时间:2022-04-18 14:00:13
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工程测量规范,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:高程点注记间距;测点高差精度;土石方工程量
中图分类号: P21 文献标识码: A
一、概述
在电力工程(变电站、发电厂)勘测设计过程中,如何为设计提供准确可靠的测量数据进行土石方工程量计算,是个多年来困扰测量人员的问题。随着经济的发展、工程成本的提高和工程预算制度的严格执行,设计计算土石方与实际土石方不合的矛盾日益突出。
现今常用的土方计算方法有方格法、断面法、等高线法、数字地面模型法(DTM)、三角网法(TIN),任何一种方法实际精度主要由原始数据的采集误差和高程内插误差两方面决定。数据采集误差来自测点设备误差、测量误差等,而高程内插误差取决于测点密度和点位位置。
为进一步做好设计服务,满足土石方计算误差要求,使工程量计算更科学合理,需要对野外测点高程精度、测点的密度进行探讨,找出科学合理的解决方案,满足业主不断提高的要求。
二、现行测量标准
目前厂区电力工程测量使用的测量规范是:《火力发电厂工程测量技术规程》(DL/T5001-2004)行业标准,《水利水电工程测量规范》(SL197-97)行业标准,《工程测量规范》(GB50026-2007)国家标准,《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》(GB/T14912-2005)国家标准。在这些规范中,对于地形图测绘精度,没有提出要满足施工土石方工程量计算的要求,但业主对计算土石方工程量有要求(如有的要求“土石方平衡工程量误差不超过±5%”等),这就对地形测量提出了挑战。地形测量内容包括:地面地形地貌、地物信息和地下信息等。设计使用地形图,一方面进行总平面布置,另一方面计算土石方工程量。而土石方工程量的计算,与地形图高程点注记间距及精度、等高线或插求点有关。
1、高程点注记间距要求
对于高程点注记间距,各工程标准的要求见表1。
表1几种工程标准对测点密度要求
2、高程注记点精度要求
对于高程注记点的精度,各工程标准的要求见表2。
表2几种工程标准对高程注记点高程精度要求
3、等高线或插求点高程精度要求
对于等高线或插求点高程精度,各工程标准的要求见表3。
表3几种工程标准对等高线或插求点高程精度要求
4、几种工程标准的比较
测点密度方面,《工程测量规范》与《火力发电厂工程测量技术规程》注记点密度相同,《水利水电工程测量规范》注记点密度最高,《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》注记点密度最低。
高程注记点精度方面,《工程测量规范》与《火力发电厂工程测量技术规程》无规定,《水利水电工程测量规范》要求高程注记点精度高于《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》。
等高线或插求点高程精度方面,《水利水电工程测量规范》要求高于《火力发电厂工程测量技术规程》和《1:5001:10001:2000外业数字测图技术规程》,与《工程测量规范》要求相同。
三、全站仪采集高程点精度分析
从以上规范中可以看出,《水利水电工程测量规范》提出了高程注记点精度和较高的密度,比较好地规定出地形图测图精度。由于土石方工程量与地形图高程注记点精度和密度有关,而高程注记点精度与全站仪三角高程测量精度相关。下面对三角高程测量高差精度进行分析:
全站仪三角高程测量高差计算公式:
式中:h为高差;S为斜距;α为垂直角;I为仪器高;V为觇标高;K为大气折光改正;R为地球半径。
根据误差传播定律,忽略微小项,得到高差中误差为:
式(2)中,又因mk较小(一般为±0.03mm~0.05mm),忽略,式(2)简化为:
在全站仪地形图测量中,取ms=±14mm(取自《工程测量规范》全站仪测图要求,距离按700m计算)
mα=±18″(取自《工程测量规范》图根电磁波测距三角高程的主要技术要求)
其他取值为:
按式(3)计算,垂直角和距离对高差的影响见表4。
表4垂直角和距离对地形点高差中误差影响
根据《工程测量规范》,对于1:2000地形图,全站仪测量地形点最大距离为700m,则平地、丘陵地形的地形点高差中误差为63mm。图根点高程中误差不大于基本等高距的1/10,以基本等高距为1m计算,则有:
m测站=±0.1m
测点的高程误差
m高差=±0.063m
则MH=±0.12m。
可以看出,测点高程误差主要是测站点高程误差。取测点高差限差为±0.13m,测点高程限差为±0.3m。
从表4可知,垂直角对高差误差的影响不明显,距离影响明显。在野外工作中,提高测站点高程精度将大大提高地形图测点精度。
除测点误差外,在地形图测量过程中,有些人为因素直接影响土石方工程量计算精度,如:测点点位不准,地形地物取舍不当等。因此,在野外测量过程中,测量人员需要注意如下事项:持镜员应进行岗前培训,地形图测量立点时,棱镜杆不应插入地下,应立于测点地面。地形地物的取舍应满足规范要求,根据电力工程地形图测量的特点,按照规范要求进行施测。测点应能反映地形的变化,如:坡度变化处、坎上坎下、沟底等,在测量稻田、旱地时,点位不应立在田、地中间的厢沟下面,应立在地台上面,并能反映田、地的地面高度。
总结不同规范的要求,结合工作实际,我们认为目前地形图测量建议补充内容如下:地形点相对于测站点的高差限差为±0.15m;地形点高程限差为±0.3m。大比例尺地形图测点密度见表5。
表5地形点点位间距(单位:m)
四、高程点精度对土方量计算的影响
1、采用不规则三角网计算土石方量的方法
不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork,TIN)指将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的连续三角形。TIN能较好地顾及地貌特征点、线,表示复杂的地形表面比矩形格网精确。我们将根据地形起伏变化的复杂性来确定采样点的密度和采样点的位置,从而可以避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点较好地逼近地形表面。在计算填方和挖方量的过程中,首先根据在挖前和挖后的地面特征点建立不规则三角网。在建立好的不规则三角网中,其每一个基本单元的核心是组成不规则三角形的三个顶点的三维坐标;从每个挖前三角形的三个顶点竖直向下引出三条直线,直到与挖后的地表面的三角网相交,便形成许多的三棱柱,这时整个区域的土石方地形便形成了由许多连续但不可微分的三棱柱组成的集合。分别计算出每个三棱柱的体积,所有的三棱柱体积之和便是整个区域的土石方量。具体见图1:
现假设,面ABC为挖前地表面TIN中的三角形,面DEF为挖后地表面上的三角形面,面A1B1C1为上下表面在水平面上的投影;点A、B、C为测区内挖前地表面的特征点,点D、E、F为测区内挖后地表面上的地形点,其三维坐标(X,Y,H)已知。
首先令:
图1不规则三角网计算土石方量示意图
则投影面的面积为:
则三棱柱的体积为:
其中A1B1、B1C1、C1A1、AD、BE、CF长度可由三角形几何关系求得,图1为三棱柱示意图。这样便求出了一个三棱柱的体积为V1;假设整个区域是由n个连续但不可微分的三棱柱组成,则整个区域的土石方量为:
式(7)中V1为各个不规则的三棱柱的体积。
2、高程点误差对采用TIN计算土石方量的影响分析
由上面的计算公式可以看出,单个三棱柱的体积与上表面在水平面上的投影面积、三角形挖前挖后的顶点高差之和相关,计算区域内的TIN由离散高程点按德劳内法则组成,离散点的分布决定了三角形的分布,对于分布一定的TIN来说,决定其土石方计算精度的就是三角形顶点高差之和。仅考虑高程点测量误差的影响,将每一个三角形面积看作一个常数,以挖方为例说明高程点高程误差对土石方量计算的影响。
假设所有高程为同样的方法测得,则高程点具有同样的高程精度,假设其高程误差为h。AD为A点高程减去挖方后的设计高程值,设计高程值为常量,则AD的误差也为h,同理BE、CF的误差也为h,将h值代入公式(6),则:
由高程点误差引起的挖方量误差是:
式中:V为计算土方量,为真实土方量,Δv为高程测量误差产生的土方量误差。
则有
,即为土方量计算误差百分比。
而为计算区域所有三角形在水平面上的投影三角形面积之和,也就是说在计算区域内高程点分布一定的情况下,挖方量误差直接与高程点的误差成正比,区域投影面积越大,其土方量计算误差越大。因此,高程点的误差越小,土方量计算的精确度越高。
为了明确高程点的高程误差对土方量计算误差的影响程度,按以下方法进行了模拟计算:以一定面积的外业采集高程点作为理论数据,将高程点高程误差分别按+0.1m、+0.2m、+0.3m进行假设,计算的挖方量及高程误差影响比例见表6。
