CN107607086A

CN107607086A - 一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法

Info

Publication number: CN107607086A
Application number: CN201711110640.8A
Authority: CN
Inventors: 龙四春
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2017-11-12
Filing date: 2017-11-12
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开了一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法，采取分段形式下放围护桩（墙）钢筋笼，把整个测斜管分成至少两段分别安放在钢筋笼对应几何位置，待钢筋笼放置安稳后，在接口处再旋转测斜管对接；对两段测斜管分别数据采集与解算，下面一段测斜管采用底部入岩位置作为起算点，向上依次类推至分节处，上面一段侧斜管以管口作为起算点，每次测量前，用全站仪采集管口的位置变化量，经管口位置改正后，向下依次类推至分节处，再拟合综合平差得到最终的连续测斜数据。本发明方法安装、数据采集、操作、计算简单，精度高，施工更方便经济，适用于空间狭窄、无法一次吊装的复杂狭窄施工场地，具有普遍适用性。

Description

一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法

技术领域

本专利涉及一种改进的复杂狭窄空间深基础地下工程组合式测斜方法。

背景技术

施工场地复杂，城市核心区（高架桥）地面狭窄空间，采用传统的一站式深基础地下连续桩（墙）钢筋笼骨架吊装下放安装，根本没有这么大的空间施展吊装安装；若要重新在浇筑混凝土后取芯埋设测斜管，埋设安装费用将高出几十倍，并且将严重耽误工期，且重新埋设的测斜管四周空隙要用细沙填充，存在整体密实性问题，对于精密反应基坑的真实形变量会受微弱影响。因此采用常规思路进行安放，往往使观测数据不连续或失真、错误、甚至无法实现，所以需要一种能适合复杂狭窄施工环境的深基础地下水平位移监测及数据处理方法。

发明内容

重大工程（如地铁深基坑）地下深基础桩基施工，首先要预制钢筋笼，并在钢筋笼上捆绑测斜管，但如果在狭窄有限的空间，长大的钢筋笼很难起吊安装到指定的位置，本发明专利的目的是为了解决狭窄复杂施工场地深基础地下工程无法一次性整体安装测斜管，需分段预制安装，测斜管在安放施工及浇筑混凝土的过程中位置微动，导致两节钢筋笼对接处可能存在的测斜管错台或数据不连续的问题，提供一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法。

为了实现上述目的，本发明专利采用的技术方案：一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法，采取分段形式下放围护桩（墙）钢筋笼，把整个测斜管分成至少两段分别安放在钢筋笼对应几何位置，待钢筋笼放置安稳后，在接口处再旋转测斜管对接；对两段测斜管分别数据采集与解算，下面一段测斜管采用底部入岩位置作为起算点，向上依次类推至分节处，上面一段侧斜管以管口作为起算点，每次测量前，用全站仪采集管口的位置变化量，经管口位置改正后，向下依次类推至分节处，再拟合综合平差得到最终的连续测斜数据。

所述的测斜管分段安装需要几何位置对应，上下预留接口公母螺口对接。

所述的底部测斜管基底安放在稳定的基岩里，管口用精密全站仪配合获取高精度位置坐标改正。

本发明采用侧斜管的分段安装、探测数据分段起算再拟合改正，该方法安装、数据采集、操作、计算简单，精度高，施工更方便经济，适用于空间狭窄、无法一次吊装的复杂狭窄施工场地，具有普遍适用性。

附图说明：

图1为本发明专利的基岩底管到分段接口部分测斜解算示意图；

图2为侧斜管分段绑扎示意图；

图3为发明的具体流程图；

图4 水平位移量计算示意图；

图5 全站仪测量坐标值示意图。

具体实施方式

一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法，包括步骤：

（1）根据场地选择分段吊装段数。

（2）分段校对测斜管2的安装位置与公母管的分配。

（3）吊装对接侧斜管2与预通器测试。

（4）测斜数据初始值采集与管底管口测斜数据归一化。

（5）分段节点处数据推导与拟合平差。

（6）形成连续的最终数据报表。

本发明采取分段形式下放围护桩（墙）钢筋笼1，把整个测斜管2分成至少两段分别安放在钢筋笼1对应几何位置，待钢筋笼1放置安稳后，在接口处再旋转测斜管2对接；对两段测斜管2分别数据采集与解算，下面一段测斜管2采用底部入岩位置作为起算点，向上依次类推至分节处，上面一段侧斜管2以管口作为起算点，每次测量前，用全站仪采集管口的位置变化量，经管口位置改正后，向下依次类推至分节处，再拟合综合平差得到最终的连续测斜数据。所述的测斜管2分段安装需要几何位置对应，上下预留接口公母螺口3对接。所述的底部测斜管2基底安放在稳定的基岩里，管口用精密全站仪配合获取高精度位置坐标改正。

