[發明專利]一種基于坐標測量的基坑頂部水平位移監測方法

有效

• 申請號: 201810917136.7
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN108981665B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 王登杰;王巖
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01B21/04
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

1.一種基于坐標測量的基坑頂部水平位移監測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，在基坑周圍任意一點P點自由安置全站儀，通過觀測兩個已知基準點C1(x_C1,y_C1)、C2(x_C2,y_C2)，計算得到自由設站點P點的坐標P(x_P,y_P)；

S2，步驟S1后，緊接著通過全站儀對基坑坡頂的所有監測點Wi和其它基準點進行連續觀測，采用多測回觀測得到P點到其它基準點和監測點的傾斜距離，起始邊PC1至PC2、PWi的水平角度，以及P點到其它基準點和監測點Wi的天頂距，計算監測點Wi的坐標，其中，i＝1,2,3…

S3，根據步驟S2得到的監測點Wi的坐標，計算兩監測點之間的水平距離D；

S4，計算監測點之間水平距離D在垂直基坑邊坡方向上的分量；

S5，計算監測點之間的相對水平位移量及累積水平位移量；所述步驟S1中，利用后方交會的方法計算自由設站點P點的坐標，包括：

在基坑周圍任意一點P點自由安置全站儀，通過觀測任意兩個已知基準點C1(x_C1,y_C1)、C2(x_C2,y_C2)和監測點W1、W2的傾斜距離S_C1、S_C2、S_W1、S_W2，起始邊PC1分別至PC2、PW1、PW2水平角度β_C2、β_W1、β_W2，以及P點到基準點C1、C2和監測點W1、W2的天頂距V_C1、V_C2、V_W1、V_W2，由式(1)和式(2)得到C1到C2的方位角α_C1C2和水平距離D_C1C2以及根據式(3)和式(4)得到α、γ：

則C1P邊的方位角α_C1P為：α_C1P＝α_C1C2+γ

則自由設站點P的坐標為：

其中：α_PC1為設站點P至C1點的方位角，α_PC1＝α_C1P±180°；

所述步驟S2中，通過全站儀對基坑的監測點W1、W2和其它基準點C3進行連續觀測，通過多測回觀測得到P點到其它基準點C3和監測點W1、W2的傾斜距離S_C3、S_W1、S_W2，起始邊PC1至PC2、PW1、PW2水平角度β_C2、β_W1、β_W2，以及P點到基準點C3和監測點W1、W2的天頂距V_C3、V_W1、V_W2，則由公式(6)、公式(7)、公式(8)和公式(9)計算監測點W1、W2的坐標，基坑一側的位移監測點W1(x_W1,y_W1)點的坐標如下：

x_W1＝x_p+S_W1·sinV_W1·cosα_W1 (6)

y_W1＝y_p+S_W1·sinV_W1·sinα_W1 (7)

式中：α_W1—為測站點到位移監測點W1的方位角，α_W1＝α_PC1+β_W1；

與基坑監測點W1對應的基坑另一側監測點W2(x_W2,y_W2)的坐標為：

x_W2＝x_p+S_W2·sinV_W2·cosα_W2 (8)

y_W2＝y_p+S_W2·sinV_W2·sinα_W2 (9)

其中：α_W2—為測站點到位移監測點W2的方位角，α_W2＝α_PC1+β_W2；

所述步驟S3中，由兩監測點W1、W2的坐標，計算監測點之間水平距離D_W1W2，具體為：

由兩監測點W1、W2的坐標計算兩點的坐標差Δx_W1W2和Δy_W1W2，則：

Δx_W1W2＝x_W2-x_W1＝S_W2·sinV_W2·cosα_W2-S_W1·sinV_W1·cosα_W1 (10)

Δy_W1W2＝y_W2-y_W1＝S_W2·sinV_W2·sinα_W2-S_W1·sinV_W1·sinα_W1 (11)

其中α_pc1為自由設站點P至基準點C1的方位角，即起始方位角；

則監測點W1和W2之間的水平距離D_W1W2為：

將公式(10)、公式(11)代入公式(12)得：