位移测量范文
时间：2023-11-20 23:44:45
位移测量篇1
关键词：建筑工程基坑监测 位移监测
Abstract: The foundation pit monitoring, including the supporting structure for monitoring and ambient monitoring is an important measure to ensure the quality and safety of construction works, excavation depth of super-5M, or excavation depth does not exceed 5M, but the site geological conditions and the surrounding environment is more complex
of excavation should be carried out monitoring of the foundation pit.
Keywords: construction, excavation monitoring, displacement monitoring
中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：
一、前言
建筑工程技术的迅速发展，高层建筑成为城市建设主流，随之配套的地下车库工程、人防工程等地下建筑也日益增多，给施工放样等工作带来了一定的困难，而施工现场基坑的稳定性关系到整个工程的质量与安全，需引起各单位的注意，其数据的可靠性需要测量专业人员现场监测获得。
二、基坑支护监测的分类
1 对围护墙侧压力、弯曲应力和变形的监测。
2对支撑（锚杆）轴力、弯曲应力的监测。
3对腰梁（围檩）轴力、弯曲应力的监测。
4对立柱沉降、抬起的监测等；周围环境监测包括：（1）坑外地形的变形监测。（2）临近建筑物的沉降和倾斜监测。（3）地下管线的沉降和位移监测等。
三、基坑监测的特点
1 时效性
基坑监测工作应惯穿于基坑工程和地下工程施工全过程，其测量数据是动态变化的，因此监测频率应能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程，而又不遗漏其变化时刻为原则。实际操作时，还应考虑基坑工程等级、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境和自然条件的变化。因此基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d,测对象变化快的关键时期，可能每天进行数次。对有特殊要求的周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束监测工作。当基坑工程等级为三级时，监测频率可根据具体情况要求适当降低观测次数。
2 精度要求高
基坑随施工环境不同，观测点的位移变化也不同，其值随时间变化较大，甚至达到0。1mm/d以下，普通测量方法和仪器都不能监测其瞬间变化真值，需要一些高精度仪器对其进行监测。
3 要求等精度的原则
基坑监测一般只要求测量其相对位移变化值，不同与一般工程测量，需要已知点的坐标进行测量，在基坑监测中，有时为方便测设，我们可以设定独立的坐标系统及高程系统，监测已定观测点相对于原来基准位置的位移变化即可。
鉴与上述特点，使得基坑观测不同与一般工程测量需要前后视距相等，以消除地球曲率、大气折光等项误差，在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差较大，也不会影响观测成果，因此，基坑监测要求尽可能做到等精度，使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方法施测。
四、工程案例
广东省内某地块位于繁华路段西侧。基坑东西长300m，南北宽460m，为—个近似矩形基坑。地下设地下车库及人防层两层，挖深15m，采用连续墙加锚素作为围护结构。根据该地区建筑基坑支护技术规程及《广东省建筑基坑支护技术规程》，以及基坑开挖深度、支护结构、所处的地质和周边环境条件，确定基坑工程为一级监测项目，基坑施工监测重点为基坑周边围护结构的位移。
五基坑监测工程位移测量的注意事项
建筑基坑在整个地下室施工期间，应安排专人对基坑支护及其周围环境进行监测，并做好记录；当发现支护面发生裂缝时，应观察裂缝发生的情况，分析原因，加强监测的频度，及时报告情况；当监测项目的累计位移量或位移速率达到报警值时，要及时通知基坑内的施工人员，并向建设、监理、施工单位负责人报警；施工负责人接到报警通知，应及时组织相关人员对基坑位移进行全面检查，分析、找出发生较大位移的原因，应提出有针对性地整治措施；在建筑基坑监测人员提出报警后，靠近报警部位的基坑作业应及时停止，撤出相关设备、材料，疏散施工作业人员，待处理好后方可继续基坑内的施工；如果确实有必要，则应对建筑基坑支护结构的报警部位进行彻底清除并重新支护；建筑基坑支护坡顶的一米范围内禁止重物的堆放和重载车辆的行走，并采用钢管栏杆做好防护安全。
六、做好基坑监测中的位移测量工作的重要步骤
1水平基准点网