表6高程误差对挖方量的影响计算
由表6可以看出,高程点的高程误差直接影响土方量计算的精度。
在实际的计算过程中,计算区域挖方体积只能依靠有限的三棱柱来模拟计算,为了尽可能提高区域体积计算的精度,有限的三棱柱的上表面三角形所代表的平面必须尽可能地接近地面实际情况,最大程度地模拟地面起伏变化,因此区域内构造TIN的高程点还要分布均匀,且具有足够多的地形地貌特征点。
如何确定土石方开挖平均高差与测点精度关系,《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173-2012)7.6.10规定“对同一区域土石方挖填工程量进行两次独立测量计算的土方量差值不超过7%或石方量差值不超过5%时,可取其平均值作为最后值。”,《水利水电工程施工测量规范》(SL52-93)5.3.15规定“两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5%(岩石)和7%(土方)时,可取中数(或协商确定)作为最后值。”,结合表6,我们可以推算出挖方平均高差与测点精度关系。
我们假设计算挖方高差误差与测点高程误差相同。
设M1为第一次测量工程量;M2为第二次测量工程量;S为挖方平均面积;ΔH为挖方平均高差;M为挖方平均工程量。
则工程量
由于每次测量均有误差,对(1)、(2)式微分,按误差传播定律有
2次测量工程量
误差相同)
取2倍mt为工程量差值限差ΔT,于是考虑上述规范要求有
18)式为挖方平均高差与高差精度的关系。
平均挖方高差与测量高差误差关系见表7。
表7平均挖方高差与测量高差误差关系(单位:m)
由于假设计算挖方高差误差与测点高程误差相同,表7可以作为野外地形图测量高程注记点精度指标。
根据以上分析,对于1:500或1:1000地形图测量,在用于土石方工程量计算时,测点高程精度将直接影响其工程量计算,综合考虑表7和工作实际,建议要求测点对于测站点的高差限差为0.15m,点的密度按表5要求执行。从我们使用测量仪器精度看,结合目前测绘工作现状,对于地形点高差限差取0.15m,是可以满足的。
从管理角度上看,在进行测量交桩过程中,需要使用测量仪器对现场关键地形点进行检测,并将测量数据提交给监理和施工单位,以减少施工过程中施工单位提出土石方工程量不符合的矛盾。
结束语
随着业主精细化管理的提高,对设计、施工管理日益细化,经济指标量化,对土石方工程量计算会提出更高要求。这对我们测量人员是个新的挑战,也为测量技术的发展提出了新的课题。
参考文献
[1]成.核电厂土石方量计算影响因素分析[J].工程建设与设计,2014,07:151-153.
[关键词]UTM投影 投影变形
[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-182-2
1引言
加蓬利伯维尔防波堤码头(PORT MOLE)整治项目位于非洲加蓬利伯维尔市区中心,经度为009°26′E,纬度为0°24’2N,整个项目分为LOT1(造地)+LOT2(护岸)两大部分,规划建设为加蓬的海淀游乐中心,是加蓬城市现代化改造建设的一个形象工程,本工程所使用的坐标系统为WGS-84坐标系统,投影方式为UTM投影,经现场测试,如果投影经度为9度,每公里投影所引起的变形值达37cm,远远大于《工程测量规范》的要求,本文就此问题展开讨论,并且提出解决问题的措施。
2UTM投影
UTM投影又叫横轴墨卡托投影,是一种等角横切圆柱投影,如图2-1所示,设想用一个椭圆柱横切地球于南纬80度 和北纬84度的等高圈,投影后投影经度两侧的割线投影变形为1,即割线没有投影变形,投影经线的投影变形为0.9996,为了减少投影变形,UTM投影也采用分带投影,自西经180°起每隔经差6度自西向东分带,将地球划分为60个投影带,其投影计算公式见公式2-1。
式中,N为该点卯酉圈的曲率半径,B为纬度,S为该点平行圈所截的中央子午线距离赤度的长度, 为该点与中央经线的经度差,此外:
3UTM投影变形对工程的影响
为了检查测区UTM投影变形,在测区选取两个控制点P1、P2,表3-1为这两个控制点的大地坐标及UTM投影的坐标,表3-2为其在WGS-84参考椭球下的投影长度和用全站仪现场测量的长度。
从表3-2可以看出,如果使用UTM投影,经投影后坐标反算的距离为710.681m,而现场采用全站仪往返测量4个测回,平差后计算出的水平距离为710.944m,两者相差26.3cm,即每公里的变形约为37cm,投影变形远远大于工程测量规范所要求的2.5cm/km变形允许值,这种变形导致使用GPS放样的坐标和全站仪放样的坐标不在同一个位置上,特别当放样距离比较远时,相差特别明显,对于精度比较高的安装来说,这种变形直接会导致测量工程事故。
4UTM投影产生的原因
(1)水平距离投影到高程面上的变形:
(2)椭球面的距离S投影至UTM投映面的变形:
(3)地面水平距离按照UTM投影的长度总变形:
从表4-1可以看出,理论上计算出的投影变形为为-0.267m,现场实际测量的变形值为-0.263,两者相差4mm,说明采用UTM投影,投影经度为9度,投影变形量超过《工程测量规范》允许值。
5解决措施
从公式4-3可以看出,要减少投影变形,有两种方法,一种方法是是改变投影面的高度,另一种方法是改变测区至中央投影的距离,本工程采用后者,也就是改变投影经度,把投影经度从原来的9度变成7度48分30秒,其投影坐标及根据坐标反算的距离见表5-1,从表中可以看出,修改投影经度后,投影变形由原来的每公里37cm变成0.8cm,投影变形比原来大大减小,而且小于《工程测量规范》所允许的投影变形值2.5cm/km。
6结论
UTM投影和高斯投影都是等角投影,投影后角度不变,使用UTM投影,要注意UTM投影所引起的长度变形,如果测区在中央投影经线附近,使用自定义投影,减少投影变形。
参考文献
[关键词]GPS 高程测量 精度 借鉴
[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-234-1
地质工程的测量时工程测量一个分支,具有特殊性和普遍性,帮助工程施工做了铺垫工作,能够布置测量工程的施工图、测量工程的点位、控制施工的区域等等工作。比较适合在地形条件复杂、通讯较为困难、经济比价落后、交通比较闭塞的地区,这些地区GPS的高程测量优势比较明显。
1地质的勘探在工程测量中对精度要求
1.1控制点精度的要求
在《地质矿产勘查测量规范》中规定控制点的高程误差要小于0.0.5倍的等高距,如果使用的是0.5的等高距时候,不能大于0.1倍的等高距。这本书规定一级点高程的精度是±0.02m、 二级精度是± 0.30 m 。
1.2工程点精度的要求
《地质矿产勘查测量规范》中规定的地质点、井口的取样、坑口、探井、探槽、剖面的控制点、转孔的精度指标,如表1所示。
《地质调查 GPS 测量规程》中规定:要先调查各个类别的物理点和地质点(其中包括供电点、地震的炮点、放射场地、地热和电磁场、直流和交流电的场、地震、磁力、重力等场所)、重要物质地点、独立的剖面端点、工区的边界、异常的标志点、转孔、水文点、物性的采样点、化探的采样点等等这些位置定位点的GPS精度指标如表2所示。
2 GPS在地质勘探工程测量中的使用方法
GPS的测量有三维定位、远距离、高精度、快速、实时这些优点,最近几年再各个行业的应用都很广泛,而且是我国测量技术行业一个破时代的技术。可是此种测量技术需要使用的坐标是WGS84这种坐标,此种坐标是三维的地心坐标,可是在实际生产过程中使用的坐标是独立坐标、GDZ80和BJZ54坐标系统与正常的高(假定的高程系统、国家在1985年制定的高程标准、1956年的黄海高程的坐标系统)。转换的区域和精度决定了平面坐标的精度,在理论上讲师很简单的,实际上操作也比较简单;可WGS84的大地高与正常高间高程的异常具有不确定因素,不容易使用统一固定的模型树去表达,这样就造成了转换较为困难,
上述体现了如何把GPS的测量优势更好地应用在勘探中。大家都很熟悉,正常高要想精确地被大地高转化,重点是要确定高程的异常,可是高程的异常数值和岩石的密度、地球的引力息息相关,这就是导致高程的异常值有区域性和范围性的特点,同样也具有不确定性和偶然性。一般情况下认为高程变化在平坦的地区较为平缓,在高山区域变化很明显,有许多参考文献都有准确的记载,得到了应印证。
GPS测定大地高转换为正常高的方法有三种一是直接利用各省似大地水准面精化的成果,利润山西省的似大地的水准面的精度达到 ± 0.043 m;第二是使用国家的似大地水准面精化成果的精度是CQG200达到± 0.3~± 0.6 m;第三是利用的等级高程控制点联测后拟合,把测区小于100 km2平坦的地区宜用的平面拟合法,所制定的精度高于3~4 cm,把那些测区较大面积的山区适合采用的是第二次的曲面和高次的曲面拟合,其精度高于3cm.
