常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移

1、常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 畢 業(yè) 論 文 題目:常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移 監(jiān)測中的應(yīng)用研究 學(xué) 院: 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級 2003級 測 繪 工 程 1班 屆 次 2 0 0 7屆 學(xué)生姓名 魏 雙 全 學(xué) 號 03100023 指導(dǎo)教師 邱健壯 副教授 二OO七年六月十五日 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 目 錄 摘要 1 英文摘要 2 1引言 3 1.1 研究的目的意義 3 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4 1.3 研究的內(nèi)容和方法 6 2 基坑變形監(jiān)測的基本理論 7 2.1 基坑工程的基本理論 7 2.2 基坑變形監(jiān)測方案設(shè)計理論 9 2.3

2、基坑水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)處理理論14 3 基坑水平位移變形監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)分析23 3.1 工程概況23 3.2 點(diǎn)位布設(shè)24 3.3 基坑水平位移觀測方案的實(shí)施26 3.4 實(shí)驗(yàn)過程28 3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析29 4 結(jié)論和展望35 4.1 結(jié)論35 4.2 展望36 參考文獻(xiàn)37 致謝39 附錄402 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 CONTENTS Abstract.1 English summary2 1 Introduction .3 1.1 Research goal significance 3 1.2 Domestic and foreign research present situat

3、ion .4 1.3 Research contents and method .6 2 Hole excavated for building foundation distortion monitor elementary theory 7 2.1 Building foundation project elementary theory7 2.2 Building foundation distortion monitor project design9 2.3 Building foundation horizontal departures monitor the data proc

4、essing theory 14 3 Horizontal departure distortion monitor experiment analyzes 23 3.1 Project surveys .23 3.2 Point position build 24 3.3 Horizontal departures observe the plan the implementation 26 3.4 Experimental processes 28 3.5 Observation data reduction analysis . 29 4 Conclusion and forecast

5、35 4.1 Conclusions 35 4.2 Forecasts.36 References37 Thanks 39 Appendix40 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 2003級測繪工程1班 :魏雙全 指導(dǎo)教師:邱健壯 【摘要】城市地下空間開發(fā)和高層建筑的建設(shè)，產(chǎn)生了大量的基坑工程，其規(guī)模的深度不斷增加。城市中的深基坑工程一般處在密集的建筑群中，施工場地狹窄，因而對施工的要求越來越高，地基和基坑變形問題越來越突出。為了保證基坑安全，必須對基坑進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，其中對基坑頂部支護(hù)的水平位移監(jiān)測是基坑監(jiān)測中最基本、最有效的一種。本文將從產(chǎn)生基坑變形的

6、地質(zhì)條件、力學(xué)基礎(chǔ)、支護(hù)方案等理論研究入手，結(jié)合山東省泰安銀座商住樓基坑水平位移監(jiān)測的實(shí)際情況，進(jìn)行布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)，并用極坐標(biāo)法對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了12個周期的觀測。基坑變形監(jiān)測的核心，即區(qū)分形變和誤差。因此，在測量數(shù)據(jù)處理方面，本文利用 “異常數(shù)據(jù)探測與粗差處理”、“最小二乘”以及 “曲線擬合線性回歸”理論對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理優(yōu)化，最終得出真實(shí)監(jiān)測點(diǎn)的最佳變化曲線，從而得知整個基坑的變化趨勢，進(jìn)行實(shí)時預(yù)報。 【關(guān)鍵詞】基坑工程;水平位移;監(jiān)測;數(shù)據(jù)處理;泰安銀座 1 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 Geodetic conventional excavation methods

7、in the horizontal displacement of the monitoring study Surveying and Mapping Engineering of 2003:Wei ShuangQuan The instructor:Qiu JianZhuang 【Abstract】 The city underground space development and the high-rise construction, has had the massive hole excavated for building foundation project, its scal

8、e depth increases unceasingly。In the city deep hole excavated for building foundation project occupies generally in the crowded architectural complex, the construction location is narrow, thus is more and more high to the construction request, the ground and the hole excavated for building foundatio

9、n distortion question is more and more prominent. In order to guarantee the hole excavated for building foundation security, must carry on the real-time monitor to the hole excavated for building foundation, in which is in the hole excavated for building foundation monitor is most basic to the hole

10、excavated for building foundation crown supports and protections horizontal departure monitor, the most effective one kind. This paper will produce the deformation of the geological conditions, mechanical infrastructure, and supporting programs theoretical research, and Taian of Shandong province Yi

11、nZuo composite Pit horizontal displacement monitoring of the actual situation, laid benchmark, the monitoring points, and polar coordinate with the monitoring points for the 12-cycle observation. Pit deformation monitoring of the core, namely, the distinction between deformation and error. Therefore

12、, the measurement data processing, the use of this anomaly detection and data processing gross error least squares and linear regression curve fitting theory of measurement data processing optimization, finally come true monitoring points in the best curve, in order to find out the whole pit the tre

13、nd for real-time forecasting. 【Key word】 Hole excavated for building foundation project; horizontal departure; monitor; data processing;Taian YinZuo 2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 引言 1.1 研究的目的和意義 1.1.1 研究的目的 變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象，指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小、及位置時間域和空間域中的變化。變形體在一定范圍內(nèi)被認(rèn)為允許的，如果超允許1值，則可能引發(fā)災(zāi)害。 隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,高層、超高層建筑競相發(fā)

14、展,以及地下工程(倉庫、商場、地鐵、軍事工程)不斷涌現(xiàn)，隨之而來的深基坑工程越來越多,其開挖深度也越來越深。比如，近幾年已經(jīng)建成高層建筑有:深圳地王大廈，地上81層，桅桿高度384米，其中塔座混凝土結(jié)構(gòu)高度325米;上海金茂大廈，建筑面積27.59萬平方米，地下三層，地上88層，桅桿尖標(biāo)高460米。目前國內(nèi)最深的高層建筑2地下室是福州新世紀(jì)大廈，地下6層，基坑深25.6米，局部到27米。 由于深基坑工程施工期(自基坑開挖至基坑回填)較長、施工場地狹窄(挖土不能放坡，鄰近有建筑物和市政地下管道)、受自然氣候、復(fù)雜的工程地質(zhì)條件等因3素影響大,所以深基坑施工往往施工條件差、安全隱患很大。盡管在基坑