基准点网是检验和直接测定观测点的依据，要求在整个观测过程中稳定不变，必须埋设在变形范围以外，且不受施工干扰的稳定的位置，尽可能的靠近被监测目标。同时，为了便于校核，以验证基准点的稳定性，基准点数目应不少于三个。
2 仪器设备
使用位移测量仪器设备之前，首先要经过计量部门检验合格，使用过程中最好把仪器检测一下。在基坑监测过程中应采取专人专用仪器设备．以减小测量误差。
3误差椭圆
由于围护结构位移测量只要求获得垂直与基坑边线的变化量，对限于现行测量技术不能减小的误差，在实际测量中对误差椭圆要摆放正确，将误差椭圆短轴尽量垂直与基坑边线，利用误差最小的方向。
4选择监测点
监测点应有代表性，要求稳固、明显，尽量减少对施工作业的不利影响，其布置要求最大程度地反映出监测对象的实际状态变化趋势，并应满足监控要求。
5测量的记录
基坑监测测量实施过程中应事先画好观测示意图并对每次观测认真做好记录，及时计算各种限差和闭合差，确保测量数据的准确性。
五、本基坑监测工程的位移测量技术
1．基准点的布置。
根据规范及工程实际情况，施工现场水平基准点网由8个基准点，4个工作基点组成。基坑每边布置2个基准点，布置1个工作基点。
2．使用的仪器设备。
该工程观测采用全站仪（SET2X）进行观测，仪器标称精度为角度测量方向中误差为2''，距离观测中误差为±2mm+2ppm。仪器在检定有效期内。
3．观测方法。
现场观测时，采用极坐标进行观测。每次观测前对基准点和工作基点进行检测，以确认基准点的稳定性．对工作基点的位置值及时进行修正。每个工作点只观测基坑对面的监测变形点，以保证误差椭圆的短轴尽可能的与基坑边线垂直，位移监测变化结果值为最优。
角度观测时，用方向观测法进行观测，连续观测2测回。取方向平均值作为结果值。距离测量采用测回法进行观测，连续观测2测回．每测回读数5次，取平均值作为距离结果值。
测站现场对2C、2C互差、半测回归零羞、距离测绘差等各种限差实时计算．对观测限差超限的观测及时进行重测。
4．观测数据处理。
观测数据处理首先进行的是观测成果测站平差，测站平差的目的是根据测站上的观测成果求出监测点方向和距离的量或值，同时可以计算出方向值、距离值的中误差．以评定测站的观测成果质量。
各监测点坐标数据的计算采用极坐标法进行，计算时假定坐标系x轴平行与基坑东西边平行。本次坐标值和上一次坐标值差在垂直基坑方向的分量值为监测点本次变形值。
5 误差椭圆
本工程为超大基坑，监测工作基点距离监测变形点距离可能长大500m，角度观测中误差为5''。对监测点的变形影响最终可达±12mm距离变化值中误差为±1mm，可见最终监测点的误差椭圆为—个长轴为24mm，短轴为2mm的椭圆。可见在不同方向误差值可能相差几倍到十几倍，而位移测量只提取在基坑边垂直方向的分量，控制了误差椭圆也就控制了位移测量成果质量。（图1 所示）
图1为为本基坑监测工程位移测量的误差椭圆放置图
6．资料整理与提交
观测完毕后，应及时对观测数据和计算资料及时进行整理、平差，计算出各观测成果，并把相关监测成果表提交给有关单位。
六、结束语
总而言之，建筑基坑监测工程就是为了确保建筑工程的安全，并对其土方施工和地下室施工提供有效的监督、指导和预警，从而防止发生基坑坍塌等事故的一项必要措施。建筑基坑监测工程的内容通常包括基坑支护结构的水平位移监测、基坑周围环境的沉降监测以及地下水位监测。建筑基坑监测工程应由第三方监测单位的技术负责人和专业的测量人员负责。
[参考文献]
[1]建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009
[2] 夏才初。潘国荣等编著。土木工程监测技术[M]。中国建筑工业出版社。2001
位移测量篇2
关键词：水平位移测量；视准线法；小角法；前方交会；后方交会；极坐标
Abstract: With the rapid development of the city's economic construction, urban land is more and more tense, which makes the urban development had to go upward or downward, such as the deeper and deeper excavation of foundation pit. In order to ensure the safety of the excavation support system, no matter the primary, secondary, or third pit, according to the requirements of Building Foundation Pit Project Monitoring Technical Regulation GB50497-2009, the horizontal displacement of the pit top are required to be monitored. Hereby, this paper will expounds the several methods for the current horizontal displacement monitoring.