3 GPS测量高程的精度分析
GPS测量大地高的精度一般为公分级,高于±0.05 m。利用省似大地水准面拟合后控制点高程精度为:
利用的省似大地的水准面的拟合后的控制点的高程精度表示为:
利用国家的似大地的准面的拟合后的控制点的精度表示为:
4 结论和建议
地质工程测量是为了地质找矿而做的基础工作,基本上都是山区作业,通讯不便,交通困难,各种成果也多建立在BJ54系统下,原国家等级三角点、导线点破坏严重,高等级GPS点、水准点分布严重不足,使得布网困难。GPS(全球定位系统)具有i贝4量精度高、全天候作业、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、成本低、提供三维坐标等特点,近几年来已经广泛应用于地质工程测量工作中…,为测绘工作提供了一个崭新的定位测量手段,取得了显著的经济效益,赢得了广大地质和测绘工作者的青睐。因此,讨论如何合理地利用GPS定位技术布设控制网,取得适宜的精确度,达到地质工程的要求,显得尤为重要。
2应用实例
2.1工程概况研究区位于新疆鄯善县境内,面积为26.47km,属南湖戈壁滩的低山丘陵区,地势较为平坦,海拔高度一般在1100m。考虑到海拔较高、工作难度大、工期较紧、降低成本等因素,决定采用GPS进行控制测量、碎部测量以及工程收测。
2.2GPS控制网的设计
2.2.1技术标准
GPS测量的技术设计主要依据《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314—2001)、《地质矿产勘查测量规范》(GB/T18341—2001)》及工程设计有关要求制定的。以1/10万地形图为参考图件,平面坐标系统采用1954年北京坐标系,高程基准采用1956年黄海高程系,投影面为高斯平面,中央子午线90。,3。分带,控制网等级为C级,以白石包国家二等三角点和黄山三等三角点做为起算依据。
2.2.2设计精度
GPS控制网宜以边连接为主,辅以点连接,这样可减少工作量,又可达到多检核的目的,布网时应尽可能地选择国家一、二等三角点,最好是同边邻点,这样的点位精度基本相同,能够很好地将WGS84坐标较严密地转换到BJz54系统,而尽可能地少选用三、四等点。根据研究区情况和工程需要,选择二级GPS网作为测区首级控制网,要求平均边长小于1km,最弱边相对中误差小于1/10000,GPS接收机标称精度的固定误差a≤15ram,比例误差系数b≤20×10。
2.2.3控制网布设
研究区采用c、D、E三级GPS网作为基本平面控制网。控制网共17个节点,其中c级GPS控制点1点,D级GPS控制点4点,E级GPS控制点13点。其中联测已知平面控制点2个,高程控制点5个(其高程由四等水准测得),采用3台中海达GPS单频接收机(标称精度为5mm+2ppmxD)观测,网形布设成边连式(图1)。2.2.4观测计划根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP),选择最佳观测时段(卫星多于4颗,且分布均匀,PDOP值小于6),并编排作业调度表。
2.3GPs控制网作业
2.3.1选点
GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活,因此,点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性,并顾及后续测量,选点时应着重考虑:(1)点位要显著,视场周围15。无障碍物,以免信号被遮挡或吸收;(2)每点最好与某一点通视,以便后续测量工作的使用;(3)点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体,应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方,以便观测和日后使用;(4)点位要远离大功率无线电发射源,其距离不小于200m,远离高压电线和微波传送通道等,其距离不小于50m,以免电磁场对信号的干扰;(5)选点结束后,按要求埋设标石,标石规格按规范要求执行,埋石后应填写点之记。控制点的编号按顺序编排,并在前冠以大写字母“GPS”,如:“GPS1”表示一级GPS“1”号点。
2.3.2观测
根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位模式,卫星高度角l5。,时段长度4O一60min,采样间隔15S。在3个点上同时安置3台接收机天线(对中、整平、定向),天线安置采用脚架对点器精确对中,对点误差均小于2rOiTl。量取天线高,测量气象数据,开机观察,当各项指标达到要求时,按接收机的提示输入相关数据,则接收机自动记录,观测者填写测量手簿。
2.4GPS数据处理及精度分析
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段,采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后,得到GPS控制点的三维坐标引。
2.4.1基线解算
测量过程中,对于当天采集的GPS数据,应及时通讯至计算机进行外业数据检查。而后利用中海达公司随机商用软件进行基线处理,处理过程中卫星高度角大于15。,采用静态相对定位处理方式。根据自动处理基线向量的结果,检查基线向量方差比均大于3,边长中误差均小于20mm。
2.4.2外业质量检核
外业质量检核是确保平差精度要求的重要环节,主要包括同步环检验、异步环检验、复测基线。
2.4.2.1复测基线
复测基线为两个不同时段所测的相同边的边长,复测基线长度较差d。≤2盯,《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314—2001)、《地质矿产勘查测量规范》(GB/T18341—2001)》指相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)。对于互差超限的,应重新检查基线的方差比值,对于方差比值较小的,特别是临界的要重新设置参数,重新解算,解算后仍然超限的,应在异步环和同步环中进一步做分析,以确定哪条基线含有粗差。研究区经检查,复测基线的不符值最大5.12ppm,最小0.64ppm,达到相关规范要求,能够满足地质勘查工程测量需要。
2.4.2.2同步环闭合差检核
《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314—2001)中对同步闭合环的要求为wx,Wy,Wz≤/5叮,《地质矿产勘查测量规范》(GB/T18341—2001)》中Wx,wy,wz≤√n/2盯。在一个同步环中的基线解算组合方案应相同,这样可以取得最小的闭合差,反之,则容易超限。对于达不到要求的,应在异立环中继续分析。研究区检验同步环C级1个,D级4个,E级14个,经检核实测值,Wx最大1.6mm,wy最大3.6ram(13=4),Wz最大1.1m//1,均达到相关规范要求,能够满足地质勘查工程测量需要。
2.4.2.3异步环闭合差检核
《地质矿产勘查测量规范》中对独立闭合环的要求为Wx,Wy,wz≤2√n盯,《全球定位系统(GPS)测量规范》Wx,Wy,Wz≤3√n盯,o为相应级别规定的精度。如异步环中是包含有同步环超限的基线,应重新审查该基线观测段的星历预报,检查卫星分布状况是否长时间近似成一直线运行,以及PDOP是否接近限值,然后回忆野外观i贝4时是否在不合理条件下强行观测;若无同步环超限的基线,则将环中基线置于别的异步环中观察残差,或复测基线,则可判断环中哪条基线可能含有粗差。研究区中检验异步环D级6个,E级19个,经检核实测值:wx最大18.3mm,Wy最大35.6mm(n=4),Wz最大30.7mm,均达到相关规范要求,能够满足地质勘查工程测量需要。
2.5GPS网平差计算
在基线向量和各项质量检核符合要求后,在WGS84坐标系内进行三维无约束平差,在BJ54内进行二维约束平差J。无约束平差精度反映了GPS测量的真实质量,约束平差结果反映了控制网点转换精度。研究区中WGS一84坐标系基线平差56条,中误差最大21.9mm,最小0.5mm,平均1.97mm;相对精度最高1/3074万,最低I/II万,均高于1/2万。在WGS一84坐标系的椭球体上,进行了大地坐标平差,单位权中误差为0.076nl,大地高程内符合中误差最大为0.0167m。BJ54坐标系二维约束平差,使尺度、方向和平移都受到了约束,平差结果单位权中误差为0.001ITI。总之,GPS网平差计算后,C、D、E级GPS点点位中误差均小于5cm,边长相对精度均高于1/2万,符合相关规定,能够满足地质勘查工程测量需要。
2.6工程测量
利用GPS控制网成果,对研究区内14条1/1000地质剖面、槽探工程、工程点用全站仪极坐标法或南方RTK定测检核。地质剖面点位差AX=8mm、Y=4mm、AH:42mm,方位最大较差为28”。地质勘探工程点和探槽的定’狈4,使用南方RTK就其附近的控制点做检核,G012:AX=一14mm、aY=一27mm、AH=7nlm;G017:X=6mm、AY=一1mm、aH=21mm;G013:AX=3mm、Y=一3mill、aH=6mm。从以上检查控制点的结果可以看出本次测量的精度可靠。