15、設(shè)計時采用了一定的安全系數(shù)，使其能安全承受所考慮的多種外荷載影響，但是由于設(shè)計中不可能對工程的工作條件及承載能力做出完全準(zhǔn)確的估計，施工質(zhì)量也不可能完美無缺，工程在運(yùn)行過程中還可能發(fā)生某些不利的變化因素，所以，國內(nèi)外仍有一些1工程事故的出現(xiàn)。 變形測量的目的是測定物體物形狀、大小的變化，即獲得變形體的集合狀態(tài)信息。隨著科技水平和觀測手段的不斷發(fā)展，變形監(jiān)測的準(zhǔn)確度要求也越高。變形研究首先要獲取準(zhǔn)確的百年性信息，而且要盡可能地去發(fā)現(xiàn)變形內(nèi)在的規(guī)律和外界影響。研究變形機(jī)理，從而達(dá)到對變形的影響進(jìn)行預(yù)報，這就需要高精度的觀測技術(shù)4和數(shù)據(jù)采集方法以及與此相適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理分析方法。 本論文研究的目的是:

16、(1)豐富和發(fā)展前人對基坑變形水平位移監(jiān)測方法和數(shù)據(jù)處理手段。(2)了解基坑產(chǎn)生變形的過程，及時準(zhǔn)確的預(yù)測預(yù)報基坑變形，動態(tài)的指導(dǎo)銀座基坑的開挖和施工。(3)研究常規(guī)大地測量在基坑水平位移監(jiān)測中的適宜方法。 3 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 1.1.2 研究的意義 隨著深基坑的不斷涌現(xiàn),由于地層構(gòu)造的錯綜復(fù)雜,加上設(shè)計方案錯誤和施工管理不善, 當(dāng)前深基坑支護(hù)還缺乏規(guī)程和經(jīng)驗(yàn)，隨之各城市出現(xiàn)了不少工程事故.據(jù)統(tǒng)計上海從1993年至今，深基坑工程約有200多處，而事故失誤達(dá)1/4。造成了2巨大的經(jīng)濟(jì)損失,延誤了工期,造成了不良影響. 因此，對基坑進(jìn)行監(jiān)測是十分必要。 將基坑監(jiān)測的

17、成果應(yīng)用到實(shí)踐中，能動態(tài)的指導(dǎo)基坑工程的開挖施工，向建設(shè)單位提供可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及周邊建筑物的安全性和穩(wěn)定性。以免基坑災(zāi)害的發(fā)生，造成人民生命和財產(chǎn)損失，維持良好的基坑施工環(huán)境等，都具有重要意義。 利用常規(guī)大地測量的方法對基坑水平位移進(jìn)行監(jiān)測，一直被廣泛的采用，取得了很多的經(jīng)驗(yàn)，隨著基坑技術(shù)，尤其是基坑支護(hù)技術(shù)的不斷完善，以及變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理手段的不斷發(fā)展，新的技術(shù)和理論已經(jīng)應(yīng)用于基坑的變形監(jiān)測。因此，采用最新基坑技術(shù)和變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法對泰安銀座商住樓進(jìn)行基坑進(jìn)行監(jiān)測，研究其方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2006年，范建在“深基坑變形預(yù)測方法綜述”中闡述了深基坑變形機(jī)

18、理。深基坑的變形包括周邊地表沉降、圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起三個方面。影響基坑變形的主要因素包括:(1)基坑的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件;(2)支護(hù)類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù);(3)基坑平面尺寸及開挖深度;(4)施工過程和場地周邊環(huán)境;(5)地面超載和震5動荷載。 目前國內(nèi)關(guān)于基坑位移監(jiān)測方法研究方面。2002年，寇剛,姚連璧. 在“基坑水平位移監(jiān)測方法的探討”中簡要論述建筑物水平位移監(jiān)測中所采用的一些方法的基礎(chǔ)上,對困難條件下基坑水平位移監(jiān)測給出了改進(jìn)的方法,探討了改進(jìn)后方法6的精度,并以具體工程實(shí)例說明了此方法的實(shí)用性。1996年,熊寶春,潘延玲等在“基坑水平位移監(jiān)測的方法比較與精度分析”中:基坑狀一般有

19、矩形、多邊形和圓形三種,監(jiān)測方法根據(jù)基坑的形狀和施工現(xiàn)場的具體情況，一般有基準(zhǔn)線法 (或稱7軸線法)、小角度法(或稱測小角法)，極坐標(biāo)法和前方交會法這四種。2001年，王正曉、張曉春等在“建筑地基與基坑變形監(jiān)測芻議”中,隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,高層、超高層建筑在原建筑物稠密區(qū)大量興建,加之過量超采城市地下水,帶來的地基與基坑變形問題越來越突出。為了防治建筑地基與基坑變形災(zāi)害,必須建立4 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 操作性較強(qiáng)的變形監(jiān)測系統(tǒng),及時作好預(yù)警、預(yù)報工作,使變形監(jiān)測的方法、技術(shù)更8加完善。2004年，張顯剛.王俊英等在“超深大基坑邊坡支護(hù)和監(jiān)測技術(shù)”中:對基坑護(hù)坡整體位移的全程觀測表明，

20、最大位移值說明基坑支護(hù)體系整體性好壞8 。2004年，江霞在“基坑位移監(jiān)測技術(shù)移監(jiān)測”中: 水平位移監(jiān)測可提供基坑邊壁的水平變形量、變形速率和變形分布信息，進(jìn)而可分析基坑邊壁的穩(wěn)定性。水平位移監(jiān)測可采用精密經(jīng)緯儀或全站儀進(jìn)行測量。由經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)面形成基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法，稱為視準(zhǔn)線法。視準(zhǔn)線法分為距離變化法(也稱移位法)和角度變化法(也9稱小角法)兩種，利用全站儀測定觀測點(diǎn)的坐標(biāo)稱為坐標(biāo)變化法。2006年,黃壽貴在“談變形測量”中簡介建筑物、尤其是高層建筑在施工前至竣工后全過程中實(shí)施變形測量的重要性,介紹建立水平位移監(jiān)測網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的方法,以及變形10觀測數(shù)據(jù)分析處理的幾種方法。 目前國內(nèi)關(guān)

