CN103821126B - 一种基坑三维变形的监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基坑三维变形的监测方法，用于施工安全监测领域，本方法通过测量相机拍照获取基坑坡面的监测照片信息，然后利用近景摄影测量技术对监测照片进行信息处理，并获得基坑坡面监测点的三维坐标，经过不同时刻拍照获得不同时间点的三维坐标，绘制全部监测点的三维坐标随时间变化的趋势图，同时获得全部监测点在监测过程中的位移量，从而预测各监测点的变形趋势。本方法相对于现有技术，可以瞬间获取被测基坑大量的物理信息和几何信息，并在不伤及测量基坑、不干扰基坑自然状态以及恶劣的环境下完成监测。巧妙的将数字信息和数字影像技术以及自控技术的手段应用于基坑的安全监测。整个监测过程高效、成本低、安全可靠。
Description
技术领域
本发明用于施工安全监测领域，特别是涉及一种基坑三维变形的监测方法。
背景技术
随着高层、超高层建筑的不断涌现，基坑深度也越来越深，因此形成的基坑施工事故经常发生，对人民的生命财产和人身安全构成了严重威胁，快速高效的预测变形已经非常的迫切。目前，我国通常采用传统测绘技术进行监测，耗时长；电子传感原件可以提高监测精度，但成本也高，且易受到施工条件限制而发生破坏，造成监测数据缺失。上述方法均为接触性监测，不仅会干扰现场施工，而且存在监测盲区，监测技术人员本身也存在安全隐患。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种高效、低成本、安全可靠的基坑三维变形的监测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基坑三维变形的监测方法，包括以下步骤：
A.在基坑的坡面选取多个监测点并分别进行标示；
B.用测量相机在基坑变形监测过程中的多个时间点对全部监测点进行拍摄，以获得全部监测点在不同时间点的监测照片；
C.利用近景摄影测量技术对所述监测照片进行分析，获得全部监测点在不同时间点的三维坐标；
D.绘制全部监测点的三维坐标随时间变化的趋势图，同时以第一次拍摄的检测照片获得的全部监测点的三维坐标为基准，获得不同时间点全部监测点相对所述基准的位移量。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤A中，依据基坑的自身结构在基坑前缘、基坑主体、基坑后缘和基坑边界上均选取多个监测点，并用数字依次对监测点进行编号。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤A中，沿基坑坡面的横向和纵向等间距均匀选取多个监测点，并用数字沿V形路径依次对监测点进行编号。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤B中监测相机在每个时间点均对全部监测点进行多方位拍摄，并获得全部监测点在每个时间点的一组监测照片。
进一步作为本发明技术方案的改进，监测相机的焦距在监测拍摄过程中保持不变。
进一步作为本发明技术方案的改进，步骤B中，在基坑坡面四周的不同位置设置多台测量相机，在基坑变形监测过程中的每个时间点，多台测量相机同时拍摄，并获得全部监测点在每个时间点的一组监测照片。
进一步作为本发明技术方案的改进，各监测相机的焦距在监测拍摄过程中保持一致。
本发明的有益效果：本基坑三维变形的监测方法中，通过测量相机拍照获取基坑坡面的监测照片信息，然后经过对照片信息的处理，获得基坑的监测点的三维坐标，经过不同时间点拍照获得不同时刻的三维坐标，从而预测各监测点的变形趋势。本方法相对于现有技术，可以瞬间获取被测基坑大量的物理信息和几何信息，并在不伤及测量基坑、不干扰基坑自然状态以及恶劣的环境下完成监测。整个监测过程高效、成本低、安全可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明流程示意图；
图2是本发明基坑斜坡和测量相机设置示意图；
图3是本发明监测点选取和编号示意图；
图4是本发明监测点变化趋势示意图。
具体实施方式
参照图1～图4，本发明提供了一种基坑三维变形的监测方法，包括以下步骤：
A.在基坑的坡面30选取多个监测点31并分别进行标示；
B.用测量相机32在基坑变形监测过程中的多个时间点对全部监测点31进行拍摄，以获得全部监测点31在不同时间点的监测照片；
C.利用近景摄影测量技术对所述监测照片进行分析，获得全部监测点31在不同时间点的三维坐标；
D.绘制全部监测点31的三维坐标随时间变化的趋势图，同时以第一次拍摄的检测照片获得的全部监测点31的三维坐标为基准，获得不同时间点全部监测点31相对基准的位移量。