【关键词】狭小基坑 水平位移 基点选择 变形分析 资料整编
1 变形观测的概述
工程建筑物的变形观测,在我国还是一门比较年轻的科学,他是随着我国建设事业的发展而兴起的。为了利用自然资源为人民造福,我国兴建了大量的水工建筑物工业与交通建筑物,高大建筑物以及为开发地下资源而进行的工程设施,安装了许多精密机械、导轨、以及科学试验设备等。由于各种因素的影响,在这些工程建筑物及其设施的运营过程中,都会产生变形。这种变形在一定限度之内,应认为是正常现象。但如果超过了规定的限度,就会影响建筑物的正常使用,严重时还会危及建筑物的安全。因此,在工程建筑物的施工和运营期间,必须对它们进行监视观测,即变形观测。
2 工程概况
哈尔滨医科大学第一门诊保健大楼是由中建八局承建,此工程位于东大直街与鞍山街交叉口处(详见附录)。哈医大门诊保健大楼由主楼和裙楼组成,主楼高26层,地上22层,地下4层,裙楼高8层,总建筑面积6万平方米。大楼基坑深20米,长101.6米,宽70米。基坑周围由护坡桩加固。
3 施工监测的内容
自基坑开挖时起至主体出±0.000,基坑围护结构(地连墙己灌注桩)的水平移位变形监测。自基坑开挖时至主体出±0.000,基坑周围原有建筑物的水平位移监测。自主体出±0.000起至主体竣工后的一段时期,主体的水平位移监测。自主题出±0.000起至主题封顶,裙楼水平位移监测。
4 精度设计与监测的方法
无论水平移位变形,还是沉降、倾斜(或垂直度),其监测的精度均为二等。根据国家建设部联合的《工程测量规范》规定,对于二等水平位移监测,位移点的点位中误差不超过±2.0mm;对于一等沉降监测,沉降点高程中误差不超过±0.5mm;对于二等倾斜监测,测斜相对误差不超过1:20000。基坑围护结构的水平位移变形监测以轴线法(亦称视准线法)为主,并以小角度法作检核。
采用国家一等精密水准测量的方法:首先在沉降区域外建立若干个(一般不少于三个)基准点和一些工作基点(工作基点个数视沉降区域的大小及施工现场的实际条件而定),在沉降区域内(一般在周围原有建筑物的墙体上核主体的首层柱墙上)布设沉降点,然后通过精密水准将基准点的绝对高程,进而传递到沉降点上,比较沉降点两次所得的绝对高程即知沉降量。
5 监测的周期与期限
基坑围护结构的水平位移变形监测。(1)在开挖取土的高峰期,一般一天一次,若出现特殊情形(如位移量以异常速度猛增或超过设计值而仍未趋于稳定),可缩短监测周期。当水平位移趋于缓慢稳定时,可适当延长监测周期,直至稳定为止。(2)基坑周围的原有建筑物的沉降倾斜变形监测:其监测周期与期限和基坑围护桩的基础保持一致。主体的沉降倾斜监测:一般情况下,每上增一层监测一次,主体封顶后的第一年每季度监测一次,第二年每半年监测一次,直至沉降稳定为止。(3)基坑维护结构的水平位移变形监测:由于初始阶段,护坡桩不够稳定,产生位移量相对较大,因此观测要频繁,需每隔五天观测一次。
资料分析:(1)资料分析的方法:比较法、作图法、特征值统计法、数学模型法。(2)资料分析的内容:1)对观测物理量的分析:①分析观测物理量随时间、空间变化的规律性。②分析观测物理量特征值的变化规律性。③分析观测物理量之间相关关系的变化规律性。从分析中获得观测物理量变化稳定性、趋向性及其与工程安全的关系等结论。2)将巡视检查成果、观测物理量的分析成果、设计计算复核成果进行比较,以判识土石坝的工作状态、存在异常的部位及其对安全的影响程度与变化趋势等。还应特别注重土石坝施工期和初蓄期的资料分析,其中尤应注意对坝体裂缝、变形、渗漏、有感地震、暴雨反应等情况的分析。
6 结语
本论文是对哈医大门诊保健大楼的跟踪观测,说明水平位移观测对点的选择要求极高,精度必须符合国家建设部联合的《工程测量规范》的规定,观测中的每一过程对技术人员和仪器设备都提出了更高的要求。从每个点的位移情况可以反映出周围建筑物及其附属设施的水平移动情况,为了保证施工的正常进行,必须对位移量超过规范要求的建筑物和基坑围护结构进行及时补救。通过以上观测数据,分析表明哈医大门诊保健大楼在施工初期由于防护措施做的不到位,致使周围建筑物产生了相对较大的位移,但建筑单位采取适当方法,往周围建筑物内灌注大量的混凝土砂浆,并没有造成更大影响。观测后期数据表明基坑维护结构和周围建筑物水平位移全部符合《工程测量规范要求》,并没有影响到施工进度。
参考文献
[1]李青岳,陈永奇.工程测量:测绘出版社.1982.
[2]天津大学工程结构现场测试组.天津国际航运大厦工程施工监测实施技术方案:1995年6月.
[3]孙明.岩土工程:中国矿业大学出版社,1991.
[4]天津大学工程结构现场测试组.天津国际航运大厦主体施工监测总结报告:1998年6月.
[5]武汉测绘科技大学.测量学:测绘出版社,1991.
关键词:竣工测量;质量控制;CORS基站
中图分类号:O213.1 文献标识码:A
0引言
永吉经济开发区创建于1999年,是吉林省首批省级经济开发区之一。近年来,永吉经济开发区以科学发展观为统领,抢抓机遇,经济和社会各项事业实现跨越式发展,已建设成为经济基础雄厚,基础设施功能完备,主导产业集聚,综合环境优越的吉林省一流开发区。
城市竣工测量是指工业或民用建筑物竣工后,为编制工程竣工文件,对各建筑物、构筑物及地下管网的实际完成工作量,所进行的测量,其内容包括面积、平面位置、高程等相关数据资料。同时,竣工测量也是对规划验收和管网信息动态管理的重要基础工作,是对规划审批新建、改建的空间位置和属性所进行的测定与调查。竣工测量质量很重要,它直接影响到城市规划管理工作的质量和城市动态基础信息的更新工作。本文结合我单位竣工测量工作实际内容和竣工测量质量情况加以分析。
1竣工测量的涵义
竣工图测量主要有:建筑物竣工图测量,交通运输竣工图测量,给排水管网竣工图测量,动力、工艺管网竣工图测量,输电及通讯线路竣工图测量,综合管网竣工图测量等。本文主要结合建筑物和综合管网竣工测量的内容和方法进行分析。
2技术标准依据和精度保证方法
2.1 CORS基站网络系统
为了保证竣工测量的质量要求,需严格按照相关规范要求进行测量。我单位竣工测量是在永吉经济开发区C级GPS控制网基础上,结合吉林市CORS基站网络系统进行,CORS基站系统能够全年365天,每天24小时连续不断地 ,全面取代常规大地测量控制网。在参考站所覆盖的区域内,用户只需一台GPS接收机和一个随机手薄即可进行厘米级、分米级、米级的实时、准实时的快速定位及开展各项测量工作。全天候支持大地测量、控制测量、地籍测量、数字地形测量、建设用地勘测定界、施工放样等各种类型的GNSS测量、定位等工作。
2.2 技术标准依据
主要作业依据《工程测量规范》、《城市测量规范》、《全球卫星定系统城市测量技术规程》、《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》、《国家三、四等水准测量规范》等规范、标准。
2.3精度控制手段
精度控制内包括平面和高程控制、碎部点、距离量测等几个方面。竣工测量平面和高程控制应满足三级以上导线精度要求,根据2010年国家测绘局实行的《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》中之规定,GPS-RTK动态测量方法已能够符合一级导线精度要求的测量工作,因此可利用动态RTK进行平面和高程控制点的布设;城市竣工测量碎部点精度要求,对于工业和民用建筑物来说,受观测条件影响,应采用全站仪进行数据采集;对于需丈量的数据,应采用电子测距仪进行数据采集;精度满足《工程测量规范》和《城市测量规范》中之相关规定。
3竣工测量的具体工作内容
城市竣工测量应参照建筑规划图纸和资料进行。建筑物竣工测量部分,其测量内容包括建筑物、构筑物的占地范围、名称、结构、层数、房基标高(±0高程)、坡户顶或女儿墙标高、竣工建筑物边长、地下室或地下车库的范围和高度等,根据实测的数据,利用专业软件计算面积,并绘制竣工平面图。综合管网竣工测量部分,其测量内容包括管线的类别、管线材质、管径尺寸、管线埋深、管线走向、管线转点坐标等。对于综合管网竣工图绘制,可有两种成图方式:①根据管网类别,每类管线单绘制平面图;②各类管线可综合绘制竣工平面图。
4竣工测量和竣工图绘制的质量关键点控制
4.1竣工测量
竣工测量是编制竣工图和竣工文件的依据,因此应严格按照规范要求进行数据采集,所有外业采集的数据都应实地测量。对于有些作业人员无法到达的点,可利用无棱镜全站仪采集数据。坡户顶、女儿墙、高压线的标高和走向也可利用无棱镜全站仪测量,并能够大大的提高工作效率。
4.2竣工图绘制
竣工图是规划部分实施监督的重要依据,因此要求竣工图上所有数据必须真实,无错误数据。根据规划图纸和资料进行绘制竣工平面图,工业和民用建筑物竣工图及综合管网竣工图应按1:500比例尺进行绘制,建筑物竣工图应在适当位置标注相关联的房角坐标,根据建筑形状进行边长标注;综合管网竣工图应标注管线转角坐标,并且对不同类别管线进行分层次和分颜色区分,管线埋深、材质、尺寸等应标注在图内合适位置。
5竣工测量成果检查
作业小组对所做成果必须要全面地进行自查,确认无误后方可上交专职检查人员,在实行小组自查互校基础上,指定专职检查人员、技术负责人二级检查制度。对成果质量检查的比例是:作业小组必须达到100%;专职检查人员室内检查100%,室外不低于20%的检查。
6结束语
