機(jī)界面友好、低成本、高精度的多功能測(cè)量系統(tǒng)，滿(mǎn)足機(jī)床測(cè)量的需求。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該測(cè)量系統(tǒng)選用低成本的新天光電50線/mm的光柵傳感器，當(dāng)它正常工作的時(shí)候，輸出相差為900的TTL方波信號(hào)A+、B+和它的反信號(hào)A-、B-，以及R+和其反信號(hào)R-即參考點(diǎn)信號(hào)三組信號(hào)。

X軸、Y軸、Z軸分別連接3路光柵傳感器，光柵傳感器輸出的三路信號(hào)經(jīng)過(guò)FPGA里的四細(xì)分及辨向后，輸出正向或反向脈沖信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后單片機(jī)通過(guò)讀取FPGA中數(shù)字量，并通過(guò)運(yùn)算，得出光柵移動(dòng)的位置，最后用LCD顯示結(jié)果或通過(guò)USB口與PC機(jī)進(jìn)行雙向通訊。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖，如圖1所示。

3 硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件電路主要由光柵傳感器、差分放大器MC3486、74HC14、LCD、單片機(jī)C8051F341和A3P030等組成。運(yùn)用Flash架構(gòu)FPGA的速度快、密度高、可在線修改等的特點(diǎn)，完成對(duì)光柵信號(hào)的處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)X軸、Y軸、Z軸光柵信號(hào)的細(xì)分、辨向、計(jì)數(shù)、位移測(cè)量的功能，其計(jì)數(shù)頻率高達(dá)到200MHz，分辨率達(dá)26位。

3.1 FPGA模塊設(shè)計(jì)

通過(guò)電子學(xué)細(xì)分提高光柵的精度，則必須要實(shí)現(xiàn)細(xì)分、辨向、計(jì)數(shù)的功能。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)分、辨向和計(jì)數(shù)的邏輯電路，核心芯片采用的是actel公司的 A3P030，此芯片系統(tǒng)門(mén)電路多、運(yùn)行速度極快、功耗低、掉電不易失、價(jià)格不錯(cuò)，克服了用DSP和單片機(jī)導(dǎo)致的運(yùn)算速度慢的缺點(diǎn)。故常作為首選芯片。

3.1.1 四倍頻細(xì)分原理

FPGA里的四細(xì)分電路的設(shè)計(jì)思路是：FPGA接收來(lái)自經(jīng)過(guò)差分放大器、整形器后的2路相差900的A、B相信號(hào)，然后如果對(duì)A、B相信號(hào)的上升沿和下降沿都進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)四細(xì)分計(jì)數(shù)，使測(cè)量精度提高4倍。本文選用觸發(fā)器D來(lái)獲取A、B相信號(hào)的邊沿脈沖，是因?yàn)镈觸發(fā)器的輸出只有在時(shí)鐘上升沿的時(shí)候才能隨輸入端D變化的特點(diǎn)。

3.1.2 辨向計(jì)數(shù)原理

D觸發(fā)器能消除輸入信號(hào)的尖脈沖影響，所以為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，選用經(jīng)過(guò)第一個(gè)D觸發(fā)器產(chǎn)生與時(shí)鐘同步的信號(hào)A1、B1，再經(jīng)過(guò)第二個(gè)D觸發(fā)器產(chǎn)生與時(shí)鐘同步的信號(hào)A2、B2。A2、B2與A1、B1分別延時(shí)一個(gè)時(shí)鐘周期。

A1、B1是前一刻的狀態(tài)，A2、B2是當(dāng)前狀態(tài)，分析A1、B1、A2、B2電平狀態(tài)的關(guān)系可知：一個(gè)周期內(nèi)，光柵正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，A1B1A2B2電平值有（0010）、（1011）、（1101）、（0100）四個(gè)值，每發(fā)生一次這樣的變化，可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行加1；當(dāng)光柵反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，A1B1A2B2電平值有（0001）、（0111）、（1110）、（1000）四個(gè)值，每發(fā)生一次這樣的變化，可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行減1（四個(gè)狀態(tài)前后相互關(guān)聯(lián)，若狀態(tài)不連續(xù)變化視為無(wú)效）。

將以上輯，運(yùn)用Libero IDE軟件、Verilog語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)辨向計(jì)數(shù)的功能。

3.1.3 FPGA軟件程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的FPGA模塊主要采用Verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)光柵信號(hào)的細(xì)分、辨向、計(jì)數(shù)、響應(yīng)單片機(jī)發(fā)出測(cè)量的功能。其程序流程圖，如圖2所示。

3.2 單片機(jī)C8051F341模塊設(shè)計(jì)

C8051F341單片機(jī)通過(guò)P0、P2口以讀寫(xiě)控制線RD、WR與FPGA相連。通過(guò)訪問(wèn)外部寄存器的方式讀寫(xiě)A3P030內(nèi)部的輔助功能寄存器，以及讀取計(jì)數(shù)寄存器的值并進(jìn)行運(yùn)算。（單片機(jī)按著坐標(biāo)的順序先發(fā)送X軸方向測(cè)得的數(shù)據(jù)，等 X軸的數(shù)據(jù)停止發(fā)送后，再發(fā)送Y軸的數(shù)據(jù)，最后發(fā)送Z軸的數(shù)據(jù)）。

3.3 通訊模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)通訊模塊設(shè)計(jì)采用SP3232E接收器能將單片機(jī)TXD腳傳來(lái)的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平。T1IN腳接單片機(jī)的發(fā)送端即P1.1端口，PC機(jī)的RS-232的接收端口RD接T1OUT引腳。同時(shí)，R1OUT接單片機(jī)的接收端RXD1引腳即P1.0端口，PC機(jī)的RS-232的發(fā)送端TXD接R1IN引腳。

