RTK技术在建筑基坑监测的应用

RTK技术在建筑基坑监测的应用摘要建筑施工活动增多的同时，基坑监测任务量相应增加，应用RTK技术进行基坑监测，能够真实掌握基坑变形情况，进而针对性地制定修复方案，全面保证建筑工程质量。本文在RTK技术介绍的基础上，总结建筑基坑变形的表现，并分析基坑变形成因，最后重点探究建筑基坑监测中RTK技术的具体应用。旨在为基坑监测人员提供借鉴，大大提高RTK技术利用率，促进我国建筑事业常态发展。关键词RTK技术；建筑基坑；基坑监测；应用当前城市用地资源日趋紧张，为在限定资源内扩大建筑规模，需要纵深式开发地下空间。然而建筑基坑施工风险较高，基坑施工期间，施工人员应借助相关技术动态监测基坑变化情况，做到风险早发现、早防控，避免产生不必要的经济损失。RTK技术凭借环境适应性强、测量精度高等优势广泛用于建筑基坑监测，使得基坑施工任务又好又快完成。可见，本文分析RTK技术在建筑基坑监测中的应用，其现实性意义不言而喻。1RTK技术概述1.1 内涵RTK技术全称为载波相位差分技术，是卫星定位测量法的一种1。当卫星定位技术不断升级、创新，技术使用者在精确度、时效性等方面提出较高要求，这为实时动态定位技术应用提供了广阔空间。以往RTK技术存在定位失准、误差大等缺点，说明RTK技术存在一定的进步空间，当网络信息技术与RTK技术融合，再次提高了RTK技术定位的精确度，并满足数据校正需求。1.2 组成部分RTK系统由多个子系统组成，子系统功能、特征存在差异性，当子系统协同应用，会大大彰显RTK系统功能优势，为系统应用单位高效作业提供可靠保障。基准站子系统用来提供数据源，具备无人值守、自动防护、数据保存等特点。管理控制中心子系统处于核心地位，它为星状网络构建奠基，使网络子节点有序运行，其功能总结为数据处理、系统监管、用户管理等。数据通信子系统在基准站、网络的连接中起到载体作用。用户数据中心子系统负责发送实时数据、下载基准站信息。1.3 应用原理RTK技术应用期间，在基准点上设置多个站点，间隔一段时间后收集载波相位差分改正信号，然后借助数据链传递信号、处理信号于流动站，经差分计算准确判断站点间位置关系2。建筑基坑监测中，RTK技术动态测量、准确定位基准站点位置情况，将定位结果及时向施工负责人传递，进而施工人员能够根据数据信息提示，针对性地改进基坑施工方案，并配备适合的施工设备和方法，确保建筑基坑施工任务顺利完成。2 建筑基坑变形的表现及成因建筑基坑施工活动具有隐蔽性，一旦施工环节出现突发现象，那么基坑变形问题接连出现，如果基坑质量得不到保证，那么建筑返工频次相应增多，并极易威胁施工人员生命安全。实际上，建筑基坑的施工条件存在差异，所以基坑变形现象多样呈现，施工人员应了解基坑变形问题出现的原因，据此制定基坑变形问题防控措施，使建筑基坑施工质量大幅提高。2.1 地面沉降及原因建筑基坑地面沉降变形现象较普遍，主要是因为雨季施工的过程中，未做好防雨措施，当降水落入基坑，会因基坑水分蒸发速度慢，以及基坑水下沉作用，导致地面沉降；此外还有支挡结构水平方向发生位置移动，导致承载力不均出现地面沉降。2.2 水平位移及原因基坑外地面之所以会出现水平位移变形现象，这与桩基墙体钻孔施工土大量堆积有一定关联。坑边堆土、堆载也是产生水平位移变形的主要原因。如果这类变形问题未及时处理，那么相邻建筑物、市政管线会出现不同程度的裂纹现象。2.3 坑底隆起及原因一般来说，坑底地基承载性能，直接影响坑底施工质量，如果承载力较弱，或者外部载荷力过大，那么会因超出坑底承受范围而发生形变3。再加上坑底下承压水诱发扬压力，则坑底土层突涌概率相应提高。此外，基坑与空气接触时间过长，这也是导致坑底隆起变形的重要因素。2.4 支挡位移及原因对于支挡结构位移这一变形问题，主要归结为支挡墙变形、锚杆变形，分析原因可知，基坑降水是直接诱因，坑边堆载引发的负摩阻力是主要原因。如果支挡位移变形问题延时处理，那么建筑基坑主体质量难以保证，并且会严重破坏周边环境，不利于人与自然关系的和谐发展。3 建筑基坑监测中RTK技术的具体应用建筑基坑监测环节必不可少，通过基坑监测，了解建筑基坑施工中是否存在多样化变形问题，避免基坑施工风险扩大化。然而基坑监测方法的选用十分关键，本文结合具体测区案例，探究RTK技术用于基坑监测的表现，为基坑优质化、安全化施工提供可靠指导，并逐渐提高基坑建筑作业效率。下文具体介绍RTK的方案设计和技术实践要求。3.1 测区案例某城市住宅建筑项目占地550 亩，多个楼座基础应用开挖式施工法，夏季降雨频繁，并且可能导致雨量较多，一定程度上增加了基坑防雨难度，并且基坑建筑工程延期。为全面掌握基坑施工质量，势必要做好基坑监测工作。在案例工程中使用RTK技术，能够直观、精准的监测基坑变形情况。3.2 方案设计要点案例工程所处区域的地形条件良好，且无高大建筑物遮挡，无输电线、发射塔对信号的干扰，能够实现GPS信号的稳定传输。