竣工测量外业所采集的数据直接影响到内业成图的质量,内业所成竣工图能够直接反应出施工建筑的实际完成工作情况,为规划审计部门提供工作依据,是一项具有法律效益的测绘工作。因此,竣工测量是施工结束后一项必不可少的工作,也是一项具有很高的科学性、技术性的工作。
参考文献:
技术具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位等功能,现已成功应用于工程测量等诸多领域。全站仪是自动化程度很高的野外测量仪器,精度高、应用广,但受通视条件、测量距离等因素制约。本文通过滑坡变形监测来讨论了两者的有机结合,探索出GPS 与全站仪相配合进行变形监测的作业方法,使用这两种仪器在实际测量中,提高了监测的工作效率、减少了外界的干扰、降低了作业人员的劳动强度,并且点位精度得到有效的保证。
关键词:GPS 技术;全站仪;变形监测;应用
1、变形观测
变形是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时间域或空间域的变化。变形监测又称为变形测量或变形观测,变形测量则是对设置在变形体上的观测点进行周期性地重复观测,求得观测点各周期相对于首期的点位或高程的变化量。变形体用一定数量的有代表性的位于变形体上的离散点(称监测点或目标点)来代表,监测点的变形可以描述变形体的变形。
1.1变形分类:
1)变形体自身的形变。变形体自身的形变包括:伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形,
2)变形体的刚移。刚移则含整体平移、整体升降、整体转动和整体倾斜。
1.2变形监测分类:
(1)静态变形监测,静态变形是时间的函数,观测结果只表示在某一期间内的变形,静态变形通过周期测量得到。
(2)动态变形监测,动态变形指在外力(如风、阳光)作用下产生的变形,它是以外力为函数表示的,动态变形需通过持续监测得到。
2、 平面基准点的布设和测量
2.1平面基准点的布设
布网的总原则:首先,基准点要布设在地质条件较好的基岩上,且基准点不少于3个,通视条件好,便于观测,校核基准点位于较远点与工作基准点组成基准网,并满足变形测量规范的技术指标要求。其次考虑到测区为条件复杂,难以布设稳定的工作基点,因此在基准点布设在离滑坡体较远且不受大功率无线电发射源干扰的稳定基岩或山体上。
2.2 平面基准网的测量
鉴于平面基准网点间的通视条件较差,基准网的测量采用GPS 测量,按GPS D 级网要求进行施测。
2.2.1 基准和系统
空间基准:GPS 2000 历元,ITRF97 框架;平面基准: 1954 北京坐标系高程基准:1985 国家高程基准。
2.2.2 仪器及仪器检验
基准网的观测使用4 台中海达8200G 型双频GPS 接收机进行外业数据采集,所用的GPS 接收机在开始观测前按照有关要求进行了鉴定,鉴定结果正常,可以使用。在使用过程中进行了常规检查,在观测期间未发现异常情况。
2.2.3 外业数据采集
选择有利观测时间,编制观测调度计划,在作业中根据实际情况及时调整调度计划。
天线的圆水准气泡始终居中,观测使用光学对点器对中,光学对点器在开始观测和结束观测后进行了严格的检较,观测时严格整平、对中,对中误差不超过1.5mm,脚架架立稳固。
观测时正确量取天线高,并记入观测手薄中,天线采取每时段测前和测后各量取一次,每次应从天线三个不同方向(间隔120°)量取,量高误差不大于2mm,取其平均值;详细注明天线的型号,半径及量测方法,并画出天线量测的示意图。
观测结束后,保存其原始观测文件,观测文件以观测日期为文件夹进行整理。并详细编制观测信息表,观测信息表包括观测日期、点号、仪器类型、仪器号、开机时间、关机时间、原始数据文件名、观测者、天线类型、量高方式、仪器高信息。
2.2.4 数据处理
基线处理软件采用随机解算软件。基线解算采用广播星历进行。当天采集的数据应立即计算,并根据基线残差分布图的分布情况,对观测质量不佳的数据予以剔除,对产生的周跳进行修复。
基准网平差计算软件为科傻系统(COSA)GPS 工程测量网通用平差软件包进行平差计算。该软件具有在世界空间直角坐标系(WGS-84)进行三维向量网平差(无约束平差和约束平差)、在椭球面上进行卫星网与地面网三维平差、在高斯平面坐标系进行二维联合平差、高程拟合等功能,并带有常用的工程测量计算工具,可以实现各种坐标转换。
3、监测网布设、测量及数据处理
3.1 平面监测网的布设
根据监测工作的需要和各种荷载的分析布设监测点且编上序号以便数据整理分析。
3.1 平面监测网的测量
水平位移监测网按二等边角网观测。测角测边采用拓普康TC800全站仪同时进行观测,标称精度:测角2″、测距3+2ppm。采用全圆方向观测法观测12 个测回,测边观测6个测回,每测回是指照准一次读数4 次。,各项限差按《建筑变形测量规范》执行。观测时使用拓普康原配棱镜,在观测中严格读取测站和镜站的干、湿温度和气压并将其和仪器常数直接置入仪器中。
3.1 平面监测网的数据解算
平面监测网的数据解算采用内业平差计算采用清华山维“NASEW V3.0”软件。
4、精度评价
4.1 平面基准网的精度评价
在三维无约束平差基础上,将基准点作为已知点成果进行约束平差计算。三维约束平差结果精度满足《全球定位系统(GPS)测量规范》和《设计书》要求,可以作为成果使用。各项精度指标见三维约束平差精度指标:
4.2 平面监测网的精度评价
水平位移监测网按二等三角网的测量技术要求边角同测,各项精度指标均应满足《建筑变形测量规范》要求。平差以平面基准点为固定点进行起算,边角的权配比用迭代法确定,经平差后各点的精度均要满足《建筑变形测量规范》。
【关键词】地铁屏蔽门;施工测量;放样
0.引言
城市化的高速发展,高科技的不断创新,地铁项目在我国各大城市偏地开花,而对地铁项目的成本、质量和进度控制要求是越来越高,测量在项目施工中的重要性也是越来越重。
1.施工测量依据
(1)《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308—1999。
(2)《城市测量规范》CJJ/T8—2011。
(3)《工程测量规范》GB50026—2007。
(4)安装设计图。
(5)国家其他有关技术规范及强制性标准。
2.测量目的
(1)测定轨道中心线、有效站台中心线。
(2)确定测量基准、建立施工测量三维坐标系。
(3)为屏蔽门的设计提供可靠的测量依据。
(4)为屏蔽门的安装提供可靠的施工依据。
3.施工测量流程
测量准备(制定测量方案、测量仪器准备)基标交接确认轨道施工完成底座安装的轴线控制线放样底座安装的工程控制线放样上部组件安装的轴线控制线放样上部组件安装的高程控制线放样端门尺寸测量测量成果报告编写。
4.施工测量内容及方法
4.1安装施工坐标系的测定
屏蔽门安装施工测量示意图
4.1.1 X轴(轨道中心线L4)
以业主提供的轨道测量基标点为依据,利用测量仪器放出轨道设计中心线,以此线作为安装施工坐标系的X轴,记作L4。
4.1.2坐标原点
在测量基标点上架设测量仪器,放出轨道设计中心线与有效站台中心线的交点,以此为安装施工坐标系的原点。
4.1.3 Y轴(有效站台中心线L3)
以轨道设计中心线为依据,在安装施工坐标原点上架设测量仪器,旋转90°放出垂直于轨道设计中心线(X轴)的有效站台中心线,以此线作为安装施工坐标系的Y轴,记作L3。
4.1.4高程原点
以有效站台中心线与轨道垂直相交处的设计顶面,为安装施工的高程原点。
4.2站台板控制线
4.2.1横向控制线
以站台面上的Y轴线(有效站台中心线)作为屏蔽门下部安装时该方向的控制线,分别向站台两端平移并与纵向控制线垂直,如按4560mm平移即为门槛单元控制线,记作L7。
4.2.2纵向控制线
在测量基标点上架设测量仪器,在站台面放出平行于轨道中心线(X轴)2.1m的控制线定位点,一般放设5个点左右,将定位点连接起来并用墨线弹出伸于屏蔽门范围之外,作为下部安装时平行于X轴方向的纵向控制线,记作L1。
4.2.3标高控制线
为了门槛安装施工操作,用水准仪在站台边缘侧面(轨道侧)每隔5m左右,放出距轨道设计顶面850mm的高程控制线定位点,将控制线定位点连接起来并用墨线弹出,作门槛安装施工的高程控制线,记作Z1,此高程控制线与轨道设计顶面平行,并与3‰坡度的站成面平行。
4.3站台顶板控制线
地铁屏蔽门安装顶部控制线测定测量示意图
4.3.1顶板纵向控制线
以控制线L1为基准,在控制线L1上架设激光经纬仪,将控制线L1投影至站台顶板上,并用墨线弹出,以此线作为上部安装纵向控制线,记作L6。
4.3.2顶板横向控制线
以有效站台中心线(Y轴)为基准,在有效站台中心线上架设激光经纬仪,将有效站台中心线投影至站台顶板上,并用墨线弹出,以此线作为上部安装纵向控制线,记作S1。
4.3.3顶板标高控制线
为了上部安装施工操作,用水准仪在站台顶板边缘侧面(轨道侧)每隔5m左右,放出距轨道设计顶面4280mm的高程控制线定位点,将控制线定位点连接起来并用墨线弹出,作上部安装施工的高程控制线,记作Z2,此高程控制线与轨道设计顶面平行,并与3‰坡度的站成面平行。
5.测量记录及数据的整理与编制
(1)现场测量过程的每一步均作详细的记录并画出草图,做为原始资料。
(2)对现场的测量记录进行整理计算归纳总结并形成书面数据。
(3)对既成书面数据进行仔细检查,且经各必需的部门确认无误后方可上报并归档保存。
6.结论
