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图3 沉降监测网方案一
6.3.2沉降监测网方案二
图4 沉降监测网方案二
沉降监测点和测量标志跟方案一相同。
基准点:基准点设置在基坑外80m外的稳定基础上,基坑施工对其基本无影响,定期联测这四个基准点,以确定其稳定性。
观测路线:本方案是一基准点1开始,沿设计路线进行水准测量,测定其他若干点的高程,最后联测至基准点4上,从基准点2开始,沿路线水准测量,最后联测基准点3上。
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6.4沉降监测网方案比较
我们从精度和经济两方面对以上两种监测网方案进行分析比较,选择最优方案,进行围护结构监测。
(1)精度估算
在经过N个测站测定A、B两水准点的之间的高差,其中第i站高差为hi,则A、B两水准点间的总高差hAB为:
hAB?h1?h2???hN (1)
2设各测站观测高差是精度相同的独立观测值,其方差均为?站,利用协方差
2传播率求得hAB的方差?h为: AB22222 (2) ?h??站??站????站?N?站AB得中误差:
?hAB?N?站 (3) 根据《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006以及《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009,我们可知垂直位移监测控制网主要技术指标和垂直位移监测主要技术要求。
表2 垂直位移监测控制网主要技术指标
等级 相邻基准点高差中误差(mm) 二级 ±0.5 测站高差中误差(mm) ±0.15 往返较差、附合或环线闭合差(mm) ±0.30n 相邻基准点高差中误差(mm) 0.4n 由此得测站中误差?站=0.15mm。
方案一闭合水准路线法设计了2个闭合环,每个环布设测站数10个,通过公式(3)计算:?hAB?6?0.15?0.37mm=0.47mm。
方案二附合水准路线法设计了8条水准路线,每条水准路线布设测站数6个,通过公式(3)计算:?hAB?6?0.15=0.37mm。
表3 垂直位移监测主要技术要求
等级
高程中误差 (mm)
二级
±0.5
相邻点高差中误
差(mm)
±0.30
往返较差、附合或环线闭合差(mm)
±0.30
主要监测方法
水准测量
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根据表3可知水准网高程中误差?hAB=0.5mm。方案二水准网高程中误差
?h=0.3mm<方案一水准网高程中误差?h=0.47mm<垂直位移监测二等水
ABAB准网中误差?hAB=0.5mm。
由此我们可知此两种方案均符合规范要求且方案二水准网的精度高于方案一水准网的精度。
(2)工作量
我们通过建网所需条件以及观测工作量大小等方面,选取一些指标来评定监测网方案经济因素。
表4 工作量分析表
经济分析 基准点个数 工作基点个数 监测点个数 测站数
观测路线总长度(km)
方案一 3 0 39 20 3
方案二 4 2 39 32 2.4
由上表可知方案一建网费用较低,观测工程量较低,更为经济合理 综上,方案二精度较高但是所需费用更高,方案一既满足建网精度要求又更为经济合理,所以我们选择方案一闭合水准路线作为我们基坑围护结构的沉降监测的监测网。
6.5基准点稳定性分析
为了检验基准点的稳定性,模拟方案一基准点分布,我们选定一个样例进行分析,对基准点进行往返观测。进行两个周期观测。
图5 基准点往测观测路线 图6 基准点返测观测路线
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表5 第一周期水准路线往返观测记录表
测段
高差(m)
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距离s(Km)
Li?
+3.246 +0.351 +1.454
Li??
+3.241 +0.345 +1.446
di?Li??Li??
+5 +6 +8
didi
25 36 64
pididi?
didiSi1-2 2-3 3-1
0.07 0.08 0.1 2.5
357 450 640 1447
?
表6 第二周期水准路线往返观测记录表
高差(m)
距离s(Km)
测段
Li?
Li??di?Li??Li??
+8 +8 +7
didi64 64 49
pididi?didiSi1-2 2-3 3-1
+3.248 +0.356 +1.444
+3.240 +0.348 +1.437
0.07 0.08 0.1 0.25
914 800 490 1804
?
?,则每一双观测值的真值之差为零: X??X??0(i=1,2,3?n)设观测值为X iii?两次每个变量的差值: Li??Li?? d i(i=1,2,3?n) (4)
??X?)?(L??L??)?0?d??d 双观测值的真误差(反号):(5) ?di?(Xiiiiidi的权倒数: Pdi?Pi (6) 2由双观测值之差求单位权中误差: ?0?limn???pdii?1n2i2n ( 7)
?Li????Li?????0各观测值Li?和Li??的中误差: ?根据观测值求得各测段各期高差中误差:
1 (8) Pi
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表7 各测段各期高差中误差
测段 1-2 2-3 3-1
两期高差中误差(mm)
高差变化量
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?12??22 222?1??2 ?1
3.8 4.3 5.4
?2
4.2 4.8 6.0
?H?d2?d1
+3 +2 -1
5.7 6.4 8.1
11.4 12.8 16.2
表8 基准点稳定性判断及高程改正要求表
序号 1 2 3 4
高差变化量?H?d2?d1
稳定性评定
稳定 较稳定
有沉降的可能性 有沉降
改正 改正 高程改正 不改正 不改正
?H??12
?12??H??12??22?12??22??H?2?12??222?12??22??H注:?i为第i次观测高差中误差,?i?1为第i??次观测高差中误差。
根据上表我们可以发现三个测段?H均??12,这三个基准点均稳定。
6.6选点、埋石
根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009,设计基准点及监测点样式以及埋设方案。监测点样式及埋设方式如图7所示,基准点样式如图8所示,基准点埋设方式如图9所示。
图7 监测点样式及埋设方式