串口輸出數(shù)據(jù)的協(xié)議設(shè)計(jì)如下：

GX±*********Y±*********Z±*********

（其中：G―傳輸這組數(shù)據(jù)的標(biāo)志字，X、Y、Z―三個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)志字，±―數(shù)據(jù)的符號(hào)位，*―傳輸?shù)木唧w數(shù)據(jù)（9個(gè)數(shù)據(jù)中包含一個(gè)小數(shù)點(diǎn)））。

4 測(cè)量原理

系統(tǒng)要測(cè)量的平面幾何要素包括點(diǎn)、直線、圓的功能。本文綜合運(yùn)算能力及存儲(chǔ)空間等因素考慮，曲線擬合算法采用經(jīng)典的最小二乘法[4]。

4.1 線測(cè)量

線測(cè)量的功能是通過(guò)采集2-50個(gè)樣點(diǎn)來(lái)測(cè)量一個(gè)線元素。當(dāng)采集的樣點(diǎn)多于2個(gè)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)采集的樣點(diǎn)求出一條最合適的直線。

假設(shè)所求的直線模型為：y=b0+b1x，利用n對(duì)觀測(cè)值，求出回歸系數(shù)b0，b1。采用最小二乘法，記

我們尋找使Q（b0，b1）達(dá)到最小值b0和b1。

假設(shè)光柵傳感器在直線上采樣30個(gè)點(diǎn)（用戶(hù)可以設(shè)置采樣的點(diǎn)數(shù)），運(yùn)用MATLAB將這些點(diǎn)擬合成一條直線：y=2.7843+1.238x。擬合直線圖，如圖3所示。

4.2 圓測(cè)量

測(cè)量圓可通過(guò)在圓周上采集3-50個(gè)樣點(diǎn)來(lái)測(cè)得。當(dāng)采集的樣點(diǎn)數(shù)多于3個(gè)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)采集的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)求出一個(gè)最合適的圓。假設(shè)光柵傳感器在圓上采集的一些點(diǎn)。運(yùn)用MATLAB擬合出這個(gè)圓的模型，如圖4所示。

4.3 實(shí)現(xiàn)方法

系統(tǒng)測(cè)量點(diǎn)、線、圓的功能主要運(yùn)用keil軟件編程，按測(cè)量鍵選擇進(jìn)入相應(yīng)測(cè)量界面，單片機(jī)檢測(cè)按鍵功能，然后調(diào)用相應(yīng)的子程序。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)本文設(shè)計(jì)采用FPGA對(duì)光柵進(jìn)行細(xì)分，使其精度提高了4倍進(jìn)行驗(yàn)證。利用仿真軟件Libero IDE進(jìn)行邏輯綜合、布局布線、時(shí)序仿真測(cè)試，系統(tǒng)時(shí)鐘約束設(shè)置為50MHZ，數(shù)據(jù)的時(shí)間說(shuō)明情況如圖10所示。以X[1]值為例，它的需求時(shí)間為20.764ns，到達(dá)時(shí)間為15.716ns，時(shí)間充裕量為5.048ns。說(shuō)明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足需求。

選取標(biāo)準(zhǔn)值為35.375mm的圓規(guī)，運(yùn)用本文設(shè)計(jì)的光柵位移測(cè)量系統(tǒng)對(duì)該圓規(guī)的直徑進(jìn)行測(cè)量，得到所測(cè)的圓直徑結(jié)果為35.378mm，偏差為+0.003mm。說(shuō)明此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足精度要求。

參考文獻(xiàn)

[1]王慶有.光電技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2]劉翠玲，趙權(quán)，劉天亮.基于AT89C52的多路智能測(cè)控儀[J].儀表技術(shù)與傳感器，2006（01）：15-17.

[3]謝敏.基于FPGA的多路光攀據(jù)采集系統(tǒng)[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2013：9-22.

[4]Xu Guowang，Liao Mingchao.A variety of methods of fit circle[J].Journal of Wuhan Polytechnic University，2002（04）：104-105

作者簡(jiǎn)介

湯攀（1990-），女，重慶市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為貴州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究生在讀。主要研究方向?yàn)榍度胧綉?yīng)用技術(shù)。

位移測(cè)量范文第2篇

關(guān)鍵詞：基坑監(jiān)測(cè)工程位移測(cè)量技術(shù)重要性

中圖分類(lèi)號(hào)：TV551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

隨著高層建筑的不斷增多，施工難度及要求越來(lái)越高，周邊建筑物及深基坑施工安全也顯得越來(lái)越重要。因此，在基坑施工過(guò)程中，要對(duì)基坑支護(hù)樁的水平位移進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，變形監(jiān)測(cè)的目的是要掌握變形體的實(shí)際性狀，科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)變形體的變形狀況，對(duì)工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)管理極為重要

1.基坑變形監(jiān)測(cè)的重要性和必要性

理論、經(jīng)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)相結(jié)合是指導(dǎo)基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的正確途經(jīng)，對(duì)于復(fù)雜的大中型工程或環(huán)境要求嚴(yán)格的項(xiàng)目，往往難從以前的經(jīng)驗(yàn)中得到借鑒，也難以從理論上找到定量分析、預(yù)測(cè)的方法，這就必定要依賴(lài)于施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。開(kāi)展基坑變形監(jiān)測(cè)的重要性主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面。

1.1掌握基坑變形程度 根據(jù)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)，可以及時(shí)了解基坑及周邊建筑物和設(shè)施在施工過(guò)程中所受的影響及影響程度，發(fā)生的變形及變形程度，為施工單位提供變形系統(tǒng)資料，方便施工單位安排施工方案和進(jìn)度。