Key words: horizontal displacement measurement; collimation line measurement; small-angle measurement; forward intersection; resection; polar coordinates
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
视准线法
视准线法，主要应用在场地比较开阔，基坑比较规整的长方形或正方形基坑。
(1)基准点的布设：在基坑的四个边上分别布设一对基准点。基准点应离开基坑的距离不小于开挖深度的3倍。一对基准点应与被监测点基本在一条直线上，误差不大于5cm。见附图：
（2）观测方法：在一个基准点架设仪器，另一个基准点定向。利用经纬仪或激光准直仪直接观测一个强制对中装置的觇牌上的标尺读数。根据精度要求观测多个测回，求平均数计算位移增量，计算基坑坡顶监测点的本次位移量及累计位移量。
视准线法的优点和缺点：优点是观测数据直观，对仪器精度要求不高，方法简便。缺点是受场地影响较大，只适用于规则的基坑，幷且距离不宜太远。
2.小角度法：
小角度法主要是适应基坑相对比较规则，个别点监测点与一对基准点不在同一直线上，但与两基准点角度不大的基坑。
(1)基准点的布设：采用小角度法观测水平位移的基准点的布设与视准线法要求基本一致。也是沿基坑的每一周建立一条轴线（即一个固定方向）。
⑵观测方法：在一个基准点加设仪器，另一个基准点定向利用经纬仪直接观测一个强制队中的觇牌。读取监测点的角度。根据精度要求观测多个测回求平均角度值。用固定方向与测站位移点方向的小角变化β"（偏离视轴线的小角一般不大于30"）。
按公式:
s= β" /p*s
（s的测量精度不小于1/2000，可以只观测一次）计算增量，比较每次的变化值，计算水平位移量。
⑶小角度的优缺点：小角度对距离测量精度不高，但对角度测量精度要求较高，并且距离不宜太远，工程量较大，效率低。
3.前方交会法
前方交会法适用变形点上不便于架设仪器的基坑，精度要求较高的基坑作业。
（1）采用前方交会法基准点布设：为了满足监测要求在基坑的四周布设高精度的控制网，控制网应满足将来前方交会60°～120°要求。基准点应采用观测墩、强制对中装置。
（2）前方交会的观测：前方交会的观测采用的仪器精度应不小于1"，采用DJ1型仪器应观测6个测回，求角度平均值α、β(α、β角度不小于30°)，按公式：
求P点的坐标。每次观测的坐标值与首期观测值比值，计算每期的位移量和累计位移量。
P点位中误差的估算公式为：
为测角中误差，D为两已知点距离。
前方交会的优缺点：精度高，但作业复杂，劳动效率不高。
后方交会法：适用于变形监测点上可以架设仪器，且与3个基准点通视的基坑监测。
（3）采用后方交会法基准点布设：为了满足监测要求在基坑的四周布设高精度的控制网，基准点应采用强制对中装置。
（4）后方交会的观测：后方交会的观测采用的仪器精度应不小于1"，采用DJ1型仪器应观测6个测回，求角度平均值α、β(α、β角度不小于30°)，按公式：
其中：
后方交会的优缺点：设站在监测点上对基准点的位置可以进行选择，精度高，单作业效率低。
4.极坐标法：
随着测绘仪器向高精度、自动化的发展，特别是测量精度0.5"、1"测量机器人的出现，极坐标法越来越多的在基坑监测中被广泛应用，这里重点介绍一下极坐标法。
（1）极坐标法基准点的布设：基准点的布设主要采用两种方法。第一种方法就是在基坑四周大于基挖开挖深度3倍的地方布一个平面控制网，设置强制对中的观测土墩。强制对中误差不要大于0.5mm。
