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淺析靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)于工程監(jiān)測中的運用
靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)作為一種精密的水準測量方法，具有精度高、自動化性能好等特點，下面是小編搜集整理的一篇探究靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的論文范文，供大家閱讀參考。
摘 要：對于大部分工程而言，在其施工過程之中，垂直位移是相當重要的監(jiān)測項目。由于異常垂直位移往往是工程事故的前兆，所以，對于某些重要建筑設(shè)施的垂直沉降測量須具有高精度、實時性的特性。自動化監(jiān)測系統(tǒng)由于其優(yōu)越的特性必然將引入工程監(jiān)測工作中，成為工程監(jiān)測的有效手段。本文介紹了靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)測量原理，通過工程監(jiān)測中應(yīng)用實例，充分體現(xiàn)了靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)越性，并且總結(jié)了其在工程中的運用經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：靜力水準 自動化監(jiān)測 實時性系統(tǒng)
當前對于工程監(jiān)測項目，人工采集數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法被普遍運用，但是其不僅監(jiān)測范圍小、工作量大、效率低，而且無法實現(xiàn)實時、在線監(jiān)測，因此不能及時發(fā)現(xiàn)問題、消除隱患。靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)作為一種精密的水準測量方法，具有精度高、自動化性能好等特點，完全可以彌補傳統(tǒng)方法的漏洞，同時可以更好地運用于人工無法長時間作業(yè)的某些特殊環(huán)境，可以實現(xiàn)實時、在線監(jiān)測，使得在工程進展過程中能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。
1、靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)測量原理
靜力水準系統(tǒng)在使用過程中，一系列的傳感器容器使用通液管連接，其中注入一定量的液體，保證所有容器中的液體可以自由流動，利用連通液的原理，多支通過連通管連接在一起的儲液罐的液面總是在同一水平面，即保持相同的高度，但是各個容器中的液體深度并不相同，這也就反映了各個容器所在的各個參考點的高度的不同。當容器液位發(fā)生變化時即被傳感器感應(yīng)，通過測量不通儲液罐的液面高度，經(jīng)過計算可以得出各個靜力水準儀的相對差異沉降。
在多點系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對于其中任意一點(基準點或參照點)的變化，該點的垂直位移應(yīng)是相對穩(wěn)定的或者是可用其它人工觀測手段來確定，并在整個觀測過程中對基準點高程進行修正，以便能精確計算靜力水準系統(tǒng)各測點的沉降變化。
靜力水準系統(tǒng)中第j個觀測點相對于基準點i的相對沉降量計算公式如下：
測點相對沉降量=測點容器水位變化量-參照點容器水位變化量
即：
Hji=(h0j-hkj)-(h0i-hki)
式中，Hji表示靜力水準系統(tǒng)中第j只測點在測試時刻相對于基點i的垂直位移值;h0j表示靜力水準系統(tǒng)中第j只測點在初始時刻水準儀容器液面高度;hkj表示靜力水準系統(tǒng)中第j只測點在測試時刻水準儀容器液面高度;h0i表示靜力水準系統(tǒng)中基準測點i在初始時刻水準儀容器液面高度;hki表示靜力水準系統(tǒng)中基準測點在測試時刻水準儀容器液面高度。
2、工程案例
上海市某地下空間工程項目，基坑總面積約38000 m2，基坑延長米約為791米�；又苓叚h(huán)境情況復雜，其中基坑東側(cè)地下存在一條共同管溝，共同管溝為鋼筋混凝土箱涵，走向基本與地下室紅線一致，地下室與共同溝的距離較小，在施工過程中保護難度相對較高。
共同管溝管徑3300 mm×3800 mm，埋深2.2 m(頂)，到圍護結(jié)構(gòu)外邊線距離3.0～5.0 m。
2.1 靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)的布設(shè)
為了監(jiān)控基坑開挖過程中對于共同管溝的變形，為了確保順利實現(xiàn)下一施工進度控制，有效控制基坑施工對共同溝的影響。對共同管溝的垂直位移結(jié)合人工普通光學水準觀測，使用了靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。測點間距15 m，總共布置7個測點：JS1～JS7，其中以JS2為靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)的基準點，其高程采用光學水準進行修正，系統(tǒng)采集頻率6次/天。
2.2 監(jiān)測成果分析
通過觀察2013年6月12日至2013年6月13日，工程現(xiàn)場清障及拔樁施工中，靜力水準自動化監(jiān)測點的垂直位移變化圖，從圖中可以看出，地下共同管溝的變形受到清障拔樁施工影響十分明顯，特別是在拔樁過程中(即2013年6月12日12：00左右)，幾乎所有監(jiān)測點都出現(xiàn)了明顯的沉降，JS5垂直位移下降到最大值-19.8 mm，然后隨著拔樁施工的完成，監(jiān)測點位移出現(xiàn)回彈，趨于平穩(wěn)。
圖1為2013年6月12日9：00至2013年6月13日15：00間現(xiàn)場拔樁過程中，根據(jù)人工光學水準測量結(jié)果繪制的共同管溝監(jiān)測點垂直位移變化曲線圖(圖中GN為人工觀測點編號，GN58與JS1相對應(yīng)，GN61與J1S2相對應(yīng)，依次類推)。因為監(jiān)測方案以及現(xiàn)場施工情況，人工觀測頻率已增加至2次/1d，由于需要各方單位的相互協(xié)助以及工作強度限制等原因，人工觀測的工作量到達飽和，從6月12日9：00至6月13日15：00觀測四次，觀測結(jié)果無法準確表現(xiàn)共同管溝變化情況，也無法準確體現(xiàn)沉降最大值以及最大值出現(xiàn)的時間點，對于工程項目的整體把握以及實時監(jiān)控力度不足，人工觀測結(jié)果漏檢的弊端暴露無遺。顯示了靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)控優(yōu)越性。
3、結(jié)語
(1)靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)可以有效避免傳統(tǒng)人工光學水準觀測的漏檢的情況的發(fā)生。
(2)靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)的精度高、自動化性能好、實時測量功能的特點能夠很好地運用在工程中，準確而及時地反應(yīng)建筑物的變形情況。
(3)靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)在安裝過程中，接受系統(tǒng)的線路安排有一定的局限性，同時對于其數(shù)據(jù)傳輸信號會受到天氣以及距離的多種因素影響，需要在設(shè)計中綜合考慮，提高靜力水準系統(tǒng)使用效率。
(4)靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)基準點的修正需靠人工作業(yè)來完成，制約了靜力水準系統(tǒng)的直接測試，實時成果有一定的制約。但是能夠直接并及時地對于差異沉降進行測試。
參考文獻
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[2] 戴加東，王艷玲，褚偉洪.靜力水準自動化監(jiān)測系統(tǒng)在某工程中的應(yīng)用[J].工程勘察，2009.
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