1.2提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息 基坑開(kāi)挖過(guò)程中，由于各種因素的影響，基坑和周邊建筑物和設(shè)施一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并且其變化和變形無(wú)規(guī)律可循，這就必須靠施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)了解基坑的實(shí)時(shí)變化，為施工單位提供動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，方便施工單位安排施工方案和進(jìn)度。

1.3發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，根據(jù)很多已發(fā)生的基坑安全事故的工程分析、統(tǒng)計(jì)可知，幾乎所有事故的發(fā)生都是由于施工單位對(duì)基坑施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)工作的不重視，從而造成較嚴(yán)重的工程事故，甚至造成人員傷亡事故。分析研究監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情及險(xiǎn)情的發(fā)展程度，為設(shè)計(jì)方改進(jìn)設(shè)計(jì)方案和施工方采取安全補(bǔ)救措施提供可靠依據(jù)。

2.監(jiān)測(cè)內(nèi)容

2.1 周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)

周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括：鄰近構(gòu)筑物、地下管網(wǎng)、道路等設(shè)施變形的監(jiān)測(cè)，鄰近建筑物的傾斜、裂縫和沉降發(fā)生時(shí)間、過(guò)程的監(jiān)測(cè)，表層和深層土體水平位移、沉降的監(jiān)測(cè)，坑底隆起監(jiān)測(cè)，樁側(cè)土壓力測(cè)試，土層孔隙水壓力測(cè)試，地下水位監(jiān)測(cè)。具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選定需要綜合考慮工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、周?chē)ㄖ锛暗叵鹿芫€、施工連受和基坑工程安全等級(jí)情況。

2.2 支護(hù)體系監(jiān)測(cè)

支護(hù)體系監(jiān)測(cè)主要包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)，支護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測(cè)，支護(hù)體系應(yīng)力監(jiān)測(cè)，支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測(cè)，支護(hù)體系受力監(jiān)測(cè)，支護(hù)體系完整性及強(qiáng)度監(jiān)測(cè)。

3.監(jiān)測(cè)儀器

通常情況下，基坑的監(jiān)測(cè)是需要借助一些設(shè)備的，一般使用的儀器主要包含以下幾種：

3.1 測(cè)斜儀：該儀器主要用在支護(hù)結(jié)構(gòu)、土體水平位移的觀測(cè)中。

3.2 水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀：該設(shè)備主要用在測(cè)量地下管線、支護(hù)結(jié)構(gòu)、周?chē)h(huán)境等方面的沉降和變位。

3.3 深層沉降標(biāo)：用于量測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后土移的變化，以判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。

3.4 土壓力計(jì)：用于量測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后土體的壓力狀態(tài)是主動(dòng)、被動(dòng)還是靜止的，或測(cè)量支護(hù)結(jié)構(gòu)后土體的壓力的大小、變化情況等，來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)中的判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移情況和計(jì)算精確度。

3.5 孔隙水壓力計(jì)：為了能夠較為準(zhǔn)確的判斷坑外土體的移動(dòng)，可用該儀器來(lái)觀測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后孔隙水壓力的變化情況。

3.6 水位計(jì)：為了檢驗(yàn)降水效果就可以采用該儀器來(lái)量測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后地下水位的變化情況。

3.7 鋼筋應(yīng)力計(jì)：為了判斷支撐結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，使用該設(shè)備來(lái)量測(cè)支撐結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力等。

3.8 溫度計(jì)：溫度對(duì)基坑有較大影響，為了能計(jì)算由溫度變化引起的應(yīng)力，則需要將溫度計(jì)和鋼筋應(yīng)力計(jì)一起埋設(shè)在鋼筋混凝土支撐中。

3.9 混凝土應(yīng)變計(jì)：要計(jì)算相應(yīng)支撐斷面內(nèi)的軸力，則需要采用混凝土應(yīng)變計(jì)以測(cè)定支撐混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變。

3.10 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀和超聲波無(wú)損檢測(cè)儀：用來(lái)檢測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和強(qiáng)度。

無(wú)論是哪種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)儀器，在埋設(shè)前，都應(yīng)從外觀檢驗(yàn)、防水性檢驗(yàn)、壓力率定和溫度率定等幾方面進(jìn)行檢驗(yàn)和率定。應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力計(jì)、孔隙水壓力計(jì)、土壓力盒等各類(lèi)傳感器在埋設(shè)安裝之前都應(yīng)進(jìn)行重復(fù)標(biāo)定；水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測(cè)斜儀等除須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求外，應(yīng)每年由國(guó)家法定計(jì)量單位進(jìn)行檢驗(yàn)、校正，并出具合格證。

由于監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的工作環(huán)境大多在室外甚至地下，而且埋設(shè)好的元件不能置換，因此，選用時(shí)還應(yīng)考慮其可靠性、堅(jiān)固性、經(jīng)濟(jì)性以及測(cè)量原理和方法、精度和量程等方面的因素。

4.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

4.1基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)及技術(shù)要求

4.1.1本次變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn):在施工區(qū)50m～100m外不受施工影響的穩(wěn)定區(qū)域，采用深埋鋼管水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石方法，布設(shè)4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；采用混凝土澆筑的方法布設(shè)4個(gè)～6個(gè)強(qiáng)制觀測(cè)墩。

4.1.2基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在變形區(qū)域以外、位置穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存的地方，并應(yīng)定期復(fù)測(cè)。變形測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)石、標(biāo)志埋設(shè)后，應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定后方可開(kāi)始觀測(cè)。穩(wěn)定期應(yīng)根據(jù)觀測(cè)要求與地質(zhì)條件確定，不宜少于15d。

4.1.3監(jiān)測(cè)期間先將基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，然后再進(jìn)行觀測(cè)。

