淺析RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

王平

摘 要：受到城市建設(shè)的影響，土地資源量逐漸減少，而為了滿足城市居民的住房需求，在進(jìn)行房屋建設(shè)時(shí)，以高層建筑為主，相對(duì)于多層建筑來(lái)說(shuō)，有效提升了土地資源的利用率。此種發(fā)展形勢(shì)下，基坑工程的深度和面積也在逐漸增大，致使基坑施工時(shí)的邊坡結(jié)構(gòu)坍塌率顯著提升，這不僅會(huì)影響工程進(jìn)度，還可能引發(fā)一系列的施工事故，為施工人員的人身安全構(gòu)成一定威脅。為了提升基坑施工的安全性，需要采取有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)保障基坑施工作業(yè)的順利開(kāi)展。本文以RTK技術(shù)為例，對(duì)其在基坑監(jiān)測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù);建筑工程;基坑監(jiān)測(cè)

由于基坑結(jié)構(gòu)的深度和面積不斷增大，在具體施工的過(guò)程中存在的變量也逐漸增多，致使基坑施工時(shí)很容易引發(fā)安全事故問(wèn)題。為了保障基坑施工作業(yè)的安全性，加大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)力度，但隨著基坑開(kāi)挖深度的變化，基坑邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)一步降低，此時(shí)的支護(hù)結(jié)構(gòu)如不能發(fā)揮應(yīng)有的支護(hù)作用便會(huì)對(duì)基坑施工的安全性造成極大影響，如發(fā)生結(jié)構(gòu)變形、偏移等問(wèn)題時(shí)，均可能影響到基坑施工的安全。因此需要通過(guò)基坑監(jiān)測(cè)的方式，及時(shí)了解結(jié)構(gòu)狀態(tài)，促使基坑施工的有序開(kāi)展。

一、建筑基坑變形的類型及成因

基坑變形指的是，基坑開(kāi)挖過(guò)程中，由于土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壓力差異增大所引發(fā)的位移現(xiàn)象，最終導(dǎo)致外部土體發(fā)生形變，引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)移動(dòng)或者沉降等問(wèn)題。其變形類型和成因主要包括以下幾點(diǎn)：

坑外地面沉降問(wèn)題。主要成因是，支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移或者因錨桿鉆孔引發(fā)的起包現(xiàn)象;地面水平位移。由于現(xiàn)場(chǎng)管理不力，致使在基坑周邊堆放大量施工材料或者停放大量重型機(jī)械所引發(fā)地面位移現(xiàn)象;基底出現(xiàn)隆起變形。因基底部分的土體結(jié)構(gòu)承載能力不足，且地面面積較大，在其下部承壓水的壓力增大時(shí)，導(dǎo)致的隆起現(xiàn)象。此外也與基底施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間暴漏在外也有一定的關(guān)系;支擋結(jié)構(gòu)側(cè)向或者豎向位移。當(dāng)支擋結(jié)構(gòu)受到外界因素的影響產(chǎn)生位移問(wèn)題時(shí)，變化引發(fā)基坑變形的問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)對(duì)建筑主體和施工條件造成極大影響。

二、RTK技術(shù)的應(yīng)用原理

RTK技術(shù)屬于GPS技術(shù)中的重要組成部分，在變形監(jiān)測(cè)工作中的GPS技術(shù)應(yīng)用可以被分為周期性監(jiān)測(cè)和連續(xù)性監(jiān)測(cè)兩種，考慮到基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，基坑結(jié)構(gòu)的形式和土體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)處于實(shí)時(shí)變動(dòng)的狀態(tài)下，且支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)也會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)生改變，為此需要優(yōu)先選擇連續(xù)性監(jiān)測(cè)模式。具體而言，就是通過(guò)在特定的位置固定監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)相關(guān)的基坑數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)性采集的過(guò)程，此種監(jiān)測(cè)方法對(duì)數(shù)據(jù)獲取的效率要求較高，必須滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取的要求方能保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

靜態(tài)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的效率相對(duì)較高，為了保障對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)差分測(cè)量的方式，以載波相位觀測(cè)的技術(shù)為依托，從中確定坐標(biāo)系中的三維定位數(shù)據(jù)。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，主要是通過(guò)與流動(dòng)站建立有效的聯(lián)系，以數(shù)據(jù)鏈為主要傳播途徑，進(jìn)行載波相位信號(hào)或是載波相位差值信號(hào)的傳輸。當(dāng)流動(dòng)站接收來(lái)自各個(gè)基站信號(hào)的同時(shí)，也會(huì)獲取衛(wèi)星信號(hào)，借助軟件對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并且得出各個(gè)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的空間關(guān)系。但此時(shí)所獲取的空間關(guān)系無(wú)法讀取，還需要通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的形式，形成可讀取的空間關(guān)系信息，通過(guò)對(duì)空間關(guān)系的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可有效判斷基坑開(kāi)挖的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)展位移或者變形等問(wèn)題。

