带状测绘工程控制网的优化设计与精度分析

　　摘 要：随着卫星导航定位技术的迅速发展，我国在测绘地理信息产业的工程领域已进入集全球定位系统(GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、北斗卫星导航系统(BDS)和伽利略卫星导航系统(Galileo)的全球卫星导航系统(GNSS)时代。本文对带状测绘工程控制网的优化设计与精度进行分析，以供参考。

　　关键词：带状测绘;控制网优化;精度分析

　　1 引言

　　当前全国范围内广泛开展的城市大比例尺带状地形图测绘，核心数据成果即为满足测量精度要求的1∶500、1∶2000现状地形图，主要工作量集中在地物特征点的外业数据采集、数据精度检测等环节。项目具有任务量大、施测工期紧、测区环境复杂、交通量大、安全系数低、施测难度大等典型特征。

　　2 施工方案及监测点布设

　　基坑整体施工顺序为由北向南依次进行开挖，坑中坑位置进行二次开挖。采用基坑顶部放坡及SMW工法桩+内支撑、SMW工法桩+可回收高压旋喷水泥土锚索、钢板桩+内支撑相结合的支护体系，在基坑的西北角和西南角采用顶部放坡和SMW工法桩+内支撑，基坑东北角、东南角及东侧位置采用顶部放坡和SMW工法桩+可回收高压旋喷水泥土锚索，坑中坑位置采用钢板桩+内支撑，在基坑开挖施工过程中，周边土体的位移能够直接反应出基坑开挖对周围环境的影响，对基坑进行实时监测能够切实保障基坑及周围建构筑物的安全，及时跟踪掌握基坑开挖和地下室施工过程中可能出现的各种不利情况，为建设单位和施工单位合理安排土方开挖顺序和施工进度，确保基坑及周围建构筑物、地表的安全，出现隐患时为及时采取应急措施提供技术依据。文中选取支护桩周边土体深层水平位移、基坑坡顶水平位移及竖向位移、支撑及锚索轴力的现场监测数据进行分析。

　　3 基准点、工作基点布设

　　在基坑东侧，在距离基坑30m外不受施工影响的稳定区域，沿千峰南路从南到北每隔100m布设1个基准点，共布设3个基准点(K1～K3);在基坑西侧，在距离基坑30m外不受施工影响的稳定区域，在地表从南到北每隔100m布设1个基准点，共布设3个基准点(K4～K6)。在基准点采用洛阳铲挖直径约200mm、深度为1.5m的孔，然后将长度为2m的Φ16钢筋打入孔内，并用C20混凝土进行浇筑，钢筋顶部高出地面约10cm，并砌砖保护。本次水平位移与竖向位移监测基准点，二者共用。

　　4 周边地表竖向位移监测点布设

　　用电锤在地表钻孔，植入Φ12长30cm钢筋，用植筋胶固定的方法，在基坑东侧、西侧道路地表每隔25m布设一个道路地表监测点。本次在基坑东侧千峰南路人行道布设7个地表监测点，编号为DB1～DB7，基坑西侧布设6个地表监测点，编号为DB8～DB13。

　　5 監测方法

　　5.1 竖向位移基准网测量

　　本次高程控制网采用独立高程系，使用电子水准仪(徕卡DNA03)配一对2m铟钢精密条码尺，按二等沉降观测技术要求测量，技术要求符合《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016)中相关规定。

　　5.2 水平位移监测

　　使用全站仪(徕卡TS11)采用坐标法测量：在基坑围护边的两端远处各选定一个稳固基准点K2、K3，用全站仪测出其坐标，以K3为测站点、K2为定向点，测得各监测点的初始坐标X0、Y0，监测点本次Xi、Yi与初始值X0、Y0的差值即为该点X、Y累计位移量。以上无论是平面监测网、竖向监测网的建立，还是平面观测点、竖向观测点的观测，自始至终都使用同样的仪器设备、相同的作业人员、相同的作业方法。

　　6 施测具体执行

　　(1)GPS测量作业的基本技术要求。根据规范要求，为提高外业精度，外业观测提高一个等级，按三等进行观测，平差处理精度按四等进行。静态测量中三、四等卫星截取高度角≥15°;三、四等观测时段数≥1;三、四等数据采集间隔10s～30s;三等同时观测可使用卫星数≥5，四等同时观测有用卫星数≥4;三等有效时段时长≥60min，四等有效时段时长≥45min;接收机类型都为单/双频、PDOP值≤6。(2)GPS测量网形设计。按静态相对定位模式，6台接GPS接收机同时观测;同步网间通过边联的方法构网，构成大地四边形或三边形组成的线形网。复测、加密测量同时进行，数据独立处理。将加密的控制网与设计院的控制网相附合到设计院的控制网上。本标段为独立标段，前后与既有道路顺接，无相邻单位搭接情况。

　　7 基坑坡顶水平位移分析

　　该工程沿支护结构边缘共布置了15个水平位移观测点(C1～C15)，监测时间为2018年10月19日至2019年4月11日。在此期间，基坑坡顶水平位移超出预警值(25㎜)的测点为C12、C13、C14，其余测点均未超出预警值;坡顶水平累计位移最大值为53㎜，测点编号C13。本文选取超出预警值C12、C13、C14测点做分析，将坡顶水平位移绘制成时程曲线，。

　　8 基坑变形监测系统控制网优化设计

　　由于长基坑自身的环境限制因素较多，常规的控制网变形监测措施难以有效开展，而目前随着信息化技术的发展，机器人测量、激光三维测量等先进智能化技术也得到了较为广泛的应用。其中，机器人测量技术可以借助于智能化搜索棱镜位置功能，有效获取长基坑边角相关数据，且该技术采取的数据处理方式较为常规;激光三维测量技术的主要优势在于能获取大范围、大量的数据，但这也对数据分析处理造成了极大的难度。当前不少企业已经逐渐采取智能化、系统实时化手段，充分利用软硬件优势，对基坑变形进行动态监测预警。

　　9 基坑变形监测控制网精度分析

　　技术人员在对变形测量获取的数据进行处理时，倘若整个监测网内部有变形较小的基准点，起算数据也较为充足，则可以通过固定基准进行其余点的测定。本文主要选取固定基准，且该位置在长基坑内部是既知的，继而根据数据平差判定工作基点的具体位置，其余监测点位置可以通过监测点所获得的监测数据、工作基点坐标获取。为此，基准点坐标是否具备高精度对于长基坑变形监测具有重要意义，本项目在初始阶段即将基准点放在长基坑内部变形较为稳定的区域，但是其稳定性仍旧存在不可靠现象，因此，判定基准点位置的稳定性是长基坑监测中的重要内容，观测现场无法判断该点观测值的变化是由于观测误差引起还是由于基准点稳定性发生变化引起，本文采用组合后验方差检验法对基准点稳定性进行判断。组合后验方差检验法就是通过基准点的各种组合，进行平差计算，以结果的后验单位权方差构成统计量，进行χ2检验(又称卡方检验)，当统计量大于给定的分位值时，若零假设(基准点未显著变动)不成立，可得到显著变动的基准点，需要进行迭代计算，直到检验通过。具体的步骤如下：根据基准点数进行基准点组合，如有m个基准点，则可取m个、m-1个、m-2个、…m-k个基准点的组合，所有的组合数，对每一组合作后验方差检验。

　　10 结束语

　　在整个施工过程中，加强和完善对围护墙体的变形观测，以及对周边的水体、建筑物、管线的监测，及时反馈信息，指导优化施工，即信息化施工是确保整个围护体系稳定性的一个不可缺少的重要措施。

　　参考文献：

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