4.2變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)及工作量

本工程基坑的安全等級(jí)為一級(jí)，本監(jiān)測(cè)工程按照一級(jí)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)?？紤]到監(jiān)測(cè)目的和支護(hù)設(shè)計(jì)要求，確定監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象有:

4.2.1地表沉降觀測(cè)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求沿基坑周邊每間隔約40m布置一條地表沉降監(jiān)測(cè)線，每條監(jiān)測(cè)線依據(jù)設(shè)計(jì)要求分別布置2個(gè)～5個(gè)地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共布置79個(gè)點(diǎn)。

4.2.2邊坡坡頂位移和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)。基坑邊坡頂部的水平位移與垂直位移觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿基坑周邊布置，在每邊的中部和端部均應(yīng)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距不宜大于20m。為了便于對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在離開(kāi)邊坡頂部20cm的地方采用洛陽(yáng)鏟人工鉆進(jìn)1．5m深的鉆孔，灌注混凝土，并設(shè)置觀測(cè)標(biāo)志。

4.2.3基坑邊坡深層水平位移監(jiān)測(cè)。分別在基坑邊坡頂部埋設(shè)測(cè)斜管，要求避開(kāi)土釘設(shè)置，平面不大于50m的位置埋設(shè)測(cè)斜管。

4.2.4土釘內(nèi)力監(jiān)測(cè)。按照設(shè)計(jì)要求在土釘中設(shè)置102根應(yīng)力計(jì)，測(cè)定土釘?shù)氖芰顩r，土釘測(cè)力計(jì)布設(shè)在土釘主筋上。

4.2.5周邊構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)。根據(jù)本工程場(chǎng)地條件，在基坑的影響范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。

5.結(jié)語(yǔ)

總之，隨著建筑物高度的不斷增加，基坑深度也越來(lái)越深，施工難度更加復(fù)雜化，同時(shí)深基坑工程變形監(jiān)測(cè)作為信息化施工的重要手段之一，也開(kāi)始成為深基坑工程施工過(guò)程中必不可少的組成部分。因此，深基坑的變形監(jiān)測(cè)將更為重要，要不斷改善監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和提高精度，確保基坑施工的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

1.《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8-2007

2.《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》GB 50497-2009

位移測(cè)量范文第3篇

[關(guān)鍵詞]變形監(jiān)測(cè) 水平位移監(jiān)測(cè) 基坑

引言

目前建筑物水平位移監(jiān)測(cè)應(yīng)用較多的方法有：視準(zhǔn)線法和交會(huì)法。利用經(jīng)緯儀或準(zhǔn)直儀等光學(xué)儀器，在兩個(gè)基準(zhǔn)之間建立一個(gè)基準(zhǔn)面，以該基準(zhǔn)面為依據(jù),測(cè)定出各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的水平位移量,稱(chēng)為視準(zhǔn)線法。視準(zhǔn)線法可分為角度變化法(即測(cè)小角法)和移位法(活動(dòng)標(biāo)牌法)兩種。如圖1，測(cè)小角法就是利用精密經(jīng)緯儀精確測(cè)定基線 與置鏡點(diǎn) 到觀測(cè)點(diǎn) 的連線 兩視線之間的微小角度變化 ，通過(guò)公式 來(lái)計(jì)算位移變化?；顒?dòng)標(biāo)牌法就是將活動(dòng)標(biāo)牌分別安置在各觀測(cè)點(diǎn)上觀測(cè)時(shí)使標(biāo)牌中心在視線內(nèi)，觀測(cè)點(diǎn)對(duì)于基準(zhǔn)面的偏離值可以在活動(dòng)標(biāo)牌的讀數(shù)尺上直接測(cè)定。

交會(huì)法是利用兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)三角形，測(cè)定這個(gè)三角形的一些邊角元素，從而求得變形觀測(cè)點(diǎn)的位置，進(jìn)而計(jì)算出位移變化量的方法。前方交會(huì)法可用作拱壩、曲線橋梁、高層建筑等的位移監(jiān)測(cè)。

1． 小角法

如圖2所示，在基坑一定距離以外建立基準(zhǔn)點(diǎn)，水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)盡量與基準(zhǔn)點(diǎn)在一條直線上。具體操作時(shí),沿監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)連線方向在一定遠(yuǎn)處(100～200m)選定一零方向，測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)，觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)連線與零方向間角度變化值，根據(jù) ( 為觀測(cè)點(diǎn) 至基準(zhǔn)點(diǎn)的距離)計(jì)算基坑水平位移。此方法簡(jiǎn)單易行，便于實(shí)地操作，但需場(chǎng)地較為開(kāi)闊，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)建立在離基坑一定距離以外，不受基坑開(kāi)挖影響。

小角法測(cè)位移時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖：

在困難條件下基坑水平位移監(jiān)測(cè)，以一條邊為例，如圖5，選定 、 兩點(diǎn)為零方向，一般 、 可選為一定距離處清晰且固定的物體。在基坑監(jiān)測(cè)中，需要測(cè)定的是與基坑邊相垂直的位移。所以，零方向點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量處于平行于基坑邊的直線上，從而 點(diǎn)位移可通過(guò)測(cè)定角度 的變化測(cè)出。

監(jiān)測(cè)時(shí)，先測(cè)定角度 的大小 ,方向各觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn) 的連線與 的夾角，以及 方向各觀測(cè)點(diǎn)與 的連線與 的夾角。二次監(jiān)測(cè)時(shí),由于 點(diǎn)位移到 ，測(cè)定角度 的大小為 ,與第一次 相比將會(huì)有一定變化，設(shè)其變化為 ，如圖6所示。