三、RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在對(duì)RTK技術(shù)的應(yīng)用原理進(jìn)行分析后，可以確定，進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)時(shí)，需要合理設(shè)置監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，并且合理選用數(shù)據(jù)處理方式，方能保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)同步以及數(shù)據(jù)獲取的高效性與準(zhǔn)確性。

（一）依據(jù)監(jiān)測(cè)要求，合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)

RTK技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)首先設(shè)置好流動(dòng)站和基準(zhǔn)站，在進(jìn)行基準(zhǔn)站選擇時(shí)，應(yīng)考慮到衛(wèi)星信號(hào)的接收質(zhì)量問(wèn)題，注意周邊不得出現(xiàn)大型的建筑和障礙物遮擋，以免影響衛(wèi)星信號(hào)的傳輸質(zhì)量。此外，應(yīng)將其靠近重點(diǎn)監(jiān)測(cè)位置設(shè)置，確保重點(diǎn)監(jiān)測(cè)位置均處于數(shù)據(jù)鏈的覆蓋范圍之內(nèi)。為確保對(duì)基坑維護(hù)部位的有效監(jiān)測(cè)，需在陽(yáng)角和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的中部設(shè)置多個(gè)流動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且將各個(gè)流動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距控制在20m左右。進(jìn)行地表沉降監(jiān)測(cè)時(shí)，則需要在周邊道路附近設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置確認(rèn)后，需要執(zhí)行安裝基準(zhǔn)站接收機(jī)的作業(yè)，同時(shí)保障電源線以及電臺(tái)的合理連接。在基準(zhǔn)站接收機(jī)安裝無(wú)誤后，需開(kāi)啟接收機(jī)，并且按照基坑監(jiān)測(cè)的需求，對(duì)重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行有效設(shè)置。之后再按照規(guī)范要求，完成流動(dòng)站的開(kāi)機(jī)和初始化設(shè)置工作。具體進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)之前，應(yīng)首先對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并且比對(duì)坐標(biāo)值，要求其測(cè)得的數(shù)值差異應(yīng)小于5-7cm，差值處于規(guī)定范圍內(nèi)才允許被用于基坑監(jiān)測(cè)，反之，則需要重新完成上述設(shè)置工作。

（二）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理

在基坑區(qū)域所設(shè)置的觀測(cè)點(diǎn)，需要實(shí)時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站所傳輸?shù)妮d波相位信號(hào)，借助軟件系統(tǒng)完成對(duì)衛(wèi)星信號(hào)以及載波信號(hào)的分析和處理后，可以得出觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的距離和高程參數(shù)，通過(guò)與前期數(shù)據(jù)的差值對(duì)比，可以確定基坑位置是否存在變形、位移等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑結(jié)構(gòu)的有效監(jiān)測(cè)。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)采樣率以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等操作進(jìn)行綜合考慮，選擇最佳的作業(yè)方法，保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)獲取。

就坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，有很多因素會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性構(gòu)成影響，如區(qū)域、時(shí)間和數(shù)據(jù)的完整性等。為將數(shù)據(jù)處理的誤差控制在小范圍內(nèi)，需要嚴(yán)格落實(shí)以下幾點(diǎn)操作：在數(shù)據(jù)傳遞的過(guò)程中，是遵循先傳遞至流動(dòng)站，再傳遞至基準(zhǔn)站的規(guī)律，在此過(guò)程中，基準(zhǔn)站、觀測(cè)點(diǎn)和流動(dòng)站在數(shù)據(jù)鏈的作用下，形成了一個(gè)循環(huán)傳遞的系統(tǒng)，為保障對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的正確差分處理，需對(duì)整體的未知數(shù)進(jìn)行解算;對(duì)于轉(zhuǎn)換參數(shù)的確認(rèn)，需要完成流動(dòng)站的初始化操作后，通過(guò)參考站的向量值獲得。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)際進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)時(shí)，RTK技術(shù)的應(yīng)用雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑信息的動(dòng)態(tài)獲取，及時(shí)了解基坑結(jié)構(gòu)各類參數(shù)的變化值，但在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，還存在一定的不足，很可能出現(xiàn)參數(shù)誤差的問(wèn)題，對(duì)測(cè)量值的準(zhǔn)確性造成影響。因此，要求在后續(xù)發(fā)展中，應(yīng)加大對(duì)RTK技術(shù)的研究力度，努力提升數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和高效性，為基坑監(jiān)測(cè)作業(yè)提供更為可靠性的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳順良.RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2014（6）

[2]張帥珂，陶然.淺談RTK技術(shù)在工程中的應(yīng)用[J].北方交通，2014（A02）

[3]張聰華.RTK技術(shù)在建筑基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2016（6）

[4]裴克選.RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用問(wèn)題探究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（20）