施工测量提供屏蔽门安装时的相对基准,屏蔽门的安装基准是轨道中心线、轨道顶面线和站台中心线,测量时如果没有专门的测量仪器是很难准确测定与它们的相对尺寸,在站台上设置平行轨道中心线和轨道顶面的控制线是解决这一问题的方法。
【参考文献】
关键词: 十天高速,高边坡,变形监测,数据分析Abstract: The national highway from Shiyan to Tianshui tie line (G7011) is a national highway network planning in the lateral line, the ten day Ankang expressway is located in the eastern mountain area of Qinling Mountains, undulating terrain, the geology is very complex, more high fill subgrade excavation, slope stability problems, including ten days of Expressway Ankang section ZK14+280 ~ ZK14+510 the slope of technical difficulty, this paper introduces the monitoring scheme of the slope, through the study of monitoring data, analysis of construction, rainfall has a certain influence on the stability of the slope, the slope is basically stable and judgment.
Keywords: Monitoring of deformation of ten days of high speed, high slope,, data analysis
Monitoring And Stability Analysis on Cut Slope,in Area of Ankang East Section of Shiyan-Tianshui Highway
Li Bai
(Chang’an University Xi’an 710064)
Abstract:The national highway network Shiyan-Tianshui tie-line (G7011) is the transverse link in national highway network planning.Its Ankang section is located in Qinling Mountains,in this area,terrain is undulating and geology is extremely complex, the embankment is almost high filled or deep cut, and stability problems are more prominent in high slope. As for the slope of Ankang section,ZK14 + 280 ~ ZK14+ 510,technical difficulties bring lots of trouble.This paper introduces the monitoring plan to the slope, through the analysis of the monitoring data, discusses the certain effect of construction, rainfall on the slope stability,and concludes that the slope is stable on the whole at present.
Key word: Shiyan-Tianshui Highway,High slope, Deformation monitoring, Data analysis
中图分类号:F54文献标识码:A 文章编码
1引言
国家高速公路十堰至天水联络线(G7011)是国家高速路网规划中的横向联络线,十天高速公路安康东段地处秦岭山区,地形变化显著,路基高填深挖较多,高边坡稳定问题突出, 其中ZK14+280~ZK14+510挖方段路基位于A-CD23标合同段左幅主线段,前接ZK13+633.122白石河特大桥,后接ZK14+604.204白石河大桥,边坡平均高度58米,共五级边坡,每级边坡坡率1:0.3,土石挖方量:106410.5方,白河互通立交C匝道隧道横穿此段第一级边坡平台。
该段边坡岩性为强风化片岩,岩层破碎严重,边坡施工难度较大。一旦发生变形,对主线和匝道隧道的施工及运营安全,都会构成显著威胁。为实时掌握路基边坡变形情况和规律,评价边坡工程的稳定性以及工程防治效果,预测预报高边坡工后的位移、变形发展趋势,对该边坡开展变形监测,以保证该处边坡施工以及高速公路运营安全。监测项目为边坡坡面及防治工程位移监测,监测周期为2年,即2个完整的气候周期。
图1 十天高速公路安康段ZK14+280~ZK14+510边坡
2监测方法
2.1监测手段
采用独立坐标系、全站仪自动跟踪测量法,三维位移监测。即在边坡坡面及防治工程结构物上布设9个监测点,在坡体以外>30m的稳定岩、土中,布设测站点和基准点(后视点),测站点与基准点(后视点)间距>50m。由测站点与基准点(后视点)形成独立坐标系,由测站点、基准点与监测点构成监测网,测量各监测点不同周期间的坐标变化,依托监测后处理软件《莱卡三维变形监测》,解算监测点的位移,分析边坡变形规律、稳定状况。
基准点、监测点和测站点在保证通视的前提下,基准点、监测点和测站点中误差符合《工程测量规范》GB50016—2007 10.9.2的要求,测量数据精度不低于三等(《工程测量规范》GB50016—2007)。
1)监测点:事先制作强制对中杆,将对中杆安设于各级边坡锚索(锚杆)框架梁的横梁上。
2)测站点:经勘察测量,将测站点设在河对岸稳定山坡坡腰,在河对岸的稳定土、岩中制作强制对中墩,顶部安设强制对中盘,以消除对中误差。
3)基准点(后视点):根据现场情况,将基准点布设于稳定的桥梁护墙顶部,即在护墙顶部埋设强制对中杆。
图2 十天高速公路安康段ZK14+280~ZK14+510挖方边坡变形监测网示意图
2.3监测频率
参考《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》DZ/T 0221—2006、《岩土工程监测规范》YS5229—96等规范标准,拟定十天高速公路安康东ZK14+280~ZK14+510挖方边坡监测频率如下:1)施工期每10天观测1次;2)施工后前3个月每15天观测1次;3)完工3个月后每30天观测1次;4)监测期间发现变形明显增大,加密监测。
表1十天高速公路安康东ZK14+280~ZK14+510边坡监测频率
2.4数据精度
监测仪器选用TCRA1200+全站仪,该全站仪具有测量精度高、反应灵敏、可自动搜寻监测目标等优点。其测角精度1″,测距精度1+1.5mm。按GB50026-2007《工程测量规范》要求,选择三等变形进行变形观测。在监测过程中,仪器限差设置指标见表2。
表2十天高速公路安康东ZK14+280~ZK14+510边坡监测数据限差
3 监测数据
十天高速公路安康东ZK14+280~ZK14+510挖方边坡于2011年1月开展监测工作,2011年1月下旬完成监测网布设,于2011年1月25日开始对P1~P7等7个监测点进行监测、于2011年7月26日开始对P8、P9监测点进行监测。后因边坡铺设柔性防护网影响,P1~P5监测点2011年6月30日监测后失效,截至2012年1月6日,累计观测17周期。各监测点水平累计位移、高程累计位移量见表3。各监测点累计位移曲线见图3、4。
表3ZK14+280~ZK14+510边坡监测点累计位移表 (mm)
图3 十天高速公路安康东ZK14+280~ZK14+510边坡监测点累计位移曲线
图4 十天高速公路安康东ZK14+280~ZK14+510边坡监测点累计位移曲线
从监测数据来看,该处边坡有两次显著的变形。第一次是在2011年3月至4月间,布设于2级平台的P5、P6监测点位移显著增加,该阶段边坡处于施工期,即处于变形协调期。第二次是在2011年7月至8月间,布设于2级平台的P5、P6监测点位移有一定的增加,该阶段正处于雨季,可见降雨对边坡稳定性影响较显著。
自2011年8月以后,各监测点位移未发生显著增加,从位移曲线可见,各监测点位移趋于收敛,反映边坡稳定性逐步提高。
4结论
(1)该边坡在施工阶段,有显著的协调变形;
(2)在第一个监测气候周期,降雨对该边坡稳定性有一定的影响;因此必须加强雨季期的观测,雨季应适时的改善监测手段,增加监测频率;
(3)在2011年8月以后,各监测点位移趋于收敛,该边坡稳定性显著提高,趋于稳定,监测数据反映目前该边坡处于稳定状态。
参考文献:
[1]《工程测量规范》GB50026—2007 [S],中国有色金属工业协会,2007:92-93.