21、于基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方面。2006年,程學(xué)軍,耿冬青等在“基坑開挖對臨近高層建筑物影響的監(jiān)測及分析” 中，對基坑水平位移監(jiān)測結(jié)果評價是邊坡的變形雖然受到監(jiān)測點(diǎn)破壞的影響,但根據(jù)各個階段變形疊加可得其邊坡變形數(shù)據(jù),11得出最大水平位移變形小于某一固定值,可判斷在監(jiān)測期間,邊坡是否安全。2003年, 李明峰,蔣輝在“基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理”中，分析基坑支護(hù)樁樁頂水平位移監(jiān)測和樁體深層水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的特性,將兩種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理,提出利用二次曲面函數(shù)構(gòu)建基坑監(jiān)測面變形模型的方法,并將抗差估計應(yīng)用于監(jiān)測數(shù)據(jù)的粗差分析與處理中,通過選權(quán)迭代,能很好地求得監(jiān)測面的變形模12型,從而準(zhǔn)確地求

22、解監(jiān)測面各點(diǎn)的水平位移和分析監(jiān)測面的總體位移情況 。2005年，龔錦林在碩士學(xué)位論文“基坑開挖對臨近基礎(chǔ)變形影響的數(shù)值分析”中，在深基坑工程中，如果應(yīng)用現(xiàn)有基坑工程的設(shè)計理論(變形控制設(shè)計)和常規(guī)施工技術(shù)已經(jīng)難以滿足保護(hù)基坑周圍環(huán)境及自身穩(wěn)定性的要求。將基坑、支護(hù)結(jié)構(gòu)、鄰近建筑物基礎(chǔ)、土體放在一個系統(tǒng)中進(jìn)行研究。針對某典型工程算例的實(shí)際情況，結(jié)13合共同作用理論及有限元方法 。2005年，黃秋林,邱冬煒在“深基坑變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理”中結(jié)合工程實(shí)例,對深基坑工程變形監(jiān)測的主要內(nèi)容和實(shí)施方法進(jìn)行了介紹,探討了對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行及時計算分析和信息反饋的方法,并提出了應(yīng)用穩(wěn)健3估計數(shù)據(jù)探測法對基坑變形監(jiān)測

23、數(shù)據(jù)進(jìn)行抗粗差處理的方法。 綜上所述，眾多學(xué)者對基坑變形機(jī)理、監(jiān)測方案和方法、數(shù)據(jù)處理方法等的研究和實(shí)驗(yàn)，取得了豐碩的成果，也為建筑基坑的施工帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由于基坑監(jiān)測技術(shù)處于理論趨于成熟階段.希望本次畢業(yè)論文設(shè)計，常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究，在數(shù)據(jù)處理的方法，運(yùn)用周密的邏輯和科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明其科學(xué)性和正確性，希望在未來基坑施工中得到應(yīng)用和推廣。 5 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 1.3 研究內(nèi)容和方法 1.3.1 研究內(nèi)容 針對山東省泰安市銀座商住樓基坑水平位移監(jiān)測情況，豐富和發(fā)展前人對基坑水平位移監(jiān)測的觀測方法和數(shù)據(jù)處理手段，通過周期觀測，了解基坑

24、產(chǎn)生變形的機(jī)理和過程，及時采集監(jiān)測點(diǎn)信息，為基坑穩(wěn)定性分析和預(yù)測預(yù)報提供準(zhǔn)確的可靠的信息，得到基坑的形變趨勢及變化規(guī)律，從而達(dá)到動態(tài)指導(dǎo)基坑開挖和施工的要求。主要研究內(nèi)容如下: (1)通過對基坑地質(zhì)條件、力學(xué)、支護(hù)方案等了解，探討其對基坑變形影響。 (2)設(shè)計基坑開挖水平位移監(jiān)測方案及實(shí)施。 (3)對基坑開挖水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法的研究。 (4)反饋和驗(yàn)證基坑工程施工方案尤其是基坑支護(hù)方案的合理性。 1.3.2 研究方法 本論文研究分三階段:第一階段為調(diào)研。廣泛收集泰安銀座商住樓有關(guān)基坑監(jiān)測相關(guān)地質(zhì)、水文等勘察資料和力學(xué)、支護(hù)方案等施工設(shè)計資料;第二階段為實(shí)驗(yàn)。布置基坑監(jiān)測基準(zhǔn)及其監(jiān)測點(diǎn)，并

25、分期進(jìn)行觀測;第三階段為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理。采用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型和誤差處理理論對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;第四階段:撰寫研究報告，請導(dǎo)師和工程師咨詢，修改報告。 研究采用的技術(shù)路線為:現(xiàn)場考察和調(diào)研相結(jié)合;實(shí)際監(jiān)測和理論分析相結(jié)合;理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐創(chuàng)新相結(jié)合，在已有研究成果的基礎(chǔ)上，通過監(jiān)測確定基坑的變形趨勢，從而為基坑的預(yù)報提供依據(jù);技術(shù)理論與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，使本論文的研究即有技術(shù)方法上的突破，又能指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。 6 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 基坑變形監(jiān)測的基本理論 2.1 基坑工程的基本理論 2.1.1 基坑產(chǎn)生變形的力學(xué)機(jī)理 伴隨著基坑的開挖，勢必破壞原有的力學(xué)平衡，在基坑工程中作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的

26、荷載主要有: (1)土壓力 進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)計算時，作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體界面上的壓力即為土壓力，分三種類型:靜止土壓力、主動土壓力、被動土壓力。邊坡土體應(yīng)力狀態(tài)有靜止土壓力狀態(tài)主動轉(zhuǎn)向主動土壓力狀態(tài)，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)位移。 (2)水壓力 水壓力與地下水的補(bǔ)給數(shù)量、季節(jié)變化、施工開挖期間擋墻的水密度、入土深度、排水處理方法等因素有關(guān)。當(dāng)基坑施工時，支護(hù)墻內(nèi)降水形成墻內(nèi)外水頭差，地下水從坑外流向坑內(nèi)，若為穩(wěn)態(tài)滲流，那么水土分算時作用在支護(hù)墻上的水壓力可用流網(wǎng)法確定。 (3)范圍內(nèi)的建筑物、結(jié)構(gòu)物荷載 (4)荷載:汽車、吊車及場地堆載等 (5)若支護(hù)作為主題結(jié)構(gòu)的一部分，應(yīng)考慮地震力 14(6)溫度

