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摘要:城市化进程的加快,使得城市用地越发紧张。因此,城市内的建筑空间不断向地上或地下拓展,建筑的基坑深度在逐渐加大。此种发展形势下,基坑工程的深度和面积也在逐渐增大,致使基坑施工时的边坡结构坍塌率显著提升,这不仅会影响工程进度,还可能引发一系列的施工事故,为施工人员的人身安全构成一定威胁。基于此,本文对RTK技术在建筑基坑监测中的应用问题进行了探究,阐述了该项技术的作业原理及其在建筑基坑监测中的应用要点和不足。
关键词:RTK技术;建筑工程;基坑监测
一、RTK技术的应用原理
RTK技术即实施动态差分技术,是一种较为常用的GPS测量方法。将GPS技术应用在变形监测中,可呈现周期性监测模式和连续性检测模式。对于建筑基坑监测而言,连续性GPS监测模式更为适用,而这种模式又有静态测量和动态测量之分。RTK技术就是可以被应用在基坑监测中的连续性动态GPS测量方法,是一种基于载波相位观测的实施动态定位技术。应用RTK技术,可以迅速地确定定位结果,获得定位点厘米级别的三维坐标,是GPS应用的里程碑式技术革新。在该技术应用过程中,将基准站建立在某个已知或未知点上,借助于RTK技术,将站点收到的载波相位差分改正信号经由数据链传送给流动站,流动站会在接收到基站信号的同时,完成GPS卫星信号采集,并对其进行实时处理。通常可使用固化软件完成差分计算,然后对空间内基准站和流动站的相对位置关系进行精准判定。这种空间关系并非施工使用坐标空间关系,所以工作人员需要利用投影技术,将GPS测量结果转换为平面坐标,然后通过借助已知数据完成平面位置的计算,并通过平面拟合模型来完成高程转换。
二、建筑基坑变形的类型及成因
1.坑外地面沉降问题。主要成因是,支护结构出现位移或者因锚杆钻孔引发的起包现象;地面水平位移。由于现场管理不力,致使在基坑周边堆放大量施工材料或者停放大量重型机械所引发地面位移现象;
2.基底出现隆起变形。因基底部分的土体结构承载能力不足,且地面面积较大,在其下部承压水的压力增大时,导致的隆起现象。此外也与基底施工时间过长,长时间暴漏在外也有一定的关系;
3.支挡结构侧向或者竖向位移。当支挡结构受到外界因素的影响产生位移问题时,变化引发基坑变形的问题,同时也会对建筑主体和施工条件造成极大影响。
三、RTK技术在基坑监测中的具体应用
1.增强监测站点布设的合理性。
借助于RTK技术,施工人员可以更为科学合理地开展基坑监测工作。在实践当中,应该先做好基准站和流动站的布设。相关工作人员可以依据基准站对卫星信号的接受要求来确定基准站位置,应尽量将站点设置在基坑的重点监测位置附近,这样才可以确保流动站处于基准站的数据链覆盖面中。
为了实现对基坑围护顶部的有效监测,施工人员必须在阳角以及周边中部设置流动站监测点,而且其水平间距不应超过20m。在对地面沉降问题进行有效监测时,施工人员应将监测站设置在周边的道路上,然后根据该区域的实际情况,布设监测点的位置和数量。基准点上应该设有基准站接收机,为保证使用效果必须使其与电源线和电台准确连接。开机后,应对该设备进行必要的系统设置。比如,应按照得到的转换参数、基准站的方位坐标以及无线电和天线的设置高度等问题。然后,施工人员进行流动站的初始化设置,完成监测准备工作。作业前,应该选择已知点并对其进行检测,比对检测结果和当地坐标。检测点位若为高等控制点,那么互差应该在0-5cm之间;检测点若为同等控制点,那么互差应该在0-7cm之间。使用RTK技术观测流动站时,应每隔1秒完成一次采样,如果进行放样操作,那么需提前在RTK手簿之中输入放样点的坐标,以保证工作开展的精确度。
2.监测数据的实时处理
在基坑区域所设置的观测点,需要实时接收来自基准站所传输的载波相位信号,借助软件系统完成对卫星信号以及载波信号的分析和处理后,可以得出观测点与基准点的距离和高程参数,通过与前期数据的差值对比,可以确定基坑位置是否存在变形、位移等问题,从而实现对基坑结构的有效监测。在进行监测数据处理时,应对数据采样率以及坐标转换等操作进行综合考虑,选择最佳的作业方法,保障监测数据的准确、及时获取。就坐标转换来说,实际进行数据处理时,有很多因素会对数据处理的准确性构成影响,如区域、时间和数据的完整性等。为将数据处理的误差控制在小范围内,需要严格落实以下几点操作:在数据传递的过程中,是遵循先传递至流动站,再传递至基准站的规律,在此过程中,基准站、观测点和流动站在数据链的作用下,形成了一个循环传递的系统,为保障对卫星信号的正确差分处理,需对整体的未知数进行解算;对于转换参数的确认,需要完成流动站的初始化操作后,通过参考站的向量值获得。
四、RTK技术的应用缺陷
1.将RTK技术应用在基坑监测之中的观测条件存在不匹配问题。若要应用这种技术,必须保证观测站可以接收5颗及以上卫星的信号。但是,当建筑基坑位于拥有庞大建筑群的城区时,其信号接收会受到遮挡,使得这一条件就难以满足,从而对RTK技术的应用起到阻碍作用。
2.RTK技术应用时的观测误差影响因素较多,会对监测精度造成影响。比如,监测站的信号干扰或气象因素干扰,卫星轨道误差、信号传播误差等都会影响监测精度。因此,工作人员需要对技术应用方案以及基础设施建设进行优化和完善,消减误差影响因素提升监测质量。
实际进行基坑监测时,RTK技术的应用虽然可以实现对基坑信息的动态获取,及时了解基坑结构各类参数的变化值,但在进行数据处理时,还存在一定的不足,很可能出现参数误差的问题,对测量值的准确性造成影响。因此,要求在后续发展中,应加大对RTK技术的研究力度,努力提升数据处理的准确性和高效性,为基坑监测作业提供更为可靠性的技术保障。
参考文献:
[1]吴顺良.RTK技术在建筑基坑监测中的应用[J].北京测绘,2014(6).
[2]张聪华.RTK技术在建筑基础施工中的应用[J].华东科技:学术版,2016(6).