此時(shí)垂直于基坑邊且離 點(diǎn) 處，作一標(biāo)志 ,則 點(diǎn)即為 點(diǎn)首次觀測(cè)時(shí)的位置。以 為基準(zhǔn)點(diǎn)，分別測(cè)定 方向上各觀測(cè)點(diǎn)與 的連線與 的夾角,與第一次測(cè)的角比較，利用小角法公式就可計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)偏移量，同理可測(cè)定 方向上各點(diǎn)的位移量。為了推求公式中的 ，可在首次監(jiān)測(cè)完成后，在垂直基坑邊而離 點(diǎn)2cm處,定一點(diǎn) ，測(cè)定角 的大小，設(shè)其與 的差為 ,則根據(jù) ，可求得 。以后各期監(jiān)測(cè)步驟都與二期相同,可以作為常量而采用首次求得的 值。因?yàn)闇y(cè)定的 點(diǎn)位移方向是一直垂直于基坑的，所以 值大小不會(huì)改變。

2．前方交會(huì)

前方交會(huì)多用于較大范圍內(nèi)的地表移動(dòng)和大壩的變形觀測(cè)。所采用的標(biāo)志仍為前述的觀測(cè)墩和覘標(biāo)。

設(shè)已給定的建筑物變形測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)。 ， 為交會(huì)基線點(diǎn)，其坐標(biāo)為 、 基線長(zhǎng) ，方向 觀測(cè)角 ， ，如圖7所示。

這樣傳統(tǒng)的計(jì)算方法可用下列簡(jiǎn)化方法代替：

當(dāng)為前方交會(huì)角時(shí)， (3-33)

當(dāng)為單三角形時(shí)，r角為經(jīng)圖形條件平差的數(shù)值

(3-34)

(3-35)

則 點(diǎn)的水平位移可按下式求得：

（1） 沿建筑物縱軸的方向位移量

(3-36)

（2） 沿建筑物橫軸的方向位移量

(3-37)

式中

由于變形觀測(cè)本身是一相對(duì)比較量，所以既不需要建立國(guó)家統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，又沒(méi)有必要對(duì)基線測(cè)定提出過(guò)高的精度要求。

3． 自由設(shè)站法測(cè)定水平位移

該方法的思路：

如圖8所示，已知 , 點(diǎn)的坐標(biāo)，通過(guò)觀測(cè)邊長(zhǎng) 、角度 、 來(lái)求出 點(diǎn)的坐標(biāo)。然后觀測(cè) 長(zhǎng)度和角 讀數(shù)來(lái)求出1點(diǎn)的坐標(biāo)，同理2、3點(diǎn)的坐標(biāo)可求的。

4． 觀測(cè)點(diǎn)設(shè)站法

該方法的思路：

如圖9所示， 、點(diǎn)是工作基點(diǎn)， 點(diǎn)是觀測(cè)點(diǎn)， 、 分別是每期觀測(cè)角度， 、 分別是觀測(cè)點(diǎn) 分別到 、 工作基點(diǎn)的距離。

位移測(cè)量范文第4篇

關(guān)鍵詞：基坑水平位移監(jiān)測(cè)；自動(dòng)化監(jiān)測(cè)；常規(guī)監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 引言

近些年，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，高層建筑、橋梁基礎(chǔ)、過(guò)江隧道、過(guò)街通道、地下立交、地鐵車(chē)站和區(qū)間隧道等工程大量涌現(xiàn)，特別是高層建筑為了滿(mǎn)足抗震和抗風(fēng)等結(jié)構(gòu)要求，基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越大。這些基坑工程在開(kāi)挖深度、平面尺寸、荷載條件、土體性質(zhì)、施工環(huán)境、使用領(lǐng)域等方面各具特點(diǎn)，基坑變形監(jiān)測(cè)成為工程建設(shè)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。

基坑水平位移傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法是采用高精度電子全站儀進(jìn)行基準(zhǔn)線法或極坐標(biāo)法等，此方法雖然技術(shù)可靠、精度高，但它是一種非連續(xù)的、勞動(dòng)強(qiáng)度非常大的人工觀測(cè)方法。本文介紹了一種基坑水平位移變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法，該監(jiān)測(cè)方法特點(diǎn)是全自動(dòng)無(wú)人值守，全天候不間斷，實(shí)時(shí)高精度監(jiān)測(cè)及預(yù)警實(shí)時(shí)自動(dòng)連續(xù)的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于天津南開(kāi)區(qū)東馬路仁恒深基坑開(kāi)挖過(guò)程中帽梁水平位移的監(jiān)測(cè)。

2 監(jiān)測(cè)原理

2.1 水平位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法

采用菲涅爾波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量法。圖1所示為水平位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的概念圖，該系統(tǒng)主要由氦氖激光器、菲涅爾波帶板、CCD傳感器、GPRS模塊、計(jì)算機(jī)等部分組成。系統(tǒng)的工作原理為：在水平位移點(diǎn)上設(shè)置菲涅爾波帶板，在不受水平位移影響的地方安置激光器和CCD傳感器，激光器發(fā)出的激光束應(yīng)大致垂直于水平位移的方向，激光束經(jīng)菲涅爾波帶板衍射后成像在CCD傳感器的視場(chǎng)中，在CCD的視場(chǎng)中放置一承像面，當(dāng)發(fā)生水平位移時(shí)，波帶板的位置也隨之變化，這時(shí)由CCD傳感器獲取的承像面上的激光衍射光斑的坐標(biāo)值會(huì)出現(xiàn)偏差，此偏差值由與CCD相連的計(jì)算機(jī)采集后，再根據(jù)激光器、波帶板、CCD三者的位置關(guān)系，以及波帶板的焦距等參數(shù)， 推算出波帶板處的水平位移量，最后用GPRS模塊將水平位移量通過(guò)GSM無(wú)線通信網(wǎng)傳輸?shù)筋A(yù)警中心。