27、影響和混凝土收縮引起的附加荷載。 其中，土壓力和水壓力是影響基坑變形的主要荷載。 2.1.2 基坑邊坡的支護(hù)原理 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用是擋土，使基坑在開挖和高層深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工全過程中，能夠安全順利的進(jìn)行，并保證在深基礎(chǔ)施工期間對鄰近建筑物和周圍的地上和地下工程不產(chǎn)生危害。 一般深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)通常是作為臨時性結(jié)構(gòu)的，當(dāng)接觸施工完畢即失去作用。當(dāng)前國內(nèi)深基坑工程已有大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了許多深基坑施工的新技術(shù)，取得了較大的進(jìn)步，如地下連續(xù)墻、排樁支護(hù)、錨固支護(hù)、深層攪拌支護(hù)、噴網(wǎng)錨支護(hù)、逆作法施工等。但各種方法都不是萬能的，都要結(jié)合土質(zhì)條件、基坑深度、地下水情況因地制宜地實(shí)施。根據(jù)不容支護(hù)結(jié)

28、構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件，科學(xué)地選擇7 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 經(jīng)濟(jì)合理方案。其中最重要的控制條件是基坑的穩(wěn)定性、地面變形的控制、環(huán)境因素、地下水的控制、防止基坑隆起、管涌與流砂等巖土工程問題?，F(xiàn)將集中應(yīng)用較多的支護(hù)形式簡述如下: (1) 地下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻的施工工藝是利用特制的成槽機(jī)械在泥漿(又稱穩(wěn)定液，如膨潤土泥漿)護(hù)壁的情況下進(jìn)行開挖，形成一定槽段長度的溝槽;在將地面上制作好的鋼筋籠放入槽段內(nèi)。采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土澆筑，完成一個單元的墻段，各墻段之間的特定接頭方式(如有接頭管或接頭箱做成的接頭)相互聯(lián)結(jié)，形成一道連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻。 排樁支護(hù) (2)基坑開

29、挖時，對不能放坡或由于場地限制不能采用攪拌樁支護(hù)，開挖深度在610米左右時，即可采用排樁支護(hù)。排樁支護(hù)可采用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、預(yù)制鋼筋混凝土板樁或鋼板樁等。 (3) 錨固支護(hù) 錨固支護(hù)就是在排樁支護(hù)之后，在樁頂增設(shè)一條鎖口梁，有的在樁頂適當(dāng)位置增設(shè)錨桿，使懸臂樁改變起受力性能。但往往由于基坑較深，又與多因素的相互影響，如土的性質(zhì)、地下水的流向、現(xiàn)場管理等等因素的影響，使錨固支護(hù)出現(xiàn)的事故也很多。 (4) 深層攪拌樁支護(hù) 深層攪拌樁是加固軟土地基的一種新方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械，將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-

30、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體。 (5) 噴錨網(wǎng)支護(hù) 噴錨網(wǎng)支護(hù)是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的簡稱。它作為一種先進(jìn)的支護(hù)(加固)技術(shù)，國內(nèi)外在巖土質(zhì)量邊坡和大跨度地下工程中，特別是在不良地質(zhì)條件下，現(xiàn)已進(jìn)行了廣泛而成功的應(yīng)用。但是，作為一種支護(hù)深基坑邊坡的有效方法，用“噴、錨、網(wǎng)”取代老式樁、板、墻、管、撐或樁錨、板錨、墻錨撐錨等，確具有其新穎性。 基坑開挖與支護(hù)是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的綜合技術(shù)，支護(hù)方案的確定非常重要，因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與地質(zhì)情況、地水位、土質(zhì)參數(shù)及周圍環(huán)境等有密切關(guān)系?；又ёo(hù)方案首先要考慮安全，其次是經(jīng)濟(jì)。表1-1為基坑住戶方案選用。 總之，基坑

31、工程除了力學(xué)基礎(chǔ)和支護(hù)理論外。地質(zhì)條件，水文因素、施工條件8 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 以及其他外在因素的不確定性的影響，也不容忽視。所以，基坑工程是涉及多學(xué)科的極其復(fù)雜的邊緣學(xué)科。 表1-1 基坑支護(hù)方案選用 基坑深/m 地下室層數(shù) 土質(zhì)較差 土質(zhì)較好 8 2 支護(hù)方案: 支護(hù)方案: ,1. 土釘加噴錨網(wǎng) 1. 土釘加噴錨網(wǎng) 2. 鋼板樁加支撐 2. 采用噴錨網(wǎng)支護(hù) 3. 灌注樁加壓頂梁，頂部加一層錨桿 4. 土抗二層開挖 915 3-4 支護(hù)方案: 支護(hù)方案: 1. 采用噴錨網(wǎng)支護(hù) 1. 采用局部逆作法2. 灌注樁加三層錨桿 或分層逆作法 3. 逆作法施工 2. 采用錨桿網(wǎng)支護(hù) 4. 土抗

32、三開挖 1622 4-5 支護(hù)方案: 支護(hù)方案: 1. 逆作法施工 1. 采用逆作法 2. 臺階形支護(hù)采用噴錨網(wǎng) 2. 采用臺階型支護(hù)，3. 采用噴錨網(wǎng)局部加支撐 底層可采用灌注4. 土坑在基坑邊局部預(yù)留樁，期于可采用噴土方 毛錨網(wǎng) 3. 灌注樁加錨桿三道 注:基坑深度包括底板厚度;2.地下水要在基坑開挖前10D做降水處理 2.2 基坑變形監(jiān)測基本理論 2.2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)及穩(wěn)定性檢驗(yàn)研究 由于深基坑對周圍地層、周邊建筑物的地基產(chǎn)生沉降和傾斜效應(yīng)，故基準(zhǔn)點(diǎn)必須選在距離基坑較遠(yuǎn)的穩(wěn)定區(qū)域，并做固定標(biāo)志。為確保變形分析在穩(wěn)定基準(zhǔn)上進(jìn)行，所以必須對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)和判斷。 9 常規(guī)大地測量方法

33、在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 基坑基準(zhǔn)點(diǎn)檢驗(yàn)時可認(rèn)為所選擇的基準(zhǔn)點(diǎn)是基本穩(wěn)定的,對基準(zhǔn)采用擬穩(wěn)平j(luò)差。設(shè)第K期基坑監(jiān)測值中、兩點(diǎn)間的基線向量的誤差方程為: i，00,，V,XXX,Xijjiij,Xj,Xi,00, VYYY,，(2-1) ,Yijji,ij,Y,Yji,00,V,ZZZ,Zijji,，ij，KK,Zi，,ZjK，K(2-1)式可寫成矩陣方程 (2-2) v,A,X,lKKKK相應(yīng)的擬穩(wěn)基準(zhǔn)方程為: K (2-3) GX,0KS則由最小二乘解得: T (2-4) ,X,QAPlKGKKKTT,1T,1其中 (2-5) Q,(APA，G(GG)G)GKKKSS式中 100100

