振动对全站仪测量的影响_安庆军.pdf
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1、2023 年 2 月第 1 期城市勘测Urban Geotechnical Investigation SurveyingFeb2023No1引文格式:安庆军,刘鑫,王炳洋等 振动对全站仪测量的影响 J 城市勘测,2023(1):164167文章编号:16728262(2023)0116404中图分类号:P204文献标识码:B振动对全站仪测量的影响安庆军1,2*,刘鑫1,2,王炳洋1,2,聂宁1,2*收稿日期:20220419作者简介:安庆军(1982),男,高级工程师,注册岩土工程师,注册测绘师,主要从事岩土工程及隧道工程的变形监测工作。Email:8109963 qqcom(1.青岛市勘察
2、测绘研究院,山东 青岛266032;2.青岛岩土工程技术研究中心,山东 青岛266032)摘要:在基坑施工过程中,监测活动对及时发现可能发生危险的前兆,判断工程的安全性,防止工程坍塌事故和由此引起的环境影响事故的发生,起着重要作用,但在基坑监测过程中,有时为了方便监测基坑本体的变化,工作基点往往布设在开挖影响范围内,会受到各种机械振动的影响,通过现场模拟实验研究了施工现场机械振动对全站仪测量的影响。关键词:振动;观测墩;自动化监测;全站仪1工程概况本文选取青岛某基坑项目,其场区地形起伏明显,呈现南高北低,东高西低的态势,南北向长约 2802 m,东西向宽 2172 m755 m。根据基底标高可
3、分为北、中、南三区块,北区基坑深度 233 m385 m;中区基坑深度230 m344 m;南区基坑深度235 m320 m,根据现场条件和要求,监测采用自动化监测设备。2实验条件2.1基本实验条件本文实验对象为基坑坡顶位移点(后文简称测点),监测手段利用的是全站仪和棱镜自动化监测系统,采用相对坐标系,排除了人工测量产生的人工误差。其中全站仪采用徕卡 TS60,0.5 秒级,测量基站采用强制对中观测墩的方式,通过混凝土浇筑的形式在基坑附近设置,观测墩的高度 1200 mm,直径 800 mm,与支护冠梁一体浇注成型(如图 1(a)。图 1测量基站、基准点及监测点实物图基准点采用的是徕卡大棱镜,
4、布设于基坑影响范围外区域(如图 1(b)。基坑坡顶位移点采用的是徕卡 L 型迷你小棱镜进行布设(如图 1(c)。模拟实验采用人工方式对观测墩进行敲击,并用爆破振速仪采集振速等资料。2.2选取基准点及测点位置现场实验选择基准点 4 个,与观测墩之间的距离在196 m296 m之间,其中 BM02 和 BM07 点位置相近。选择基坑典型测点 7 个,与观测墩距离在 15 m285 m之间。观测墩与基准点及测点的相对关系示意图如图 2所示。图 2坡顶位移监测点及基准点分布示意图2.3实验类型根据现场模拟实验条件,本文将实验类型分为 5类,实验类型统计如表 1 所示。第 1 期安庆军,刘鑫,王炳洋等.
5、振动对全站仪测量的影响表 1实验类型统计表序号实验编号实验类型测回数1实验 1无外界干扰72实验 2测基准点时对观测墩进行 2 次敲击,第一次较轻,第二次较重23实验 3测基准点及测点时对观测墩进行 2 次敲击,第一次较轻,第二次较重24实验 4测测点时对观测墩进行 2 次敲击,第一次较轻,第二次较重25实验 5无外界干扰23数据分析3.1实验 1实验 1 在无外界干扰的情况下,测 7 测回。数据作为其他实验条件的真值,其他实验数据与其进行对比。实验 1 基准点残差值及测点平均值,统计如表 2、表 3 所示。表 2无外界干扰基准点残差平均值点名 X/mm Y/mm H/mm与观测墩距离/mBM
6、01014273140279680BM02168089547296464BM06064023290215184BM07246207001296345表 3无外界干扰测点坐标平均值点号实验 1X/mY/mH/m与观测墩距离/mHV142 277971957962116279281518HV152 278057940105116305284818HV252 135376818348108975226671HV262 124056798690108090236556HV391 99988596479410103235209HV401 99977698453410056615496HV412 0164
7、631 000304100514164943.2实验 2321振动数据在测基准点时,对观测墩进行两次敲击,各测 1 个测回。第一次轻击,最大振动速度为 Z 方向,大小为0919 2 cm/s;第二次重击,最大振动速度为 Z 方向,大小为20351 0 cm/s。322数据对比(1)基准点残差计算两次敲击下的残差统计表如表 4 所示。表 4两次敲击下基准点残差统计表2021033120:41(轻击)2021033120:47(重击)点名 X/mm Y/mm H/mm点名 X/mm Y/mm H/mmBM01017282211BM01024270110BM02148106637BM02187005
8、639BM06067022352BM06065020333BM07232199071BM07275285063通过表 4 可以看出,两次敲击残差值变化不大,振动对基准点的测量几乎没有影响,大部分残差在 4 mm以内,与无外界影响下的基准点残差类似,这与徕卡仪器自动补偿功能有一定的关系。(2)测点数据对比两次敲击过程中,测点的数据均与实验 1 的数据平均值进行对比(如表 5 所示),两次敲击的数据之间进行对比(如表 6 所示),其结果如下:表 5测点的数据与实验 1 的数据平均值对比点号实验 0201(轻击)实验 0202(重击)X/mmY/mmH/mmX/mmY/mmH/mmHV1401431
9、6571771028306370151HV15004900890349034913210761HV25005302811067100707210103HV26091104600427101906300493HV39024907130007062100630557HV40040902560005045100160482HV41093005740429055002661251通过表 5,与实验 1 测点数据对比,两次敲击数据变化最大值为 1771 mm,是轻击基准点状态下的H,整体数据差别均较小,影响较小。表 6两次敲击测点数据对比点号实验 02X/mmY/mmH/mmHV140140102016
10、20HV15030014101110HV25106004401170HV26193010900920HV39087006500550HV40086002720487HV41148008401680通过表 6 可以看出,两次敲击,对测点数据影响较小,最大差值在 1930 mm,未超过 2 mm。3.3实验 3331振动数据在测基准点及测点的时候对观测墩进行两次敲打,第一次轻击,最大振动速度为 Z 方向,大小为7038 cm/s;第二次重击,最大振动速度为 Z 方向,大小为49054 cm/s。本次实验中,第二次重击情况下,基准点残差超限,无数据。实验 3 重击状态下,BM07 号点盘左水平角为2
11、330121.8,盘右水平角为 530147.4,盘左和盘右561城市勘测2023 年 2 月角度差相差 25.6,导致该测回数据计算失败。332数据对比(1)基准点残差计算轻击下的残差统计表如表 7 所示。表 7轻击下基准点残差统计表点名2021033120:55(轻击)X/mm Y/mm H/mmBM01017245306BM02154083602BM06058019152BM07229181068通过表 7 可以看出,轻击状态下残差值与实验 1比较变化不大,振动对基准点的测量几乎没有影响,与无干扰状态下的基准点残差值基本一致。(2)测点数据对比测点的数据与实验 1 的数据平均值进行对比:
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