深基坑專項施工邊坡檢測研究

周慧麗 廣東水電二局股份有限公司

在進行深基坑專項施工時，控制邊坡穩(wěn)定的因素有很多，這些因素總是相互影響，通常很難確定邊坡是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在邊坡建立相應的檢測系統(tǒng)，運用檢測系統(tǒng)對其進行安全檢測是非常必要的。目前在邊坡數(shù)據(jù)的檢測方法上，依然采用的是傳統(tǒng)模式，這種方法簡單，但有直接的缺點，比如：由于儀器系統(tǒng)性能的原因，導致數(shù)據(jù)誤差較大，若是其中某系統(tǒng)的功能失效，就容易造成預測的錯誤。由于這種檢測受現(xiàn)場環(huán)境及觀測頻率的限制，并且還容易耗費大量的人力和財力，且不具備實時性，所以，傳統(tǒng)的檢測技術已逐漸不能滿足如今準確、快速、實時的工程檢測需求。在傳統(tǒng)邊坡的基礎上，可以通過測量機器人對邊坡進行檢測。測量機器人的檢測系統(tǒng)在進行邊坡檢測時，其工作原理就是采用自動全站儀尋找目標棱柱，然后再通過其控制系統(tǒng)，自主地對安全檢測資料進行獲取和錄入。它可以對安全檢測資料的精度進行實際測算，使數(shù)據(jù)獲得的準確度得到提高，并使得數(shù)據(jù)收集流程更為的智能和自動，收集過程也更為的簡單方便，可以對邊坡進行更加全面的檢測。

測量機器人檢測系統(tǒng)能夠在傳統(tǒng)邊坡的基礎上，對檢測點棱鏡進行指定周期的自動觀測和識別，在發(fā)現(xiàn)問題時，會及時的發(fā)出報警，從而能夠避免了傳統(tǒng)檢測的弊端，不再受現(xiàn)場環(huán)境及觀測頻率的限制，提高了觀測結果的準確性。

1.設計深基坑專項施工邊坡檢測研究方法

1.1 設置基準點及工作基點

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》要求，邊坡檢測的基準點要設置在邊坡區(qū)域以外，要先設定主要檢測區(qū)域，對主要下滑方向走向作出預測后，按主要下滑方位和區(qū)域設定測線。選擇典型的斷面布設測線，然后再按測線布設相應檢測點位?？稍谏罨拥膬蓷l長邊不受變形影響區(qū)域下，各對兩條基點進行加密，要求基點要在相對平穩(wěn)的范圍內(nèi)，滿足兩條基點連線與矩形基坑中軸線平行。測站點能夠和檢測區(qū)域通視，位置要穩(wěn)定，且易于長期保存，能夠?qū)崟r檢測站點的位移變化。還應定期復測，確保加密控制成果的準確性。檢測點必須設置在醒目位置，工作基點應增設防護罩，以起到防塵、防雨和防一般性破壞的功能。為保證全站儀測量時的定向精度和測量精度，要求架站點與后視定向點之間的距離要大于架站點與邊坡檢測點之間的距離值，并處理好與結構物之間的通視問題。

1.2 規(guī)劃檢測方案系統(tǒng)布局

在開展深基坑邊坡檢測前，需要先根據(jù)邊坡的實際地質(zhì)環(huán)境與邊坡情況進行邊坡檢測方案系統(tǒng)的設計，進行檢測系統(tǒng)完善，運用高自動化以及能夠全天候工作的測量機器人對邊坡的情況進行實時的檢測。

在安裝測量機器人時，必須要對儀器設備進行全面的檢查，要符合測量原理，如若要求強檢，必須要送往相關計量部門進行測量機器人的檢查，以保證儀器正常工作。在全面檢查以后，用細鋼絲將不動點設備與檢測點相連，按照深基坑的專項施工進度分為不同個數(shù)的檢測區(qū)和檢測點進行安裝，還需要結合深基坑施工的實地特點，必須要確保檢測系統(tǒng)的精確度。在測量機器人進行檢測系統(tǒng)運行的過程中，必須還要設定工作人員對其進行定期的檢查以及維護。在全部安裝完畢后經(jīng)過人工電腦調(diào)試實現(xiàn)遠程對接，實現(xiàn)施工測量和邊坡檢測全自動化，在減輕進行觀測的工作人員的勞動強度基礎上，還能夠使獲得的數(shù)據(jù)更加 精密與準確。

在棱鏡的安裝上，要選擇相對穩(wěn)定的區(qū)域，必須要保證一個方向的反射。根據(jù)現(xiàn)場和檢測的具體要求，需要重點考慮坡腳、坍塌區(qū)域及基坑的邊坡頂部，還要考慮到施工的難度，測量朝向測站方向的圓棱鏡，進行安裝，從而使施工能夠安全地進行。