34、？，,010010？,001001？,T000000G,？XYZXYZ(2-6) 111222 ,0000,0,ZY0,ZY？1122,00000,0,？ZXZX,11120000,YZ0,YZ0？1122，T而擬穩(wěn)基準(zhǔn)方程中的陣的形式為前3t列與(2-6)式相同(t 為基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)),其GS余列均為零。 X 的平差值為: 0 (2-7) ,X，,XXKKK10 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ,1Q,QAPAQ (2-8) XGKKGK在檢驗(yàn)基準(zhǔn)點(diǎn)的的穩(wěn)定性時,將基坑監(jiān)測網(wǎng)的坐標(biāo)平差值和對應(yīng)的權(quán)陣按基準(zhǔn)點(diǎn)和形變監(jiān)測點(diǎn)分塊。 (2-9) ，TTXXX, K基變,，兩期監(jiān)測坐標(biāo)之差: ,X,X,X基基基,

35、12(2-10) ,X,X,X變變變12,坐標(biāo)差的權(quán)陣,相應(yīng)分為: PP，,X,X基基變(2-11) ,P PP,X,X,X基變基變，而基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)差平方和為: T,XPX基基,X(2-12)基) 如果所選擇的基準(zhǔn)點(diǎn)是穩(wěn)定的,那么它應(yīng)與觀測值具有相同的精度,即其均方 T,XP,X基基(2-13) 基2,X, 基,00差為: 2,應(yīng)與觀測量的單位權(quán)方差一致,因此,可構(gòu)成 F 統(tǒng)計量: 2,基(2-14) F, 2,11 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 如果 ,則認(rèn)為兩方差無顯著差異,基準(zhǔn)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠的。反F,F(,，,),/2012之，則兩方差存在顯著差異說明兩期觀測基準(zhǔn)非統(tǒng)一穩(wěn)定

36、。式中是 中互相,X0基獨(dú)立的參數(shù)數(shù)目，為兩期基準(zhǔn)網(wǎng)中獨(dú)立參數(shù)之和，參數(shù)檢驗(yàn)的顯著置信水,，,12平度。 本實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在離基坑較遠(yuǎn)(200米)且穩(wěn)定的地方，所以可以認(rèn)為，基14準(zhǔn)點(diǎn)本身相對周圍地物是穩(wěn)定不變的。 2.2.2 基坑變形監(jiān)測頻率及周期的討論 基坑變形的頻率取決與變形的大小、速度以及觀測的目的。 基坑變形監(jiān)測頻率的大小應(yīng)能反映出基坑的變形規(guī)律，并可隨單位時間內(nèi)變形量的大小而定。變形量較大時，應(yīng)增大監(jiān)測頻率;變形量減小或趨于穩(wěn)定時，則可減小監(jiān)測頻率。 通常，在基坑初期，變形速度比較快，因此觀測頻率也要大一些。經(jīng)過一段時間后，基坑變形趨于穩(wěn)定，可以減少觀測次說，但要堅(jiān)持定期觀測，以便

37、能發(fā)生異常變化。 基坑變形屬于非周期變形，測量精度應(yīng)該滿足(參見圖 2 -1 ) 11 (2-15) ,yE,yyy0()50501或 (2-16) ,yy,5,y,y式中，為預(yù)計的最大變形量;表示兩周周期之間能以一定概率(P=95%)區(qū)分的最小變形量，也是測量方法分辨率需求值的一個量度。 12 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 圖2-1 非周期變形的獲取 對于最簡單的情況，如圖2-1所示，即變形體的在突變荷載下發(fā)生變形，在初始狀態(tài)即時刻施加荷載，隨即就進(jìn)行初始觀測(時刻)得變形值為，末期觀t0tAyA測必須在變形趨于平緩的時刻進(jìn)行，一般要求: ttTE,，03 (2-17) T為與變形體有關(guān)的時間常

38、數(shù)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。 ti，1為了獲取變形隨時間的變化情況，在和之間要進(jìn)行多周期觀測。設(shè)第與t0tE/ti,t,t周期之間的時間間隔為，則與觀測時刻的變形速率和測量方法分辨率量y,y度有關(guān)，有 ,y (2-18) ,/ty/,y,y,ty換句話說，兩周期之間所發(fā)生的變形()應(yīng)不小于。由與的關(guān),y系式，可令 ,y (2-19) ,t5/y/為兩觀測周期時間間隔設(shè)計值。在初期，較大且不精確;到后期，值越來yy,t越精確，且也愈來愈小，愈來愈大。 13 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 /,t設(shè)觀測周期內(nèi)的最大變形速度為，則要求觀測周期所花時間滿足: ymax,y (2-2

39、0) ,t,/ymax顯然有: ,t (2-21) ,t,515,t 的大小對于選擇測量方法很有意義的。 2.3 基坑水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)處理理論 2.3.1 變形監(jiān)測分析與建模的基本理論與方法 (1) 曲線擬合 曲線擬合是趨勢分析法中的一種，又稱曲線回歸、趨勢外推或趨勢曲線分析，它是迄今為止研究最多，也最為流行的定量預(yù)測方法。 人們常用各種光滑的曲線來近似描述事物發(fā)展的基本趨勢，即 Yftt,(,),，, (2-22) ft(,),Yt式中， 為預(yù)測對象;為預(yù)測誤差;根據(jù)不同的情況和假設(shè)，可取,不同的形式，而其中的代表某些帶定的參數(shù)。 (2) 多元線性回歸分析 經(jīng)典的多元線性回歸分析法依然廣泛應(yīng)

40、用于基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的數(shù)理統(tǒng)計中。它是研究一個變量(因變量)與多個因子(自變量)之間非確定關(guān)系(相關(guān)關(guān)系)的基本方法。該方法分析所觀測的變形(效應(yīng)量)和外因(原因)之間的相關(guān)性，來建立荷載-變形之間的關(guān)系模型。其數(shù)學(xué)模型是: yxxxtttptpt,，,01122.(2-23) tn,(1,2,.)2t(0,),N式中，下標(biāo)t表示觀測變量，共有n組觀測數(shù)據(jù);p表示因子個數(shù)。 建立多元線性回歸方程: 多元線性回歸數(shù)學(xué)模型如式(2-23)說示，用矩陣表示為: 14 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 yx,，, (2-24) Tnp*(1)，式中，y為n維變形量的觀測向量(因變量);x是一個yyyy,(