平位移實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng) 圖1

2.2水平位移常規(guī)監(jiān)測(cè)方法

圍護(hù)樁帽梁頂水平位移監(jiān)測(cè)采用電子全站儀（如圖2所示）基準(zhǔn)線法和極坐標(biāo)法同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)?；鶞?zhǔn)線法指的是沿基坑邊建立基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線的兩端點(diǎn)按照兩級(jí)控制的原理設(shè)置。首級(jí)控制點(diǎn)為基準(zhǔn)原點(diǎn)，一般布設(shè)在工地現(xiàn)場(chǎng)以外不受基坑位移影響的地方；第二級(jí)控制點(diǎn)為工作基點(diǎn)即基準(zhǔn)線的兩端點(diǎn)，一般布設(shè)在工地現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)且受位移影響相對(duì)很小的地方，實(shí)際布設(shè)時(shí)，對(duì)于矩形基坑，工作基點(diǎn)常布設(shè)在矩形凹角上。測(cè)量時(shí)，首先用基準(zhǔn)原點(diǎn)檢測(cè)工作基點(diǎn)，如果工作基點(diǎn)有位移，則對(duì)其坐標(biāo)進(jìn)行修正，然后用工作基點(diǎn)監(jiān)測(cè)布設(shè)在帽梁上的水平位移點(diǎn)。首次測(cè)量時(shí)，采用坐標(biāo)法測(cè)定工作基點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)的初始坐標(biāo)。每次觀測(cè)時(shí)，在基準(zhǔn)線的一端安置電子全站儀，照準(zhǔn)基準(zhǔn)線的另一端，然后將基準(zhǔn)線投射到水平位移點(diǎn)的旁邊，通過(guò)量取水平位移點(diǎn)離開(kāi)基準(zhǔn)線的水平偏距，并從兩次觀測(cè)所得水平偏距之差，即可得知兩次期間水平位移點(diǎn)的位移量。極坐標(biāo)法是利用起算點(diǎn)坐標(biāo)和實(shí)測(cè)的邊長(zhǎng)夾角，解算出每個(gè)待測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，進(jìn)而求出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的變化矢量。

圖2

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

本工程位于天津市南開(kāi)區(qū)東馬路與水閣大街交口，本工程?hào)|邊距離仁慈堂約14米,北邊距離水閣大街約35米，西邊距離東馬路約8米，南邊為仁恒二期工程。該工程由仁恒發(fā)展（天津）有限公司開(kāi)發(fā)。本工程整個(gè)地塊呈L型，基坑開(kāi)挖深度約21米，局部電梯井和集水井開(kāi)挖深度達(dá)約24米，基坑周邊長(zhǎng)度約為520米，基坑開(kāi)挖面積約13000m2。本工程支護(hù)總體采用鋼筋混凝土灌注樁支護(hù)，設(shè)置四道水平支撐體系，大部分位置采用Φ1300@1500鋼筋混凝土灌注樁，靠近保護(hù)建筑仁慈堂一側(cè)采用Φ1500@1700鋼筋混凝土灌注樁。根據(jù)工程要求需設(shè)置36米以上的超深止水帷幕，在基坑西、北、東三側(cè)靠近，周邊有道路和重點(diǎn)保護(hù)建筑，采用較為可靠的TRD工法（等厚水泥土地下連續(xù)墻工法），南側(cè)靠近二期場(chǎng)地范圍，采用三軸止水帷幕。止水帷幕深度36.5米?；娱_(kāi)挖深度深，基坑工程安全等級(jí)為一級(jí)，監(jiān)測(cè)工作十分重要。

3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)能反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)及變化趨勢(shì)；監(jiān)測(cè)標(biāo)志應(yīng)穩(wěn)固、明顯、結(jié)構(gòu)合理，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置應(yīng)避開(kāi)障礙物，便于觀測(cè)；同時(shí)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)考慮到自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的成本。遵循以上要求，該工程共布設(shè)8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖3所示。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)平面位置示意圖圖3

3.3監(jiān)測(cè)技術(shù)措施

根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)程》（JGJ／T8－97）的規(guī)定以及該工程的實(shí)際情況，對(duì)其采用一級(jí)精度監(jiān)測(cè)，對(duì)于水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其誤差不超過(guò)±1mm。為了確保監(jiān)測(cè)成果的質(zhì)量，除按上述的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還必須采取如下的技術(shù)措施：

(1)兩檢校:

1）對(duì)所用的儀器在監(jiān)測(cè)過(guò)程中作定期檢定和校正；

2）對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)作定期的檢測(cè)和修正。

(2)四固定:

1）所用儀器設(shè)備要固定；

2）監(jiān)測(cè)人員要固定；

3）監(jiān)測(cè)的條件、環(huán)境基本相同；

4）監(jiān)測(cè)的方法、路線、鏡位及程序要固定。

3.4監(jiān)測(cè)成果表

自動(dòng)化和常規(guī)監(jiān)測(cè)成果表 表1

3.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

2012年11月30日自動(dòng)化和常規(guī)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表1）來(lái)看，二者之差最大為1mm（2測(cè)點(diǎn)）；2012年12月30日自動(dòng)化和常規(guī)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表1）來(lái)看，二者之差最大為2mm（1測(cè)點(diǎn)）；2013年1月30日自動(dòng)化和常規(guī)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表1）來(lái)看，二者之差最大為-2mm（4測(cè)點(diǎn)）；這說(shuō)明此監(jiān)測(cè)方法測(cè)量精度是滿(mǎn)足要求的。

