小角法原理及在基坑水平位移監(jiān)測中的測量步驟

一般的基坑變形監(jiān)測中，都會觀測基坑樁頂水平位移，因為水平位移最能反映出基坑目前的狀態(tài)情況，基坑內(nèi)壁是否位移，假如存在裂縫是否變大，是否會很快的發(fā)生倒塌的危險，能夠及時的采取應(yīng)對措施，說明水平位移觀測的重要性不言而喻。對于水平位移觀測我們常用的方法有很多，例如視準(zhǔn)線法、極坐標(biāo)法和導(dǎo)線測量法。觀測數(shù)據(jù)為平面坐標(biāo)或水平角和距離。但是今天我們介紹的是水平位移最簡單，最常用的一種方法小角法。

小角法的工作原理

小角法位移監(jiān)測是測定建筑物監(jiān)測點(diǎn)沿某基線偏移的位移量，其實質(zhì)是一種近似計算方法。將測站點(diǎn)到監(jiān)測點(diǎn)多次測量距離視為相等，將位移量視為弧長，可構(gòu)造小角圖（圖１）。

根據(jù)弧長與半徑的幾何關(guān)系，可依次推算相鄰觀測期小角增量Δα、Δβ、Δκ所對應(yīng)的位移偏移量ＡＡ１、ＢＢ１、ＣＣ１，以Ｂ點(diǎn)兩次偏移量δ計算為例，如式（1）所示，其中ρ＝206265″，D為測站到監(jiān)測點(diǎn)的水平距離，如果是多次觀測，可視為各次觀測值相同。

δ＝Δβ×D/ρ

小角法的測量步驟

目前，小角法測量主要依靠精度比較高的全站儀，我們利用徠卡TS30型全站儀，其測角精度達(dá)0.5ｓ，測距精度達(dá)0.6ｍｍ＋D·10-6ｍ，當(dāng)然這種價格也比較高。

第一步，在A點(diǎn)架設(shè)全站儀，進(jìn)行對中整平，照準(zhǔn)D點(diǎn)，測量出AD之間的距離L。

第二步，測量完距離后，對誰D點(diǎn)進(jìn)行角度歸零設(shè)置，然后再對準(zhǔn)B點(diǎn)，測量出角BAD并進(jìn)行記錄下為β。（B點(diǎn)可以選用穩(wěn)定建筑物上的避雷針等明顯標(biāo)識，一定是穩(wěn)定建筑且比較細(xì)長的結(jié)構(gòu)，利于我們照準(zhǔn)。）

第三步，幾天之后，D點(diǎn)位移到E點(diǎn)，重復(fù)一二的步驟，測量出角度BAE并進(jìn)行記錄。

第四步，將兩次的角度進(jìn)行就求差得到Δβ，那么水平位移的距離為δ＝Δβ×L/ρ。

一般情況下，基坑變形水平位移偏向基坑內(nèi)側(cè)為正數(shù)，偏向外側(cè)為負(fù)數(shù)。在編輯報告的時候，最好有相關(guān)的文字說明。全站儀小角法水平位移監(jiān)測具有施測簡單，易于可視化分析的優(yōu)點(diǎn)。同時在最不利條件下對位移誤差進(jìn)行保守計算，結(jié)果表明，水平位移精度達(dá)到三等監(jiān)測要求。