41、,.)12n矩陣，它的元素是可以精確測量或可控制的一般變形的觀測值或它們的函數(shù)(自變量)，其形式為: 1xx111？p，,212p1xx？,x, ,？,nnp11xx？，T,是待估計參數(shù)向量(回歸系數(shù)向量)，;是服從同一正態(tài),(,)01？p,2T分布的n維隨機(jī)向量，。 N(0,),(,)12？n,由最小二乘原理可求得的估值為 ,TT,1 (2-25) ,()xxxy事實(shí)上，模型(2-25)只是我們對問題初步分析所得的一種假設(shè)，所以，在求1得多元線性回歸方程后，還需對其進(jìn)行統(tǒng)計檢驗(yàn)。 2.3.2 最小二乘原理 在生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常會遇到利用一組觀測數(shù)據(jù)來估計某些未知參數(shù)的問題。例如，一個作勻速運(yùn)動

42、的質(zhì)點(diǎn)在時刻的位置是，可以用如下的線性函數(shù)來描述: ,y， (2-26) ya,，,a,0,式中是質(zhì)點(diǎn)在時刻的初始位置，是平均速度，它門是待估計的未知參數(shù)，可見這類問題為線性參數(shù)的估計問題。對于這一問題，如果觀測沒有誤差，則只要在兩個不同時刻和觀測出質(zhì)點(diǎn)的相應(yīng)位置和，由(2-26)式分別建,y,y2112a立兩個方程，就可以解出和的值了。但是，實(shí)際上在觀測時，被觀測的不是而,yy,y,是，,是觀測誤差。 于是有 15 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 ,y，,，,這樣，為了求得和，就需要在不同時刻、來測定其位置，得,11n一組觀測值、，這時，由上式可以得到 yyy12n，(I=1

43、、2、,n) (2-27) ,，,ay,iii，1y，1,，11，,若令 ， ay2,2 2,XYB, ？,2？,n,1n2,1,2,，,n,1,y1n？,，n，, ,n，則(2-27)式為 ,BXY (2-28) 這是間接平差的函數(shù)模型。 如果我們將對應(yīng)的用圖解來表示，則可作處如圖2-2所示的yin、,(1,2,),？ii圖形，從圖中可以看處，由于存在觀測誤差的緣故，由觀測數(shù)據(jù)繪出的點(diǎn)觀測點(diǎn)，描繪不成直線，而有某些“擺動”。 a這里就產(chǎn)生一個問題:用什么準(zhǔn)則，來對參數(shù)和進(jìn)行評估，從而使估計直,線“最佳”地擬合于諸觀測點(diǎn)。這里的“最佳”一詞可以有不同的理解。ya,，,i例如，可以認(rèn)為:各觀測點(diǎn)

44、對直線最大距離取最小值時，直線是“最佳”的;也可以認(rèn)為，各觀測點(diǎn)到直線的偏差的絕對值之和取最小值時，直線是“最佳 ”的，a等等。在不同的“最佳”要求下，可以求得相應(yīng)問題中參數(shù)和不同的估值。但,是，在解這類問題時，一般應(yīng)用的是最小二乘原理，按照最小二乘原理的要求，認(rèn)為“最佳”地擬合于諸觀測點(diǎn)的估計曲線，應(yīng)使諸觀測點(diǎn)到該曲線的偏差的平方和達(dá)到最小。 16 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 圖2-2最小二乘原理 ,設(shè)觀測值的估值為，是觀測值的改正數(shù)(或稱殘差)，是的yy,，, y,yiiiiiii估值，則由可以寫出 ya,，,ii(i=1,2,n) ,，,ayiii所謂最小二乘原理，就是要在滿足 nn2 (

45、2-29) 2,，,()ay最小,iii,11iiTa的條件下解出參數(shù)的估值和，若令則上式也可以V,vv.va、,12n寫為 TTVVBXYBXY,()()最小 (2-30) TX式中表示未知參數(shù)的估計向量，在上述例子中，。滿足(2-30)X,XX式的估計稱為的最小二乘估計，這種估計量的方法就稱為最小二乘法。 從以上的推導(dǎo)可以看出，只要具有(2-28)式的線性關(guān)系的參數(shù)估計問題，則不論觀測值屬于何種統(tǒng)計分布，都可按最小二乘原理進(jìn)行參數(shù)估計，因此，這種估計方法在實(shí)踐中被廣泛地應(yīng)用。 測量中的觀測值是服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量，最小二乘原理可用數(shù)理統(tǒng)計中的最大似然估計來解釋，兩種估計準(zhǔn)則的估值相同。

46、設(shè)觀測向量為 ，L為隨機(jī)正態(tài)向量，其數(shù)學(xué)期望和方差分別為 Ln，117 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 2，,？,，1121n1,2,？,2,2122n,EL()，DD, ,LLL,？,2,？,n，,nnn12，由最大似然估計準(zhǔn)則知，其似然函數(shù)(即L的正態(tài)密度函數(shù))為 11,T,1GLDL, (2-31) ,exp()(),LLn/21/2D(2)|2,E()0 ,有(2-28)式并顧及，則知 (2-32) ,ELEBXBX()()L故(2-31)式也可寫成 11, T,1GLBXDLBX,exp()(),n,/21/2d(2)|2,或 1nT,/21/21GdLBXDLBX,

47、lnln(2)|()() 。 (2-33) ,2ln(g)XX按最大似然估計的要求，應(yīng)選取能使取得極大值的作為的估計量。ln(g)由于上式右邊的第二項(xiàng)前是負(fù)號，所以只有當(dāng)該項(xiàng)取得極小值時，才能取得X極大值，換言之，的估計量應(yīng)滿足如下條件: T,1 (2-34) ()()LBXdLBX,最小221,2考慮，為常量，上式可寫成 DDQP,0LL00T (2-35) ()()minLBXPLBX,顧及V是的估值，則有 (2-36)VBXL, (2-35)式可簡寫成 TVPV,min (2-37) 18 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 此即最小二成原理。 由此可見，當(dāng)觀測值為正態(tài)隨機(jī)變量時，最小二乘估計可由