其中步骤A中，监测点31的选取越密集，变形的整体情况获取的就越可靠，也就越能反应实际的基坑变形发展趋势。作为优选方案，依据基坑的自身结构在基坑前缘、基坑主体、基坑后缘和基坑边界上均选取多个监测点31，并用数字依次对监测点31进行编号。通过对上述基坑坡面30上重点和关键部位进行监测，实现基坑变形监测过程的高效进行。
除上述监测点选取方案外，步骤A中，沿基坑坡面30的横向和纵向等间距均匀选取多个监测点31，例如横向、纵向每隔2m选一个监测点31，并用数字沿V形路径依次对监测点31进行编号，如此实现监测点31的选取全部覆盖关键部位和潜在可能的危险部位，并在此基础上进行监测点31的加密。
为了更加准确地进行某一时间点监测点31三维坐标的计算，可以通过增加监测相机32的观测方位进行实现，即步骤B中监测相机32在每个时间点均对全部监测点31进行多方位拍摄，并获得全部监测点31在每个时间点的一组监测照片。监测相机32距离监测点的距离可以不同，但监测相机32的焦距在监测拍摄过程中需保持不变。
除上述技术方案外，步骤B中，在基坑坡面30四周的不同位置设置多台测量相机32，在基坑变形监测过程中的每个时间点，多台测量相机32同时拍摄，并获得全部监测点31在每个时间点的一组监测照片，依此来更加准确地进行某一时间点监测点31三维坐标的计算。各监测相机32距离监测点的距离可以不同，但各监测相机32的焦距在监测拍摄过程中需保持一致。
此外，监测相机32在拍摄过程中，拍摄范围必须覆盖整个监测区域，以保证全部监测点31均能够记录在监测照片中。
步骤B中对于各时间点的时间间隔，可根据基坑情况灵活确定，如在初期监测中，拍摄的时间间隔短些，掌握其变形的大致趋势，然后逐渐延长监测的时间跨度。
步骤C中，利用近景摄影测量技术对监测照片进行分析，获得全部监测点31在不同时间点的三维坐标，属于现有公知算法，具体不再赘述。
在步骤D中，将第一次拍摄的检测照片获得的全部监测点31的三维坐标结果导入到excel表格中，作为基准。其他时间点的三维坐标值经过处理导入excel表格中，然后求出其他时间点的相对坐标变化。利用excel的强大数据处理功能将数据转化为图形，直观反映出每个监测点31的变化趋势，而对于没有编号的地方则采用插值法求取该点的变化。
本基坑三维变形的监测方法中，通过测量相机32拍照获取基坑坡面30的监测照片信息，然后经过对照片信息的处理，获得基坑的监测点31的三维坐标，经过不同时间点拍照获得不同时刻的三维坐标，从而预测各监测点31的变形趋势。本方法相对于现有技术，可以瞬间获取被测基坑大量的物理信息和几何信息，并在不伤及测量基坑、不干扰基坑自然状态以及恶劣的环境下完成监测。巧妙的将数字信息和数字影像技术以及自控技术的手段应用于基坑的安全监测。整个监测过程高效、成本低、安全可靠。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种基坑三维变形的监测方法，其特征在于包括以下步骤：
A.在基坑的坡面选取多个监测点并分别进行标示；
B.用测量相机在基坑变形监测过程中的多个时间点对全部监测点进行拍摄，以获得全部监测点在不同时间点的监测照片，监测相机在每个时间点均对全部监测点进行多方位拍摄，并获得全部监测点在每个时间点的一组监测照片；
C.利用近景摄影测量技术对所述监测照片进行分析，获得全部监测点在不同时间点的三维坐标；
D.绘制全部监测点的三维坐标随时间变化的趋势图，同时以第一次拍摄的检测照片获得的全部监测点的三维坐标为基准，获得不同时间点全部监测点相对所述基准的位移量。
2.根据权利要求1所述的基坑三维变形的监测方法，其特征在于：所述步骤A中，依据基坑的自身结构在基坑前缘、基坑主体、基坑后缘和基坑边界上均选取多个监测点，并用数字依次对监测点进行编号。
3.根据权利要求1所述的基坑三维变形的监测方法，其特征在于：所述步骤A中，沿基坑坡面的横向和纵向等间距均匀选取多个监测点，并用数字沿V形路径依次对监测点进行编号。
4.根据权利要求1～3任一项所述的基坑三维变形的监测方法，其特征在于：所述监测相机的焦距在监测拍摄过程中保持不变。
5.根据权利要求1～3任一项所述的基坑三维变形的监测方法，其特征在于：所述步骤B中，在基坑坡面四周的不同位置设置多台测量相机，在基坑变形监测过程中的每个时间点，多台测量相机同时拍摄，并获得全部监测点在每个时间点的一组监测照片。
6.根据权利要求5所述的基坑三维变形的监测方法，其特征在于：各所述监测相机的焦距在监测拍摄过程中保持一致。
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