1.3 實現(xiàn)施工邊坡檢測

在進行邊坡檢測之前，測量機器人的設置上，除了位置的選擇至關重要以外，初步且更加重要的一步工作是要設置合適的測量工作進行時的基本參數(shù)，這能使檢測系統(tǒng)在運行時能夠更加準確。要將電腦與儀器中的相關參數(shù)一一對應起來，進行穩(wěn)定的傳輸與通訊。測量機器人依托GNSS地表位移檢測儀和地表沉降檢測儀進行數(shù)據(jù)采集，重錘衡量作用下，通過測量出檢測點的相對位移、沉降量和方位角，讓角度傳感器發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并計算兩點位移量，從而判斷地表情況，當檢測數(shù)值超過報警值時，邊坡檢測報警器發(fā)出警報，信息自動上傳到云平臺，通過大數(shù)據(jù)、傳感技術等先進技術，構建實時檢測、預警預報、輔助決策、信息管理等操作的智能系統(tǒng)，進而能夠使得邊坡檢測信息更加的科學，更加標準以及更加的可視。在實際運行過程中，應當要新建或是打開工程隨后開展相應設置工作，

在實際運行過程中，要求對工程進行新建或是打開隨后科學設置系統(tǒng)，此后將計算機連接起測量機器人，并按照確定測站來開展量測工作，在正式測量以前，還需要進行學習測量，進行初次的觀測，將大概位置進行簡單儲存，進行測量練習，以作為以后自動觀測的依據(jù)。

檢測系統(tǒng)可以采用全自動方式進行邊坡的周期觀測，在測量過程中固定測量機器人和觀測程序，定時對多個目標進行自動識別以及三維坐標檢測，測量成果必須嚴密且沒有誤差。例如，在深基坑邊坡發(fā)生沉降位移時，需要前后連續(xù)檢測六天，按一級邊坡控制，再等待后臺自動地將數(shù)據(jù)進行處理，繪制出位移沉降折線圖，反映出沉降量、位移量。在設置邊坡變形的預警值時，將日均位移率設置大于4mm/天，將水平位移累計值設置大于37mm。當達到預警值時，報警系統(tǒng)會自動報警。

2.實驗

2.1 實驗準備

根據(jù)比較常用的邊坡檢測方法相應特征，將所要檢測深基坑邊坡所需遵循原則以及本質(zhì)目標予以明確后，結合深基坑專項施工中邊坡的實際情況，結合通常比較常用GPS邊坡檢測技術，對深基坑進行邊坡檢測、工作基點觀測，然后進行數(shù)據(jù)對比。為了確保檢測數(shù)據(jù)的準確性，每隔1到2個月對棱鏡進行校對。然后再將GPS邊坡檢測技術以及測量機器人這兩種檢測技術和方法各自的優(yōu)缺點對比分析。

2.2 實驗結果

典型深基坑測量點GPS技術實測精度表和典型深基坑測量點測量機器人實測精度表如表1與表2所示。

表1 典型深基坑測量點GPS技術實測精度表

表2 典型深基坑測量點測量機器人實測精度表

根據(jù)檢測可知，在使用GPS技術進行實際檢測過程中，在水平檢測點位中的偏差一直維持在8mm，而垂直移動檢測點位中偏差則為9mm，盡管在邊坡的檢測精度要求之內(nèi)，但偏差仍然很大。

根據(jù)表2可知，測量機器人在實際進行檢測時，水平檢測點位的誤差可以降低為5mm，同時，垂直位移檢測點位的誤差也低于GPS技術實測誤差，保持在2mm。

GPS技術與測量機器人技術優(yōu)缺點對比如表3所示。

表3 兩種檢測技術優(yōu)缺點對比

綜合考慮檢測效果和經(jīng)濟效益等，最終確定測量機器人技術更適合深基坑邊坡的檢測。

經(jīng)過比較分析了GPS技術、檢測機器人技術的優(yōu)勢和劣勢，以及根據(jù)深基坑等專項技術建設的實際狀況，通過對比分析數(shù)據(jù)，得出如果使用檢測機器人技術開展邊坡檢測，會使得檢測過程的智能化程度高，同時具有超高精密度，更便于后期維修，同時也可以通過靈活增設檢測點開展邊坡檢測。結果顯示，相比較GPS技術檢測，使用檢測機器人進行邊坡檢測，會使誤差較少，穩(wěn)定性好，而且該檢測系統(tǒng)工作平穩(wěn)，使用方便，最終能夠完成深基坑等專項施工邊坡的實時、動態(tài)、自動檢測，能夠更好地對深基坑專項施工中的邊坡進行實時、準確且穩(wěn)定地檢測。

3.結束語

由于邊坡有著復雜的地質(zhì)情況，所以在進行深基坑專項施工時，邊坡的檢測工作就變得尤為重要，在邊坡檢測的設計中，必須要明確設計的準則以及設計原因。在檢測中，只有取得了比較準確的實時檢測數(shù)據(jù)，逐漸完善測量機器人的自動檢測系統(tǒng)，我們才能對邊坡情況作出相對誤差較小的判斷。測量機器人檢測系統(tǒng)能夠自動地對邊坡進行檢測，與傳統(tǒng)全站儀相比，能夠?qū)χ匾臄?shù)據(jù)以及關鍵施工階段的檢測頻率進行加密，提高了工作的效率，并且還能讓工作量大幅減少，不但縮短了作業(yè)效率，并且還能降低相應成本費用開支。