帶狀測繪工程控制網的優(yōu)化設計與精度分析

謝長羽

摘? ? 要：隨著衛(wèi)星導航定位技術的迅速發(fā)展，我國在測繪地理信息產業(yè)的工程領域已進入集全球定位系統(tǒng)（GPS）、格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）和伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Galileo）的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）時代。本文對帶狀測繪工程控制網的優(yōu)化設計與精度進行分析，以供參考。

關鍵詞：帶狀測繪;控制網優(yōu)化;精度分析

1? 引言

當前全國范圍內廣泛開展的城市大比例尺帶狀地形圖測繪，核心數(shù)據(jù)成果即為滿足測量精度要求的1∶500、1∶2000現(xiàn)狀地形圖，主要工作量集中在地物特征點的外業(yè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)精度檢測等環(huán)節(jié)。項目具有任務量大、施測工期緊、測區(qū)環(huán)境復雜、交通量大、安全系數(shù)低、施測難度大等典型特征。

2? 施工方案及監(jiān)測點布設

基坑整體施工順序為由北向南依次進行開挖，坑中坑位置進行二次開挖。采用基坑頂部放坡及SMW工法樁+內支撐、SMW工法樁+可回收高壓旋噴水泥土錨索、鋼板樁+內支撐相結合的支護體系，在基坑的西北角和西南角采用頂部放坡和SMW工法樁+內支撐，基坑東北角、東南角及東側位置采用頂部放坡和SMW工法樁+可回收高壓旋噴水泥土錨索，坑中坑位置采用鋼板樁+內支撐，在基坑開挖施工過程中，周邊土體的位移能夠直接反應出基坑開挖對周圍環(huán)境的影響，對基坑進行實時監(jiān)測能夠切實保障基坑及周圍建構筑物的安全，及時跟蹤掌握基坑開挖和地下室施工過程中可能出現(xiàn)的各種不利情況，為建設單位和施工單位合理安排土方開挖順序和施工進度，確?；蛹爸車嬛铩⒌乇淼陌踩?，出現(xiàn)隱患時為及時采取應急措施提供技術依據(jù)。文中選取支護樁周邊土體深層水平位移、基坑坡頂水平位移及豎向位移、支撐及錨索軸力的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。

3? 基準點、工作基點布設

在基坑東側，在距離基坑30m外不受施工影響的穩(wěn)定區(qū)域，沿千峰南路從南到北每隔100m布設1個基準點，共布設3個基準點（K1～K3）;在基坑西側，在距離基坑30m外不受施工影響的穩(wěn)定區(qū)域，在地表從南到北每隔100m布設1個基準點，共布設3個基準點（K4～K6）。在基準點采用洛陽鏟挖直徑約200mm、深度為1.5m的孔，然后將長度為2m的Φ16鋼筋打入孔內，并用C20混凝土進行澆筑，鋼筋頂部高出地面約10cm，并砌磚保護。本次水平位移與豎向位移監(jiān)測基準點，二者共用。

4? 周邊地表豎向位移監(jiān)測點布設

用電錘在地表鉆孔，植入Φ12長30cm鋼筋，用植筋膠固定的方法，在基坑東側、西側道路地表每隔25m布設一個道路地表監(jiān)測點。本次在基坑東側千峰南路人行道布設7個地表監(jiān)測點，編號為DB1～DB7，基坑西側布設6個地表監(jiān)測點，編號為DB8～DB13。

5? 監(jiān)測方法

5.1? 豎向位移基準網測量

本次高程控制網采用獨立高程系，使用電子水準儀（徠卡DNA03）配一對2m銦鋼精密條碼尺，按二等沉降觀測技術要求測量，技術要求符合《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2016）中相關規(guī)定。

5.2? 水平位移監(jiān)測

使用全站儀（徠卡TS11）采用坐標法測量：在基坑圍護邊的兩端遠處各選定一個穩(wěn)固基準點K2、K3，用全站儀測出其坐標，以K3為測站點、K2為定向點，測得各監(jiān)測點的初始坐標X0、Y0，監(jiān)測點本次Xi、Yi與初始值X0、Y0的差值即為該點X、Y累計位移量。以上無論是平面監(jiān)測網、豎向監(jiān)測網的建立，還是平面觀測點、豎向觀測點的觀測，自始至終都使用同樣的儀器設備、相同的作業(yè)人員、相同的作業(yè)方法。

