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RTK技术在建筑基坑监测的应用
RTK技术在建筑基坑监测的应用
[摘要]建筑施工活动增多的同时,基坑监测任务量相应增加,应用RTK技术进行基坑监测,能够真实掌握基坑变形情况,进而针对性地制定修复方案,全面保证建筑工程质量。
本文在RTK技术介绍的基础上,总结建筑基坑变形的表现,并分析基坑变形成因,最后重点探究建筑基坑监测中RTK技术的具体应用。
旨在为基坑监测人员提供借鉴,大大提高RTK技术利用率,促进我国建筑事业常态发展。
[关键词]RTK技术;建筑基坑;基坑监测;应用
当前城市用地资源日趋紧张,为在限定资源内扩大建筑规模,需要纵深式开发地下空间。
然而建筑基坑施工风险较高,基坑施工期间,施工人员应借助相关技术动态监测基坑变化情况,做到风险早发现、早防控,避免产生不必要的经济损失。
RTK技术凭借环境适应性强、测量精度高等优势广泛用于建筑基坑监测,使得基坑施工任务又好又快完成。
可见,本文分析RTK技术在建筑基坑监测中的应用,其现实性意义不言而喻。
1RTK技术概述
1.1内涵
RTK技术全称为载波相位差分技术,是卫星定位测量法的一种[1]。
当卫星定位技术不断升级、创新,技术使用者在精确度、时效性等方面提出较高要求,这为实时动态定位技术应用提供了广阔空间。
以往RTK技术存在定位失准、误差大等缺点,说明RTK技术存在一定的进步空间,当网络信息技术与RTK技术融合,再次提高了RTK技术定位的精确度,并满足数据校正需求。
1.2组成部分
RTK系统由多个子系统组成,子系统功能、特征存在差异性,当子系统协同应用,会大大彰显RTK系统功能优势,为系统应用单位高效作业提供可靠保障。
基准站子系统用来提供数据源,具备无人值守、自动防护、数据保存等特点。
管理控制中心子系统处于核心地位,它为星状网络构建奠基,使网络子节点有序运行,其功能总结为数据处理、系统监管、用户管理等。
数据通信子系统在基准站、网络的连接中起到载体作用。
用户数据中心子系统负责发送实时数据、下载基准站信息。
1.3应用原理
RTK技术应用期间,在基准点上设置多个站点,间隔一段时间后收集载波相位差分改正信号,然后借助数据链传递信号、处理信号于流动站,经差分计算准确判断站点间位置关系[2]。
建筑基坑监测中,RTK技术动态测量、准确定位基准站点位置情况,将定位结果及时向施工负责人传递,进而施工人员能够根据数据信息提示,针对性地改进基坑施工方案,并配备适合的施工设备和方法,确保建筑基坑施工任务顺利完成。
2建筑基坑变形的表现及成因
建筑基坑施工活动具有隐蔽性,一旦施工环节出现突发现象,那么基坑变形问题接连出现,如果基坑质量得不到保证,那么建筑返工频次相应增多,并极易威胁施工人员生命安全。
实际上,建筑基坑的施工条件存在差异,所以基坑变形现象多样呈现,施工人员应了解基坑变形问题出现的原因,据此制定基坑变形问题防控措施,使建筑基坑施工质量大幅提高。
2.1地面沉降及原因
建筑基坑地面沉降变形现象较普遍,主要是因为雨季施工的过程中,未做好防雨措施,当降水落入基坑,会因基坑水分蒸发速度慢,以及基坑水下沉作用,导致地面沉降;此外还有支挡结构水平方向发生位置移动,导致承载力不均出现地面沉降。
2.2水平位移及原因
基坑外地面之所以会出现水平位移变形现象,这与桩基墙体钻孔施工土大量堆积有一定关联。
坑边堆土、堆载也是产生水平位移变形的主要原因。
如果这类变形问题未及时处理,那么相邻建筑物、市政管线会出现不同程度的裂纹现象。
2.3坑底隆起及原因
一般来说,坑底地基承载性能,直接影响坑底施工质量,如果承载力较弱,或者外部载荷力过大,那么会因超出坑底承受范围而发生形变[3]。