具体解算、拟合改正模型：

1.全站仪管口水平位置或位移监测方法及数据处理模型。

管口水平位置或位移监测采用极坐标法，开挖前一周建立各测斜点管口的初始坐标（不少于3次，取平均值作为初始坐标），基坑开挖后每次测量值与初始值对比得到改点的位移量，并根据该点的方位角，确定位移量在垂直于地连墙方向的分量。

图4中，若xoy为施工测量坐标系，x′oy′为与xoy共原点的参考坐标系。P（x，y）和P（x′，y′）为位移点P分别在施工测量坐标系和参考坐标系中的坐标。α为位移点P沿基线边垂线（且指向基坑内）在施工测量坐标系中的坐标方位角，参考坐标系x′轴系施工测量坐标系x轴旋转α角且与P点基线边的垂线平行。由坐标系旋转变换原理可得式（1）：

（1）

即以施工测量坐标系中按极坐标法施测的位移点坐标P（x，y）、位移点基线边的垂线坐标方位角，可由方程（1）求得位移点在参考坐标系中的坐标值。设本次监测为第（i+1）次，前次监测为第i次（i≥1），则位移量计算可表达为式（2）：

（2）

通过全站仪测量角度、距离计算监测点在施工坐标系统下的坐标值，测量坐标值示意图见图5，数据处理的模型可表示为式（3）

（3）

式（3）中所测的平距；为待测点的坐标；为工作基点坐标；为起始边AB的坐标方位角；为所测方向与起始方向间的左角值。

结合以上各式解算的即为P点在基线边的垂线方向的位移量，位移往基线内数值为正，往基线外数值为负，在初次监测时，解求每个位移点基线边垂线（指向基线内）的坐标方位角。

2．测斜仪水平位移解算模型。

测斜仪水平位移计算公式如式（4）：

（4）

式中：ΔXi为i深度的累计位移（计算结果精确至0.01mm）；Xi为i深度的本次位移（mm）；Xi0为i深度的初始位移（mm）；Aj为仪器在0°方向的读数；Bj为仪器在180°方向的读数；C为探头的标定系数；L为探头的长度（mm）；αj为倾角。

3．各分段之间接口处测斜数据的加常数求解数据模型。

根据连接处同一点推算位移结果应该相同的归一理论，从管底推算的位移数据与从管口推算的位移进行归一同化，即可求取每次测量后接口处的改正常数，以管底为整体基准，再把上段全部的推算解算数据进行加常数改正,具体模型见式（5），从而得到改正连续的拟合数据。

Δ_i=Α_i-Β_i (5)

式中Δ为接口处归一化改正常数，i为测斜次数，A为下面一段从基岩推算到连节点处的测斜值，B为上面一段从管口并经全站仪数据改正后，推算到连节点处的测斜值。

Claims

1.一种复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法，其特征在于，采取分段形式下放围护桩（墙）钢筋笼，把整个测斜管分成至少两段分别安放在钢筋笼对应几何位置，待钢筋笼放置安稳后，在接口处再旋转测斜管对接；对两段测斜管分别数据采集与解算，下面一段测斜管采用底部入岩位置作为起算点，向上依次类推至分节处，上面一段侧斜管以管口作为起算点，每次测量前，用全站仪采集管口的位置变化量，经管口位置改正后，向下依次类推至分节处，再拟合综合平差得到最终的连续测斜数据。

2.根据权利要求1所述的复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法，其特征在于，所述的测斜管分段安装需要几何位置对应，上下预留接口公母螺口对接。

3.根据权利要求2所述的复杂狭窄空间的深基础地下工程组合式测斜方法，其特征在于，所述的底部测斜管基底安放在稳定的基岩里，管口用精密全站仪配合获取高精度位置坐标改正。