48、最大似然估計導(dǎo)出，16由以上兩個準(zhǔn)則出發(fā)，平差結(jié)果完全一致。 2.3.3變形監(jiān)測異常數(shù)據(jù)探測與粗差處理 (1) 數(shù)據(jù)探測法 數(shù)據(jù)探測法用來處理第二種粗差，即進(jìn)行粗差探測、定位、最終剔除。它包括單個粗差檢驗(yàn)和多維粗差統(tǒng)計設(shè)檢驗(yàn)。由于多維粗差統(tǒng)計假設(shè)檢驗(yàn)含有的參數(shù)比較多，因而在實(shí)施起來比較困難?，F(xiàn)采用了前者，即單個粗差檢驗(yàn)，雖然其沒有考慮粗差對殘差影響的相關(guān)性，但用它逐次判斷多維粗差胡存在也可能失誤。 (2) 穩(wěn)健估計 所謂穩(wěn)健估計，是在粗差不可避免的情況下，選擇適當(dāng)?shù)墓烙嫹椒ǎ顾绤?shù)盡可能減免粗差的影響，得出正常模式下最佳的估值。 在假定模型基本正確前提下，穩(wěn)健估計具有抗大量隨機(jī)誤差和少量粗

49、差的能力，使所估參數(shù)達(dá)到最優(yōu)或接近最優(yōu)。穩(wěn)健估計分為M估計、L估計和R估計。M估計是一種廣義的極大似然估計，它是經(jīng)典有極大似然估計的推廣，易于實(shí)施。因此主要采用M估計。M估計(廣義極大似然估計)的原理是基于用增長較慢的極小化殘差函數(shù)代替平方和函數(shù)，由Huber提出。利用極大似然估計:設(shè)有參數(shù)向量X，為了估計X，進(jìn)行次觀測，得到了觀測向量L的觀測值l ，則: nnInflxlx(,)max(,)minii,或, (2-38) ,11ii其中f是隨機(jī)量L的密度函數(shù)。 n,(,)lxi,(,)minlxi,用代替 (2-39) ,Inflx(,)i,i1則有極大似然估計有: n,(,)0lxi, (

50、2-40) ,i1,(,)lx其中: i(,)lx,x由(2-39)和(2-40)出發(fā)，對參數(shù)x進(jìn)行估計，即M估計。 19 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 M估計的估計方法有許多種，得應(yīng)用最廣泛的是選權(quán)迭代法，其模型是: VAx,1 誤差方程: (2-41) PVdiogpvpvpv()(),(),.(),1122nn權(quán)函數(shù): (2-42) T估計準(zhǔn)則: (2-43) VPVV()min,/,()vi,其中 pv() (2-44) iivil 選權(quán)迭代法主要有:1)Huber法;2)一次范數(shù)最小法(L 估計);3)P范最P小法(L估計);4)丹麥法;5)Hampel法;6)IG

51、G法(周江文法);7)驗(yàn)后方差估計法(李德仁法);這里應(yīng)用了第一種即Huber法，因此對他進(jìn)行論述。其 函數(shù),為: 2,vcv/2,()v, (2-45) 1vc,2cvc,2c,2,式中c為常系數(shù)，通常，此函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)為: vc,v/ (2-46) ,()v,csignvvc(),權(quán)函婁為: ,vc1 (2-47) ,()v,vvc,2.3.4 基坑水平位移監(jiān)測精度確定與分析 基坑變形監(jiān)測的精度，和其他測量工作相比，則要求的精度更高，典型精度是-61mm或相對精度為10。確定合理的測量精度是很重要的，過高的精度要求使測量工作復(fù)雜，增加費(fèi)用和時間;而精度定的太低又會增加變形分析的困難，使所估

52、計的變形參數(shù)誤差大，甚至?xí)贸霾徽_結(jié)論。制定基坑變形監(jiān)測的精度取決于變形的大小、速率、儀器和方法所能達(dá)到的實(shí)際精度，以及觀測的目的等。一般來說，如果基坑變形監(jiān)測是為了使變形值不超過某一允許的數(shù)值，以確保基坑的安全，則其觀測的誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10,1/20;如果為了研究變形的過程，則其無20 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 車應(yīng)比上面這個數(shù)值小得多，甚至應(yīng)采用目前測量手段和儀器所能達(dá)到的最高精度1。 因?yàn)楸疚牟捎玫臉O坐標(biāo)法，在此只對及坐標(biāo)法進(jìn)行精度分析。如圖(2-3)中，其中A點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，P點(diǎn)位移點(diǎn)，通過測角度和距離算得監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)。 ,圖2-3極坐標(biāo)法 由于基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)量很大，有進(jìn)難免會產(chǎn)

53、生粗差，而采用穩(wěn)健估計，可以幫助消除粗差。 根據(jù)誤差傳播律，不難推導(dǎo)位移點(diǎn)的坐標(biāo)中誤差、和點(diǎn)位中誤差的計mympmx算公式: 2m,2222 (2-48) xD,，,cossin,mmD2,2m,2222 (2-49) y,，,sincos,mDD2,2m,22 (2-50) pxyD,，,，,22mmmmD2,盡管式(2-48，2-49，2-50)中沒有出現(xiàn)對中誤差，但時間上測距誤差和測mD角誤差都含有對中誤差的影響。如不進(jìn)行強(qiáng)制對中，則難以達(dá)到一等精度要求。 m,若基坑的形狀為多邊形，可將極點(diǎn)布設(shè)在邊線的延長線上，使極軸X盡可能的平行基坑邊線，此時垂直于基坑邊線的Y軸方向是可能的位移方向，

54、則my代表監(jiān)測精度，且?0?，從式(2-49)可以看出，由于?0?，則my只受的影響，,m,這樣就避免了測距誤差對監(jiān)測精度的影響，這時實(shí)際上已將極坐標(biāo)發(fā)轉(zhuǎn)換成小角mD7度法。 綜上所述，除了基坑位移數(shù)據(jù)處理除了上述理論外，還涉及到數(shù)理統(tǒng)計的有關(guān)理論、測量平差理論和基坑變形分析和建模的基本理論和方法(時間序列分析模型、21 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 灰色系統(tǒng)分析模型、kalman濾波模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、頻譜分析)，以及變形的確定性模型和混合模型(有限元法、反分析理論)等。 22 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 基坑水平位移變形監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)分析 3.1 工程概況 擬建的泰安市