关键词 工程测量;现场施工管理
中图分类号P21 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)94-0051-02
0引言
在现代工程建设过程中,工程测量始终占有举足轻重的作用,工程测量贯穿工程建设过程始终。一般而言,人们把工程建设过程中所涉及到的所有的测绘工作统称为工程测量。在实际操作中则包括了:工程建设勘测、工程设计、工程施工以及工程管理阶段的各种测量工作。工程测量直接服务于工程建设的:勘探、设计、施工、管理的各个环节,在现代工程建设中处于统领位置。随着科学技术的进步,现代工程建设规模更大、建设周期更长、建筑功能性更加多样化、实际所需协调的方面更多更复杂,这就对工程测量提出了更高的要求,只有以更加科学有效的数据测量做指导才能在根本上保证工程建设的有效开展。在现代工程建设各环节中,受工程测量影响的方面有很多,而这其中,工程现场施工管理与工程测量的关系更为直接,因此,在下文中,笔者就工程测量与工程现场施工管理之间的一些厉害关系做简要陈述。
1 正确看待工程测量与现场施工管理的内在联系
在现代工程建设过程中,工程测量是一项举足轻重的基础性工作,工程测量的数据输出将在工程建设、施工技术及、施工现场的基本工作安排上给予最为科学有效的指导。一般而言,在工程施工放样之前,工程测量人员需充分了解设计意图,学习和小队图纸并参与图纸会审,对工程图纸做到充分了解;具体的测绘作业应当在《工程测量规范》的指导下按标准执行。实际的工程测量中,测量人员应当会同建设单位一起对各个测量控制点进行实地校检工作,并对给定的总平面坐标进行校对,计算出各个主要部件的放样坐标并在现场放样后将测绘成果反馈给现场施工管理人员,做到及时交底,从而保证现场施工人员对施工场地的具体情况有着明确的认识,并以此为依据制定出科学合理的施工方案。从某种程度而言,工程测量对现场施工管理起着一定意义上的指导作用,他保证了现场施工管理的科学性及有序化。另一方面,由于施工管理的不到位,造成了具体工序实施先后的不合理,又将对后续的工程测量带来困难,甚至导致测量工作无法继续展开,从而又对下一步的施工造成影响。因此,工程测量与工程施工管理师相辅相成、互为制约的关系,两者之间必须经过有效的沟通协调才能充分保障工程建设的科学、合理性,这也是工程建设安全、高效进行的前提。
2 妥善处理工程测量与现场施工管理内在联系的现实意义
在现代工程建设过程中,妥善处理工程测量与现场施工管理之间的关系有着十分必要的现实意义。工程测量与工程现场施工管理存在着指导、沟通、协调的关系。一般而言,工程测量数据的不准确、施工人员对测量成果的理解不到位或工程测量人员与施工人员的沟通脱节都会对工程建设造成一定程度的影响,甚至会造成工程进度滞后、工程成本增加、工程建设安全难以保证等严重后果。因此,在现代工程建设过程中,明确工程测量与现场施工管理的相互关系,多方沟通,妥善协调。坚决避免因麻痹大意或个人情绪问题所造成的沟通不到位、协调不到位对于工程建设的负面影响,从根本上保证工程建设的有效开展。
3 妥善处理工程测量与现场施工管理的一些必要措施
在现代工程建设过程中,必须从根本上认识到工程测量与现场施工管理是一个相互沟通互为协调的过程。一方面,工程测量为现场施工管理提供最为科学有效的数据指导;另一方面,在实际的工程建设过程中,现场施工管理面临的一些具体情况又必须与工程测量之间进行一定程度上的沟通、协调从而保证工程建设的顺利开展。因此,现代工程建设对工程测量提出了一些具体的要求。首先,必须提高工程测量、施工人员的综合素质。工程建设是一项艰苦且长期的工作过程,他需要所有工作人员之间相互配合共同完成,因此,作为一名合格的工程测量、施工人员首先应当具备吃苦耐劳的优良品德,并在实际工作过程中养成细心谨慎、团结协作的良好工作习惯。其次,应当明确工作职责建立良好的沟通协作机制。在施工建设过程中,应当明确各从业人员工作职责,由项目负责人牵头,各方协调、及时沟通。以数据说话、以成果说话,构建良性的工作氛围,职责分明荣辱与共。第三,工程测量人员与施工人员之间应充分了解,相互理解。从某种程度而言,工程测量服务并指导现场施工展开,而现场施工管理又为工程测量提供良好的测量环境、保证测量的有效性。因此,工程测量与工程施工管理之间的协调配合就尤为重要。最后,必须保证测量数据的及时反馈。工程测量在很大程度上指导着工程施工的展开,因此,在测量完成后必须在第一时间将科学化的测量结果反馈给现场施工人员,杜绝对测量成果的错误理解并指导施工建设的顺利开展。
综上所述,工程测量与现场施工管理并非是简单的指导与服从的关系。一般而言,工程测量的数值输出将在很大程度上决定现场施工管理的具体方向及措施,而在实际的操作过程中,工程测量工作与现场施工管理之间更存在着相互协调互为沟通的一个协作过程,在具体的工程测量阶段,测量人员与现场施工人员通过沟通协调的方式达成统一认识,并因地、因时制宜的做出最有利于工程建设本身的一些变通使得工程测量与现场施工管理从根本上杜绝一成不变的“纸上谈兵”,使得两者之间达成相互沟通协调互为促进协作关系从而从根本上保证工程建设的科学化、规范化、合理化从而保证工程建设的有序进行。
参考文献
[1]杨红,李久进.现代地籍测量[M].北京:科学出版社,2004.
