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淺析靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)于工程監(jiān)測中的運(yùn)用
靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)作為一種精密的水準(zhǔn)測量方法，具有精度高、自動(dòng)化性能好等特點(diǎn)，下面是小編搜集整理的一篇探究靜力水準(zhǔn)自動(dòng)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(dāng)重要的監(jiān)測項(xiàng)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(shí)時(shí)性的特性。自動(dòng)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(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)測量原理，通過工程監(jiān)測中應(yīng)用實(shí)例，充分體現(xiàn)了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)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(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：靜力水準(zhǔn) 自動(dòng)化監(jiān)測 實(shí)時(shí)性系統(tǒng)
當(dāng)前對于工程監(jiān)測項(xiàng)目，人工采集數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法被普遍運(yùn)用，但是其不僅監(jiān)測范圍小、工作量大、效率低，而且無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測，因此不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、消除隱患。靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)作為一種精密的水準(zhǔn)測量方法，具有精度高、自動(dòng)化性能好等特點(diǎn)，完全可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的漏洞，同時(shí)可以更好地運(yùn)用于人工無法長時(shí)間作業(yè)的某些特殊環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測，使得在工程進(jìn)展過程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，消除隱患。
1、靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)測量原理
靜力水準(zhǔn)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(dòng)，利用連通液的原理，多支通過連通管連接在一起的儲(chǔ)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(gè)容器中的液體深度并不相同，這也就反映了各個(gè)容器所在的各個(gè)參考點(diǎn)的高度的不同。當(dāng)容器液位發(fā)生變化時(shí)即被傳感器感應(yīng)，通過測量不通儲(chǔ)液罐的液面高度，經(jīng)過計(jì)算可以得出各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的相對差異沉降。
在多點(diǎn)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(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn)或參照點(diǎn))的變化，該點(diǎn)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(gè)觀測過程中對基準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行修正，以便能精確計(jì)算靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測點(diǎn)的沉降變化。
靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j個(gè)觀測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)i的相對沉降量計(jì)算公式如下：
測點(diǎn)相對沉降量=測點(diǎn)容器水位變化量-參照點(diǎn)容器水位變化量
即：
Hji=(h0j-hkj)-(h0i-hki)
式中，Hji表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測點(diǎn)在測試時(shí)刻相對于基點(diǎn)i的垂直位移值;h0j表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測點(diǎn)在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度;hkj表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中第j只測點(diǎn)在測試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度;h0i表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測點(diǎn)i在初始時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度;hki表示靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中基準(zhǔn)測點(diǎn)在測試時(shí)刻水準(zhǔn)儀容器液面高度。
2、工程案例
上海市某地下空間工程項(xiàng)目，基坑總面積約38000 m2，基坑延長米約為791米。基坑周邊環(huán)境情況復(fù)雜，其中基坑?xùn)|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(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)外邊線距離3.0～5.0 m。
2.1 靜力水準(zhǔn)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)下一施工進(jìn)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(xué)水準(zhǔn)觀測，使用了靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。測點(diǎn)間距15 m，總共布置7個(gè)測點(diǎn)：JS1～JS7，其中以JS2為靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，其高程采用光學(xué)水準(zhǔn)進(jìn)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(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(xué)水準(zhǔn)測量結(jié)果繪制的共同管溝監(jiān)測點(diǎn)垂直位移變化曲線圖(圖中GN為人工觀測點(diǎn)編號，GN58與JS1相對應(yīng)，GN61與J1S2相對應(yīng)，依次類推)。因?yàn)楸O(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(qiáng)度限制等原因，人工觀測的工作量到達(dá)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(zhǔn)確表現(xiàn)共同管溝變化情況，也無法準(zhǔn)確體現(xiàn)沉降最大值以及最大值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，對于工程項(xiàng)目的整體把握以及實(shí)時(shí)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(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控優(yōu)越性。
3、結(jié)語
(1)靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)可以有效避免傳統(tǒng)人工光學(xué)水準(zhǔn)觀測的漏檢的情況的發(fā)生。
(2)靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的精度高、自動(dòng)化性能好、實(shí)時(shí)測量功能的特點(diǎn)能夠很好地運(yùn)用在工程中，準(zhǔn)確而及時(shí)地反應(yīng)建筑物的變形情況。
(3)靜力水準(zhǔn)自動(dòng)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(shí)對于其數(shù)據(jù)傳輸信號會(huì)受到天氣以及距離的多種因素影響，需要在設(shè)計(jì)中綜合考慮，提高靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)使用效率。
(4)靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)的修正需靠人工作業(yè)來完成，制約了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的直接測試，實(shí)時(shí)成果有一定的制約。但是能夠直接并及時(shí)地對于差異沉降進(jìn)行測試。
參考文獻(xiàn)
[1] 何曉業(yè).靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)在大科學(xué)工程中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].核科學(xué)與工程，2006，4(26).
[2] 戴加?xùn)|，王艷玲，褚偉洪.靜力水準(zhǔn)自動(dòng)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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