6? 施測具體執(zhí)行

（1）GPS測量作業(yè)的基本技術要求。根據(jù)規(guī)范要求，為提高外業(yè)精度，外業(yè)觀測提高一個等級，按三等進行觀測，平差處理精度按四等進行。靜態(tài)測量中三、四等衛(wèi)星截取高度角≥15°;三、四等觀測時段數(shù)≥1;三、四等數(shù)據(jù)采集間隔10s～30s;三等同時觀測可使用衛(wèi)星數(shù)≥5，四等同時觀測有用衛(wèi)星數(shù)≥4;三等有效時段時長≥60min，四等有效時段時長≥45min;接收機類型都為單/雙頻、PDOP值≤6。（2）GPS測量網形設計。按靜態(tài)相對定位模式，6臺接GPS接收機同時觀測;同步網間通過邊聯(lián)的方法構網，構成大地四邊形或三邊形組成的線形網。復測、加密測量同時進行，數(shù)據(jù)獨立處理。將加密的控制網與設計院的控制網相附合到設計院的控制網上。本標段為獨立標段，前后與既有道路順接，無相鄰單位搭接情況。

7? 基坑坡頂水平位移分析

該工程沿支護結構邊緣共布置了15個水平位移觀測點（C1～C15），監(jiān)測時間為2018年10月19日至2019年4月11日。在此期間，基坑坡頂水平位移超出預警值（25㎜）的測點為C12、C13、C14，其余測點均未超出預警值;坡頂水平累計位移最大值為53㎜，測點編號C13。本文選取超出預警值C12、C13、C14測點做分析，將坡頂水平位移繪制成時程曲線，。

8? 基坑變形監(jiān)測系統(tǒng)控制網優(yōu)化設計

由于長基坑自身的環(huán)境限制因素較多，常規(guī)的控制網變形監(jiān)測措施難以有效開展，而目前隨著信息化技術的發(fā)展，機器人測量、激光三維測量等先進智能化技術也得到了較為廣泛的應用。其中，機器人測量技術可以借助于智能化搜索棱鏡位置功能，有效獲取長基坑邊角相關數(shù)據(jù)，且該技術采取的數(shù)據(jù)處理方式較為常規(guī);激光三維測量技術的主要優(yōu)勢在于能獲取大范圍、大量的數(shù)據(jù)，但這也對數(shù)據(jù)分析處理造成了極大的難度。當前不少企業(yè)已經逐漸采取智能化、系統(tǒng)實時化手段，充分利用軟硬件優(yōu)勢，對基坑變形進行動態(tài)監(jiān)測預警。

9? 基坑變形監(jiān)測控制網精度分析

技術人員在對變形測量獲取的數(shù)據(jù)進行處理時，倘若整個監(jiān)測網內部有變形較小的基準點，起算數(shù)據(jù)也較為充足，則可以通過固定基準進行其余點的測定。本文主要選取固定基準，且該位置在長基坑內部是既知的，繼而根據(jù)數(shù)據(jù)平差判定工作基點的具體位置，其余監(jiān)測點位置可以通過監(jiān)測點所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)、工作基點坐標獲取。為此，基準點坐標是否具備高精度對于長基坑變形監(jiān)測具有重要意義，本項目在初始階段即將基準點放在長基坑內部變形較為穩(wěn)定的區(qū)域，但是其穩(wěn)定性仍舊存在不可靠現(xiàn)象，因此，判定基準點位置的穩(wěn)定性是長基坑監(jiān)測中的重要內容，觀測現(xiàn)場無法判斷該點觀測值的變化是由于觀測誤差引起還是由于基準點穩(wěn)定性發(fā)生變化引起，本文采用組合后驗方差檢驗法對基準點穩(wěn)定性進行判斷。組合后驗方差檢驗法就是通過基準點的各種組合，進行平差計算，以結果的后驗單位權方差構成統(tǒng)計量，進行χ2檢驗（又稱卡方檢驗），當統(tǒng)計量大于給定的分位值時，若零假設（基準點未顯著變動）不成立，可得到顯著變動的基準點，需要進行迭代計算，直到檢驗通過。具體的步驟如下：根據(jù)基準點數(shù)進行基準點組合，如有m個基準點，則可取m個、m-1個、m-2個、…m-k個基準點的組合，所有的組合數(shù)，對每一組合作后驗方差檢驗。

10? 結束語

在整個施工過程中，加強和完善對圍護墻體的變形觀測，以及對周邊的水體、建筑物、管線的監(jiān)測，及時反饋信息，指導優(yōu)化施工，即信息化施工是確保整個圍護體系穩(wěn)定性的一個不可缺少的重要措施。

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