4結(jié)論

（1）本文介紹的基坑帽梁水平位移變形的全新自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，是確保其施工質(zhì)量和施工安全、實(shí)現(xiàn)其真正的信息化施工的重要手段。

（2）該監(jiān)測(cè)方法特點(diǎn)是全自動(dòng)無(wú)人值守，全天候不間斷，實(shí)時(shí)高精度監(jiān)測(cè)及預(yù)警實(shí)時(shí)自動(dòng)連續(xù)的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)。

（3）從此次試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)來(lái)看，該監(jiān)測(cè)方法與常規(guī)的電子全站儀測(cè)量基坑帽梁水平位移方法相比，說(shuō)明此監(jiān)測(cè)方法測(cè)量精度是滿(mǎn)足要求的?？梢酝茝V應(yīng)用于深基坑開(kāi)挖等其他類(lèi)似工程施工的安全監(jiān)測(cè)中，從而可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高監(jiān)測(cè)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50497-2009 建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

位移測(cè)量范文第5篇

關(guān)鍵字：地鐵；明挖基坑；圍護(hù)樁；深部水平位移；監(jiān)控量測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：U231+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 基坑深部水平位移測(cè)試原理

基坑深部水平位移測(cè)試采用測(cè)斜儀, 它可精確地測(cè)量沿垂直方向土層或圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移的工程測(cè)量?jī)x器。測(cè)斜儀分為活動(dòng)式和固定式兩種, 在基坑開(kāi)挖支護(hù)監(jiān)測(cè)中常用活動(dòng)式測(cè)斜儀?；顒?dòng)式測(cè)斜儀按測(cè)頭傳感元件不同, 又可細(xì)分為滑動(dòng)電阻式、電阻片式、鋼弦式及伺服加速度計(jì)式四種。

基坑變形觀測(cè)通常采用滑動(dòng)式測(cè)斜儀，主要由測(cè)斜管、探頭、電纜和主機(jī)四部分組成。工程應(yīng)用時(shí)，首先在土體( 樁體) 中預(yù)埋測(cè)斜管，土體( 樁體) 發(fā)生變形后，整個(gè)測(cè)斜管也產(chǎn)生相應(yīng)變形，測(cè)斜探頭滑輪順槽逐點(diǎn)測(cè)試，從而可精確測(cè)出水平位移量。根據(jù)位移量的大小，做出預(yù)報(bào)，指導(dǎo)施工。

2 海事大學(xué)地鐵站明挖基坑測(cè)斜監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1工程概況

海事大學(xué)站設(shè)在黃浦路與凌南路交口南側(cè)道路下，沿黃浦路敷設(shè)，車(chē)站主體基本為南北走向。車(chē)站中心里程為DK19+765.165。

海事大學(xué)站設(shè)計(jì)范圍包括自車(chē)站起點(diǎn)里程DK19+644.965至車(chē)站終點(diǎn)里程DK19+819.965總長(zhǎng)175.0m之間的站廳、站臺(tái)、出入口通道及風(fēng)道的建筑設(shè)計(jì)部分。

本站為地下雙層島式站，覆土厚度約3.2m。地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，車(chē)站總長(zhǎng)175m，標(biāo)準(zhǔn)段寬18.5m，海事大學(xué)站站臺(tái)寬度為10m，計(jì)算站臺(tái)長(zhǎng)度118m。

車(chē)站主體的二層框架結(jié)構(gòu)的基坑采用φ1000@1400mm鉆孔灌注樁（外設(shè)止水帷幕）加內(nèi)支撐作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁頂設(shè)冠梁，坑內(nèi)降水。沿基坑豎向設(shè)4道鋼支撐，第一道支撐設(shè)在冠梁上，其它三道鋼支撐通過(guò)鋼圍檁分別設(shè)在結(jié)構(gòu)-4.0m、-9.0m及14.5m?；悠矫鎯?nèi)一般采用對(duì)撐，在端部與角部采用斜撐。

2.2 測(cè)點(diǎn)布置

沿海事大學(xué)地鐵車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)每隔15m設(shè)一個(gè)測(cè)斜管，深度與鉆孔灌注樁的鋼筋籠相當(dāng)，平行于黃浦路方向雙側(cè)各布置12個(gè)，垂直方向雙側(cè)各布置3個(gè)，累計(jì)布置26個(gè)測(cè)斜管。

2.4 監(jiān)測(cè)方法

（1）、測(cè)斜管的安裝。測(cè)斜管采用綁扎方法固定在鋼筋籠上，一起吊入孔中。在進(jìn)行測(cè)斜管管段連接時(shí)，必須將上下管段的滑槽對(duì)準(zhǔn)，使測(cè)斜管的探頭在管內(nèi)平滑移動(dòng)。為了防止砼漿進(jìn)入管內(nèi)，還應(yīng)對(duì)接頭密封處理。

（2）、測(cè)試過(guò)程。深部水平位移監(jiān)測(cè)采用TFL-CCX-D1移動(dòng)式測(cè)斜儀，移動(dòng)式測(cè)斜儀量程±30°，辨率為2″，線性±0.025%，精度5″。不銹鋼連接桿與滑輪組件連接后，安裝在帶導(dǎo)槽的測(cè)斜管中與測(cè)斜管一起移動(dòng)，以監(jiān)測(cè)基坑的水平位移。配合自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集設(shè)備，通過(guò)對(duì)量測(cè)儀器軸線與鉛垂線之間的夾角變化量進(jìn)行分析，進(jìn)而計(jì)算出基坑不同高處的水平位移。