RTK方案设计时，准备五台双频接收机（型号为Trimble700 ）、无线发射电台（25W）、全站仪、水准仪等，满足实时观测需要4。3.3 技术实践要求3.3.1 确定监测点方案实施阶段，确定流动站、基准站位置，这要求RTK技术人员做好现场勘查工作，了解区域自然环境、人文环境，并做好记录，为流动站、基准站布设提供资料，确保信号稳定传输，真实反映基坑变形情况。考虑到基坑监测环节存在影响因素，所以监测点位置与基坑位置的间距尽量缩小，保证信号质量，实现有效监测的目的。由于基坑较隐蔽，一旦监测盲区的基坑信息无从得知，那么监测工作价值将大打折扣，最终得到的监测结果难以真实反映建筑基坑变形情况，导致监测设备资源、人力资源大大浪费。对此，应大量设置监测点，并以流动方式完成基坑监测任务，同时，在阳角、周边道路等位置确定监测点，保证监测信息完整性。基准点定位后，准备接收机设备，并准确无误的安装，使其与基准点信息传输工作紧密配合，为基坑动态监测提供可靠保障。需注意的是，参照相关要求及规范合理设置参数，使流动站保持正常的工作状态。实际监测前，通过预测比较实际数值的误差范围，当差值不超过规定值，方可正式进入基坑监测环节。否则，要重新设置参数，调节基准站、流动站位置。对于GPS-RTK测量模式，单个监测点连续观测60s，记录所观测到的数据。之后联用常规测量法、机械化测量法，真实获得测量数据，使其与RTK数据比较，从而得知实际数据是否真实可用。监测时间为2019 年10 月15 号am8 ：00 ，连续监测三天，并对监测数据有效处理。3.3.2 数据处理获取基坑基准站传递的信息，通过相关软件分析载波相位信号，从而获知基准站与观测站间隔距离，真实掌握高程信息。处理流动站观测数据的过程中，获取间隔3s、20s、60s的数据，计算平面坐标，得知各点对应的高差。接下来对比差值，根据差值分析建筑基坑变形情况、位移情况。处理监测数据的过程中，优选适合的作业法，实现快速、准确采集监测数据的目标。为有效控制数据误差，应遵循数据传递顺序，数据由流动站传至基准站，循环传递模式形成后，结算整体位置数据。当流动站初始化设置后，记录参考站向量值，据此确定转换参数。对比两组测量数据，得知RTK数据与水准数据同步情况，第一组监测点1 的RTK数据为8.240 ，水准数据为7.955 ；第一组监测点15 的RTK数据为8.275 ，水准数据为7.989 ；第二组监测点1 的RTK数据为8.230 ，水准数据为7.942 ；第二组监测点15 的RTK数据为8.263 ，水准数据为7.909 。同组数据对比可知，RTK数据与水准数据高差变化一致，如第一组监测点1 的RTK数据与第一组监测点15 的RTK数据差值为0.035 ，第一组监测点1 的水准数据与第一组监测点15 的水准数据差值为0.0345。说明RTK技术用于观察建筑基坑沉降变化，其实用性较强，所得到的监测数据真实、有效。3.4 应用不足RTK技术用于监测建筑基坑，虽然能够弥补传统基坑监测方法的不足，但RTK技术仍存在一定局限，从观测条件来看，这项技术投用的必要条件，即建筑基坑项目周围满足最少接收五颗卫星信号这一条件。然而很多建筑基坑区域因建筑物过多、高压输电线架设而影响信号传递时效性和完整性，导致RTK技术功能片面发挥，难以满足建筑基坑动态监测需求。此外，RTK技术使用阶段易受干扰因素影响，如恶劣的气象条件、设备运行误差、陈旧基础设施等，一旦RTK技术效能片面显现，那么基坑监测质量和效率得不到可靠保障。3.5 应用前景建筑基坑监测要求多样化提出，传统基坑监测方法面临一定挑战。这种情况下，RTK技术备受关注，因为这项技术自身优势显著，如支持全天候监测、数据全面及时获取、观测精度较高、环境适应性较强、快速求解整周模糊度等。考虑到建筑基坑监测内容的动态变化，以及超高层建筑活动的增多，无疑对基坑监测技术提出新要求、高标准，要想进一步提高RTK技术在基坑监测环节利用率，势必要深层次挖掘RTK技术优势，探索该技术与建筑基坑监测内容的联用路径，从整体上提高建筑基坑监测有效性。立足科学技术创新这一现实情况，应大力培养技术创新型人才，并适当借鉴新技术研发思路，通过引用自动化监测技术、网络技术、3S技术、数据库技术，适当增强RTK技术生命力，使RTK技术在建筑基坑监测环节获得良好前景。当多功能技术集成后，构建网络化实时分析系统，以便动态获取、有效分析数据信息，科学预测建筑基坑监测工作发展趋势，为建筑基坑施工提供可靠的技术保障。放眼长远，与时俱进革新RTK技术，这能为相关监测技术创新与升级提供充足动力，还能通过技术集成，大大提高建筑基坑监测效率，推动我国建筑行业稳健发展。4 结论综上所述，建筑行业发展速度逐年加快，建筑基坑工程施工的过程中，应在工程质量优化的前提下，全面提高建筑基坑施工速度，否则，会因建筑基坑施工风险增加而产生安全事故。基坑工程质量提升的重要措施之一，即信息化监测基坑变形及位移情况，运用RTK技术实时掌握基坑施工质量，能够有效规避施工风险，还能保障施工人员生命安全，确保施工企业在规定工期内完工。