再加上坑底下承压水诱发扬压力,则坑底土层突涌概率相应提高。
此外,基坑与空气接触时间过长,这也是导致坑底隆起变形的重要因素。
2.4支挡位移及原因
对于支挡结构位移这一变形问题,主要归结为支挡墙变形、锚杆变形,分析原因可知,基坑降水是直接诱因,坑边堆载引发的负摩阻力是主要原因。
如果支挡位移变形问题延时处理,那么建筑基坑主体质量难以保证,并且会严重破坏周边环境,不利于人与自然关系的和谐发展。
3建筑基坑监测中RTK技术的具体应用
建筑基坑监测环节必不可少,通过基坑监测,了解建筑基坑施工中是否存在多样化变形问题,避免基坑施工风险扩大化。
然而基坑监测方法的选用十分关键,本文结合具体测区案例,探究RTK技术用于基坑监测的表现,为基坑优质化、安全化施工提供可靠指导,并逐渐提高基坑建筑作业效率。
下文具体介绍RTK的方案设计和技术实践要求。
3.1测区案例
某城市住宅建筑项目占地550亩,多个楼座基础应用开挖式施工法,夏季降雨频繁,并且可能导致雨量较多,一定程度上增加了基坑防雨难度,并且基坑建筑工程延期。
为全面掌握基坑施工质量,势必要做好基坑监测工作。
在案例工程中使用RTK技术,能够直观、精准的监测基坑变形情况。
3.2方案设计要点
案例工程所处区域的地形条件良好,且无高大建筑物遮挡,无输电线、发射塔对信号的干扰,能够实现GPS信号的稳定传输。
RTK方案设计时,准备五台双频接收机(型号为Trimble700)、无线发射电台(25W)、全站仪、水准仪等,满足实时观测需要[4]。
3.3技术实践要求
3.3.1确定监测点方案实施阶段,确定流动站、基准站位置,这要求RTK技术人员做好现场勘查工作,了解区域自然环境、人文环境,并做好记录,为流动站、基准站布设提供资料,确保信号稳定传输,真实反映基坑变形情况。
考虑到基坑监测环节存在影响因素,所以监测点位置与基坑位置的间距尽量缩小,保证信号质量,实现有效监测的目的。
由于基坑较隐蔽,一旦监测盲区的基坑信息无从得知,那么监测工作价值将大打折扣,最终得到的监测结果难以真实反映建筑基坑变形情况,导致监测设备资源、人力资源大大浪费。
对此,应大量设置监测点,并以流动方式完成基坑监测任务,同时,在阳角、周边道路等位置确定监测点,保证监测信息完整性。
基准点定位后,准备接收机设备,并准确无误的安装,使其与基准点信息传输工作紧密配合,为基坑动态监测提供可靠保障。
需注意的是,参照相关要求及规范合理设置参数,使流动站保持正常的工作状态。
实际监测前,通过预测比较实际数值的误差范围,当差值不超过规定值,方可正式进入基坑监测环节。
否则,要重新设置参数,调节基准站、流动站位置。
对于GPS-RTK测量模式,单个监测点连续观测60s,记录所观测到的数据。
之后联用常规测量法、机械化测量法,真实获得测量数据,使其与RTK数据比较,从而得知实际数据是否真实可用。
监测时间为2019年10月15号am8:
00,连续监测三天,并对监测数据有效处理。
3.3.2数据处理获取基坑基准站传递的信息,通过相关软件分析载波相位信号,从而获知基准站与观测站间隔距离,真实掌握高程信息。
处理流动站观测数据的过程中,获取间隔3s、20s、60s的数据,计算平面坐标,得知各点对应的高差。
接下来对比差值,根据差值分析建筑基坑变形情况、位移情况。
处理监测数据的过程中,优选适合的作业法,实现快速、准确采集监测数据的目标。
为有效控制数据误差,应遵循数据传递顺序,数据由流动站传至基准站,循环传递模式形成后,结算整体位置数据。
当流动站初始化设置后,记录参考站向量值,据此确定转换参数。