（3）、監(jiān)測(cè)頻率。深部水平位移監(jiān)測(cè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工期間每周監(jiān)測(cè)2次，坑內(nèi)降水每3天監(jiān)測(cè)1次，基坑開(kāi)挖每天1次，澆筑底板后每3天1次，拆除支撐期間每天1次。

3 監(jiān)測(cè)分析

3.1 基坑降水對(duì)樁體水平位移的影響

為了避免地鐵海事大學(xué)站基坑開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生流沙、管涌，防止基坑壁土體的坍塌，保證基坑坡面及坡底的穩(wěn)定，在基坑開(kāi)挖前采用了無(wú)隔水帷幕輕型井點(diǎn)降水法，降水過(guò)程中，對(duì)樁體水平位移進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，由CXE03樁體深部水平位移曲線可以看出，基坑降水對(duì)樁體深部位移影響不同，淺部（12m)影響較小，最大深部水平位移為0.5mm，約為淺部的三分之一。

基坑降水能夠引起土體的瞬時(shí)沉降、固結(jié)及土體流變產(chǎn)生的二次固結(jié)，根據(jù)土體有效應(yīng)力原理，土體的總體應(yīng)力為土體骨架應(yīng)力和孔隙水壓力，當(dāng)降水后，原由孔隙水承擔(dān)的壓力轉(zhuǎn)移到土體骨架的有效應(yīng)力，使樁周土有效應(yīng)力增大，并因固結(jié)產(chǎn)生顯著下沉，對(duì)樁體產(chǎn)生了側(cè)向負(fù)摩擦阻力和荷載，導(dǎo)致了樁體不同程度的變形?；咏邓芷谳^短，降水后，樁體上部土體失水固結(jié)較下部充分，故樁體下部水平位移較小。

CXE03樁體深部水平位移曲線表明基坑降水盡管導(dǎo)致樁周土的固結(jié)沉降并對(duì)樁體產(chǎn)生變形，約為基坑開(kāi)挖誘發(fā)樁體變形10%。因此，當(dāng)基坑開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)采取一定的降水措施。

3.2、基坑開(kāi)挖對(duì)樁體水平位移的影響

當(dāng)基坑開(kāi)挖到4m時(shí)，樁體4.0m位置的的水平位移由1.16mm增加到4.23mm，增加幅度為2.33倍。樁體0.5m位置的的水平位移由6.9mm增加到7.8mm，為施工當(dāng)前位置的1.05倍。樁體1.0m位置的的水平位移由5.6mm增加到7.4mm，為施工當(dāng)前位置的2.12倍。樁體1.5m位置的的水平位移由5.5mm增加到7.2mm，為施工當(dāng)前位置的1.79倍。樁體2.0m位置的的水平位移由6.9mm增加到8.49mm，為施工當(dāng)前位置的1.51倍。樁體3.0m位置的的水平位移由2.20mm增加到5.47mm，為施工當(dāng)前位置的2.93倍。隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，樁體深部水平位移逐漸在增大，最大水平位移為12.19-14.53mm，并施工開(kāi)挖階段水平位移站全部水平為移動(dòng)的60%-80%?；娱_(kāi)挖對(duì)上部樁體的水平位移影響較為明顯，較為開(kāi)挖的樁體影響較小，對(duì)開(kāi)挖面以下影響范圍大約在1-2m，基坑開(kāi)挖導(dǎo)致開(kāi)挖面突然卸載，樁及樁周土瞬間處于不平衡狀態(tài)，導(dǎo)致樁體及樁周土的變形增加。在基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)開(kāi)挖基坑壁進(jìn)行支護(hù)，并進(jìn)行及時(shí)樁體水平位移監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)基坑信息化施工。

3.3、鋼支撐支護(hù)對(duì)樁體水平位移的影響

大連地鐵海事大學(xué)車(chē)站基坑開(kāi)挖過(guò)程中，進(jìn)行了3次鋼支撐支護(hù)，分別在樁體的4.0m，9.0m及14m位置。為了便于分析，繪出4.0m支撐附近位置樁體3.0m至5.0m位置水平位移曲線見(jiàn)圖7所示。4.0m位置的樁體架設(shè)支撐時(shí)水平位移為1.67mm，為3.0m位置樁體架水平位移的72%，為5.0m位置樁體架水平位移的327.45%，主體施工結(jié)束以后4.0m位置的樁體水平位移為9.2mm，為3.0m位置樁體架水平位移的61.3%，為5.0m位置樁體架水平位移的69.9%。由此可見(jiàn)鋼支撐對(duì)控制樁體水平位移具有顯著的作用。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)大連地鐵海事大學(xué)地鐵站基坑施工的監(jiān)測(cè)分析，該基坑的降水、圍護(hù)及支護(hù)方案滿(mǎn)足基坑穩(wěn)定性的要求，證明了基坑設(shè)計(jì)和基坑施工的合理性。

大連地鐵海事大學(xué)地鐵站基坑施工過(guò)程中的樁體深部位移監(jiān)測(cè)表明，基坑降水、基坑開(kāi)挖、主體施工（含拆除支撐）等工序?qū)油馏w及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移都有重要的影響，其中基坑開(kāi)挖的影響最為明顯，約占整體水平位移的60-80%，在基坑信息化施工過(guò)程中，圍護(hù)樁的深部水平位移監(jiān)測(cè)是一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。在基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)開(kāi)挖基坑壁進(jìn)行支護(hù)。

鋼支撐對(duì)控制樁體水平位移具有顯著的作用，對(duì)局部軟弱地層等不良地質(zhì)條件應(yīng)及時(shí)架設(shè)鋼支撐，能夠有效地控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及基坑壁變形，避免災(zāi)難性基坑事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]Finno RJ, Bryson LS. Response of building adjacent to stiff excavation support system in soft clay [J]. Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, 2002, 16(1):10-20.