55、銀座商住樓位于山東省泰安市東岳大街中段路南，銀座商廈東鄰?；颖边?07.27米，東邊32.18米，西邊長112.61米，南邊長38.22米 ，東南邊長148.84米。基坑占地9736.821平方米，基坑開挖深度12.5米。如圖3-2，所示。 圖3-1銀座商住樓基坑局部圖 基坑周圍環(huán)境復(fù)雜，北側(cè)為東岳大街，西側(cè)為中國移動公司泰安分公司大樓，南邊為一些一層居民住宅房，西南方向?yàn)?層住宅樓，且樓距離基坑大約5米。 23 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 圖3-2 銀座商住樓基坑局部圖 根據(jù)基坑力學(xué)原理，就銀座基坑的實(shí)際情況，表明銀座基坑主要受土壓力、水壓力(滲流力、摩擦力)、周圍建筑

56、物體的荷載等。受力情況分析表明基坑越長，越不穩(wěn)定;尤其基坑中部最不穩(wěn)定。 根據(jù)該基坑的力學(xué)分析結(jié)果和科學(xué)地質(zhì)條件勘察資料，經(jīng)過多方研究、反復(fù)比選和論證，工程承建單位決定采用噴錨支護(hù)網(wǎng)進(jìn)行基坑支護(hù)。 3.2 點(diǎn)位布設(shè) 3.2.1 監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)布設(shè) 基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)原則 (1) 基準(zhǔn)點(diǎn)均遠(yuǎn)離沉降區(qū)，選擇在比較穩(wěn)定的位置，并且便于長期保存和觀測使用(通視和便設(shè)站)。 (2) 基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工程影響范圍外，距基坑周邊不小于2H(H為坑深)。 (3) 為了檢驗(yàn)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性。基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)至少在三個以上，為了避免點(diǎn)位破壞和基準(zhǔn)點(diǎn)之間的定期的檢驗(yàn)。 根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)的原則，以及銀座基坑觀測的需要和場地的實(shí)際情況

57、，布設(shè)了3個基準(zhǔn)點(diǎn)。其編號分別為:J1、J2、J3見圖3 -3，其中J1、J2在東岳大街道路北側(cè)，采用直徑2厘米、長20厘米鋼釘釘入靠近馬路北岸一側(cè)，露出地面約2毫米，樣式及規(guī)格見圖3-4。J3為位于國美電器北側(cè)的院內(nèi)一固定的石墩的棱角上，并用油漆做好標(biāo)記，主要為了每次監(jiān)測前基準(zhǔn)點(diǎn)校檢之用。 24 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 圖3-3 基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)圖 圖3-4 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)現(xiàn)場圖 3.2.2監(jiān)測點(diǎn)布設(shè) 25 常規(guī)大地測量方法在基坑水平位移監(jiān)測中的應(yīng)用研究 變形觀測點(diǎn)設(shè)立在能夠反映基坑周邊及周邊建筑物和構(gòu)筑物變形特征的位置;點(diǎn)位便于觀測，易于保存。 根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)原則，在基坑開挖前，在噴錨支護(hù)

58、網(wǎng)頂部的基坑邊緣面層上布設(shè)20個監(jiān)測點(diǎn)，觀測點(diǎn)間距為20米左右。在基坑?xùn)|邊4座建筑物西側(cè)的承重立柱(或承重墻)選擇6個點(diǎn)(位移和沉降公用標(biāo)志)，南面建筑物北側(cè)承重立柱(或承重墻)選擇2個點(diǎn)位，西南邊靠近居民小區(qū)，但均為一層，設(shè)立6個監(jiān)測點(diǎn)，東面建筑物的西側(cè)選擇2個點(diǎn)位，北面靠近東岳大街，但基線比較長設(shè)4個觀測點(diǎn)。監(jiān)測點(diǎn)編號從西北角開始順時針依次編為A1、A2、A3A20。附圖3-3，監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)規(guī)格和樣式見圖片3-5。 圖3-5 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)現(xiàn)場圖 3.3 基坑水平位移觀測方案的實(shí)施 3.3.1 觀測儀器和監(jiān)測方法 本次觀測采用瑞士徠卡公司生產(chǎn)的TC402型全站儀，該儀器測角精度為2測距精度為2m

59、m+2ppm;角度值可讀至1;距離值可讀至0.1mm。 觀測之前對全站儀進(jìn)行質(zhì)量鑒定，校核合格后方可使用，對其它附屬設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢驗(yàn)，如棱鏡、棱鏡框、對中器、三腳架等設(shè)備。 根據(jù)銀座基坑具體情況和精度要求，決定采用極坐標(biāo)法進(jìn)行觀測如圖(2 -3)所示。 26 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3.3.2 基坑水平觀測的依據(jù)及指標(biāo) (1)基坑觀測所遵循的依據(jù) 1)工程測量規(guī)范(GB 50026-93) 2)建筑變形測量規(guī)范 3)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB 50330-2002) 4)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范化(GB 50007-2002) 5)泰安銀座商住變形監(jiān)測工程技術(shù)設(shè)計書 (2) 根據(jù)銀座基坑地質(zhì)及

60、施工具體情況，基坑水平位移監(jiān)測周期和頻率確定為 1)在每挖一層土方或石方后12小時內(nèi)1次 2)每場雨后或臺風(fēng)后12小時內(nèi)1 次 3)在臨近基坑側(cè)壁5m范圍內(nèi)大面積爆破后12小時內(nèi)1次 4)平常1周2次;止到基坑支護(hù)變形穩(wěn)定或回填之后停止觀測。 (3) 觀測精度及技術(shù)指標(biāo) 表3-1 基坑觀測技術(shù)指標(biāo) 變形 變形點(diǎn)的點(diǎn)位中平均邊長測角中誤最弱邊相對中備等級 誤差(mm) (m) 差() 誤差 注 三等 ?,., ?200 ?,., ?,/40000 觀測要求:水平位移的監(jiān)測網(wǎng)，采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，一次布網(wǎng);控制點(diǎn)宜采用強(qiáng)制歸心裝置的觀測墩，照準(zhǔn)點(diǎn)宜采用強(qiáng)制對中裝置的覘牌。因?yàn)闆]有上述裝置，所以采用相