[关键词]基坑 变形测量 水平位移 沉降 三轴陀螺仪 网络
高层建筑物荷载大,地基压缩层的深度也大,同时,由于大部分高层建筑物基础埋深较深,场地的地下水对建筑物影响也很明显。沉降观测主要监测地基的变形及外部荷载与内部应力产生的变形,具体就是沉降量与沉降速率。当出现沉降不均匀时,建筑物会产生倾斜,当沉降速率忽然加大时,往往代表事故即将发生。高层建筑物一旦发生沉降不均匀事故,产生的破坏也是非常大的。因此目前规定,高层建筑物沉降观测报告是竣工验收备案的必要资料。但是如果对沉降观测成果数据不予以高度重视,认真分析,也会产生错误判定。
一、现行沉降稳定的几个标准如下:
(1)《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6—2011 8.4.5
沉降稳定的控制标准宜按沉降观测期间最后 100d 的平均沉降速率不大于0.01mm/d 采用。
(2)《建筑变形测量规范》JGJ8—2007 5.5.5
建筑沉降是否进入稳定阶段,应由沉降量与时间关系曲线判定。当最后lOOd的沉降速率小 于0.01~0.04mm/d时可认为已进入稳定阶段。具体取值宜根据各地区地基土的压缩性能确定。
(3)《工程测量规范》GB50026—2007 10.5.8
如果最后两个观测周期的平均沉降速率小于0.02mm/日,可以认为整体趋于稳定,如果各点的沉降速率均小于0.02mm/日,即可终止观测。否则,应继续每3 个月观测一次,直至建筑物稳定为止。
二、以下以高层建筑物为例,作简单探讨
(1)建筑物为25层框架—剪力墙结构,2层地下室,场地地层数据见下表,但该断裂带已被侵入岩体(玄武岩)充填,为闭合型死断层,且场地内无岩溶、滑坡等不良地质现象,场地稳定性好,适宜建筑。场地侵入岩体分布,导致各岩层层面起伏较大,甚至缺失,故该场地为不均匀地基。最终以5—2层砂砾岩为人工挖孔桩持力层。
(2)沉降观测布点示意图
该建筑物施工沉降观测由某检测单位进行,根据其提供的观测成果,当建筑物施工至18层时,累计沉降量最大达54mm,且在7天内平均沉降速率达到2mm/d,远大于规范稳定标准,当地建管部门据此要求该建筑物停工,并查明原因。
首先测量该建筑物整体倾斜,数据表明,该建筑物整体倾斜量在0.1‰—0.5‰,属正常。再从该建筑物沉降最大部位挑选一根桩进行钻芯检测,结果表明桩身基本完好,桩底无沉渣,与桩侧钻孔进行比较,桩端进入持力层深度满足设计要求。
查找原因期间沉降观测连续进行,对照之前成果,发现该建筑物沉降速率停工后快速减小,10天后最大沉降速率已达到0.05mm/d。经专家论证后,在加密观测的情况下复工,竣工后一个月内沉降速率为0.01mm/d~0.02mm/d,目前建筑物已投入使用2年,最近观测周期(6个月)沉降速率最大为0.01mm/d。
由此可见,建筑物沉降速率在施工过程中为一动态量,随施工进度、荷载堆放、雨水情况等时有增大减小。事实上,确定建筑物的允许变形,在当前技术水平上来说是非常困难的,由于土力学理论有很多经验参数,加之客观因素复杂,现行规范制定的稳定标准一方面参考国外规范,另一方面根据国内实地采集的沉降资料,而由于国内外施工技术、结构类型、材料材资的差异及收集的资料代表性不足或过期,为保险起见,现行规范实际上取了较小的值作为稳定标准。
在当前实际应用中,应该将规范规定的稳定标准应作为竣工时的验收标准,此时建筑物荷载已基本完成,场地条件也不会有大的变化,速率反映比较真实。
如果简单的把规范的稳定标准作为施工期间的指标,就会产生相当多不稳定的建筑物,不仅影响了施工进度,也不利于找出真正的危险建筑物
参考文献:
[1]《工程测量规范》GB50026—2007 中国计划出版社
[关键词]GPS静态测量 同步环 闭合差 限差 探讨
[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-165-2
同步环闭合差是判断GPS静态测量数据精度是否符合要求的重要指标,因此,加强同步环闭合差知识的研究,对提高GPS静态测量精度具有重要意义。
1同步环闭合差上限要求
为保证GPS静态测量精度,《全球定位系统测量规范》中对B、C、D、E级GPS网同步环闭合差限差进行了明确规定:同步环中不同坐标分量闭合差WZ、WY、WX不应大于 ;坐标闭合差WS不应大于 (n表示闭合环边数);有关测量误差可通过
计算,其中a、b、d分别表示GPS接收机的标称固定误差和比例误差系数、实际同步环平均边长。从中能够看出该规范并未强制规定同步环闭合差的上限。不过《水运工程测量规范》、《工程测量规范》对同步闭合环闭合差的上限进行了强制性规定,并将其作为判断静态测量数据精度的重要指标。
2同步环闭合差上限取值研究
2.1同步环闭合差的计算分析
参考《全球定位系统测量规范》有关同步环闭合差限差编制说明和计算公式,将GPS接收机标称精度假定为10mm+1ppm。如使用三台GPS接收机,组成三边平均边长为5km的同步环,进行观测。依据上节给出的公式可计算出同步环基线测量中误差的数据为11.2mm,该数值符合规范要求。而不同步环坐标闭合差和各坐标分量闭合差上限数值分别为6.8m、3.9mm,相对误差的上限差为0.45ppm。该上限差值比较小,实际测量时达到这一要求难度较大。另外,参考大量测量实践发现,利用上述方法计算出的同步环闭合差超限的可能性较大。而且查阅相关文献发现,基线测量中误差计算时,未明确说明以GPS接收机的标称精度取参数a、b的值,而是参考不同等级控制网要求的GPS接收机最低标称精度。这种做法使同步环闭合差上限值得到了提高,不过异步环重复基线和闭合差的上限也相应得到提高,这样以来不但失去了基线测量数据核验的意义,而且和实际的测量要求出现了脱节。
2.2同步环闭合差分析
下面以三边同步环为例对同步环闭合差进行分析。三边同步环中仅有两条边的成果相互独立,而第三边成果有其他两边决定,其成果为其他两边之和。考虑到处理软件缺陷以及模型误差的存在,前两边的代数和与第三边处理结果不等同于零的机率较大,而该代数和就是所谓的同步环闭合差。
同步环测量时由于不存在因二次设站造成的GPS接收机相位中心偏差等偶然误差,一定程度上能避免信号传输过程中引起的误差。这样以来闭合差主要因解算模型缺陷或解算误差造成,另外,还受外业测量质量方面的影响。如果外业测量数据质量不高,不过软件基线解算模型较好能很好的消除测量数据质量不高引起的误差;反之,如测量数据质量较高,但是基线解算模型质量较差往往会增加同步环的闭合差。由此可知,同步环闭合差受外业测量数据影响较小,因此规范中未强制性要求是有道理的。
2.3同步环闭合差上限取值建议
由《全球定位系统测量规范》中异步环和同步环闭合差、重复基线较差的计算公式可知,其限差值和基线测量中误差σ具有线性关系。另外,针对异步环来讲,可将其看做以同步环为基础增加一条重复基线的观测,即同步环中第n条边的重复基线和n-1条同步边共同构成了异步环。另外,重复基线的较差中误差为 ,异步环坐标闭合差的中误差为 ,参考误差传播率可知,n-1条同步边坐标增量的中误差计算公式为 。坐标分量闭合差的中误差比较容易记忆,因此,可将 作为同步环坐标闭合差的近似误差,并将其两倍数值作为同步环坐标闭合差的上限取值,即: 坐标分量闭合差上限取值则为: 。如同步环平均边长为5km,则同步环坐标闭合差、坐标分量闭合误差分别为54.9mm、31.7mm,则同步环的相对误差上限为3.7ppm。
3工程实例
某GPS静态测量实践中设置测量控制点8个,控制网等级为E级,同步环的平均边长为3.5km,使用标称精度为10mm+1ppm的5台双频GPS接收机实施同步观测,共19条有效基线数组合成9个三边同步环。使用HDS2003数据处理软件包负责平差和GPS基线的处理,无约束平差计算在WGS84坐标系下进行。无约束平差后控制点位的中误差最大值为0.9cm,基线测量的最大相对中误差为1/153000。对统计数据进行分析可知,平差和基线解算精度均符合规范标准要求。进行平差计算时将基线分量改正数绝对值分布情况如表1所示:
对同步环不同坐标分量的闭合差进行计算,其闭合差值大部分位于 ~2σ范围内,2.4σ为其最大值。同步环中相对中误差的最大为9.1ppm。由此可见平差和基线解算后精度较好,坐标分量闭合差上限最小值能够取到2.4σ。该同步环不同坐标分量闭合差分布情况如表2所示:
4总结
综上所述,同步环闭合差能够反映基线解算模型解算的误差和精度,并且受外业测量数据质量的影响相对较小,两者没有明显的因果关系。因此,在核验GPS数据质量指标时可以将外业测量数据作为参考。另外,在实际测量实践中,很难达到现有规范标准有关同步环坐标分量闭合差的规定,如果对该指标加以限定,应将其控制在 范围为宜。
参考文献
[1]刘寅彪,李聪明,冯林刚. GPS网观测环水平和垂直分量闭合差限差的确定[J]. 西部资源,2012,01:116-117.
[2]薛武申,裴红兵,蒋峰. 关于GPS静态测量同步环闭合差限差的探讨[J]. 港工技术,2012,02:65-67.
[3]汪新. GPS变形监测数据处理方法的研究[D].西南交通大学,2013.