对比两组测量数据,得知RTK数据与水准数据同步情况,第一组监测点1的RTK数据为8.240,水准数据为7.955;第一组监测点15的RTK数据为8.275,水准数据为7.989;第二组监测点1的RTK数据为8.230,水准数据为7.942;第二组监测点15的RTK数据为8.263,水准数据为7.909。
同组数据对比可知,RTK数据与水准数据高差变化一致,如第一组监测点1的RTK数据与第一组监测点15的RTK数据差值为0.035,第一组监测点1的水准数据与第一组监测点15的水准数据差值为0.034[5]。
说明RTK技术用于观察建筑基坑沉降变化,其实用性较强,所得到的监测数据真实、有效。
3.4应用不足
RTK技术用于监测建筑基坑,虽然能够弥补传统基坑监测方法的不足,但RTK技术仍存在一定局限,从观测条件来看,这项技术投用的必要条件,即建筑基坑项目周围满足最少接收五颗卫星信号这一条件。
然而很多建筑基坑区域因建筑物过多、高压输电线架设而影响信号传递时效性和完整性,导致RTK技术功能片面发挥,难以满足建筑基坑动态监测需求。
此外,RTK技术使用阶段易受干扰因素影响,如恶劣的气象条件、设备运行误差、陈旧基础设施等,一旦RTK技术效能片面显现,那么基坑监测质量和效率得不到可靠保障。
3.5应用前景
建筑基坑监测要求多样化提出,传统基坑监测方法面临一定挑战。
这种情况下,RTK技术备受关注,因为这项技术自身优势显著,如支持全天候监测、数据全面及时获取、观测精度较高、环境适应性较强、快速求解整周模糊度等。
考虑到建筑基坑监测内容的动态变化,以及超高层建筑活动的增多,无疑对基坑监测技术提出新要求、高标准,要想进一步提高RTK技术在基坑监测环节利用率,势必要深层次挖掘RTK技术优势,探索该技术与建筑基坑监测内容的联用路径,从整体上提高建筑基坑监测有效性。
立足科学技术创新这一现实情况,应大力培养技术创新型人才,并适当借鉴新技术研发思路,通过引用自动化监测技术、网络技术、3S技术、数据库技术,适当增强RTK技术生命力,使RTK技术在建筑基坑监测环节获得良好前景。
当多功能技术集成后,构建网络化实时分析系统,以便动态获取、有效分析数据信息,科学预测建筑基坑监测工作发展趋势,为建筑基坑施工提供可靠的技术保障。
放眼长远,与时俱进革新RTK技术,这能为相关监测技术创新与升级提供充足动力,还能通过技术集成,大大提高建筑基坑监测效率,推动我国建筑行业稳健发展。
4结论
综上所述,建筑行业发展速度逐年加快,建筑基坑工程施工的过程中,应在工程质量优化的前提下,全面提高建筑基坑施工速度,否则,会因建筑基坑施工风险增加而产生安全事故。
基坑工程质量提升的重要措施之一,即信息化监测基坑变形及位移情况,运用RTK技术实时掌握基坑施工质量,能够有效规避施工风险,还能保障施工人员生命安全,确保施工企业在规定工期内完工。
参考文献
[1]陈深德.深基坑工程自动化监测技术研究[J].科技风,2020(35):
111-112.
[2]卢清滨.建筑基坑监测中位移测量技术的应用研究[J].广西城镇建设,2020(11):
100-101.
[3]王智强,张旭,李帛轩.无水条件下深基坑临近高层建筑物监测施工技术[J].科技经济导刊,2020,28(31):
66+65.
[4]梁玄,胡茗.自动化智能监测技术在深基坑中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2020(9):
91-92.
[5]熊春宝,田力耘,叶作安,等.GNSSRTK技术下超高层结构的动态变形监测[J].测绘通报,2015(7):
14-17.
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