第二种方法是在基坑四周已有建筑物上利用反射片作为控制点，要求反射片的高度不要太高，相互的高度角差不大于3o。两点间与未来设站点的夹角不小于30 o。
（2）基准点的观测方法:采用第一种方法的控制点观测就是利用高精度全站仪观测各基准点组成的多边形角度、距离。假设一个点坐标为已知坐标，平行基坑的一对基准点的方位角为起算方位角。方位角最好为0 o或90 o进行平差计算，计算整个基准点控制网的坐标。
采用第二种方法的控制点观测采用高精度全站仪，在平行基坑的一侧做两个临时点A1、A2，假定两点坐标，方位角最好为0 o或90 o，利用A1点设站，A2定向，精确测量反射片各点的坐标，再采用A2 点设站，A1点定向，精确测量反射片各点的坐标。根据前方交会的计算公式，求取反射片各点坐标，作为基准点的坐标。
（3）监测点的观测:采用第一种方法，直接在一点设站，一点定向，一点检核，根据精度要求设置仪器，自动观测监测点的坐标。采用第二种方法，首先在基坑附近选择一点，此点应在将来施工过程中不受到很大影响。利用仪器本身的后方交会方法，进行观测求算设站点的坐标，计算精度不低于1/√2的监测点坐标中误差要求，设站点作为一个工作基点，利用反射片基准点定向，另一个点进行检核，按精度要求对监测点进行观测，监测点应强制对中观测各点坐标。
（4）数据的处理：观测数据按公式：
计算P点坐标，采用极坐标观测的成果每次观测成果与首次观测和前次观测成果进行比较。计算本次变化值和累计变化值，计算成果的变化量应为相对基坑坡顶的垂直增量，而不是整体增量。这样才能反应出基坑向量或反射片的真实变化。
极坐标法的优缺点：优点是作业方便，大大提高了工作效率，便于自动化成果处理，成果提交及时。缺点是对仪器精度要求高，精度相对低。
结束语：
本文简单阐述了基坑水平位移监测的几种常用方法。当测量工程较大，情况复杂时，还可以采用GPS测量法或三角法、三边法，边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。具体采用什么方法应根据精度要求，仪器设备精度，现场条件选择观测方法。
位移测量篇3
关键字：地铁；明挖基坑；围护桩；深部水平位移；监控量测
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
1 基坑深部水平位移测试原理
基坑深部水平位移测试采用测斜仪, 它可精确地测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器。测斜仪分为活动式和固定式两种, 在基坑开挖支护监测中常用活动式测斜仪。活动式测斜仪按测头传感元件不同, 又可细分为滑动电阻式、电阻片式、钢弦式及伺服加速度计式四种。
基坑变形观测通常采用滑动式测斜仪，主要由测斜管、探头、电缆和主机四部分组成。工程应用时，首先在土体( 桩体) 中预埋测斜管，土体( 桩体) 发生变形后，整个测斜管也产生相应变形，测斜探头滑轮顺槽逐点测试，从而可精确测出水平位移量。根据位移量的大小，做出预报，指导施工。
2 海事大学地铁站明挖基坑测斜监测技术
2.1工程概况
海事大学站设在黄浦路与凌南路交口南侧道路下，沿黄浦路敷设，车站主体基本为南北走向。车站中心里程为DK19+765.165。
海事大学站设计范围包括自车站起点里程DK19+644.965至车站终点里程DK19+819.965总长175.0m之间的站厅、站台、出入口通道及风道的建筑设计部分。
本站为地下双层岛式站，覆土厚度约3.2m。地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车站总长175m，标准段宽18.5m，海事大学站站台宽度为10m，计算站台长度118m。
车站主体的二层框架结构的基坑采用φ1000@1400mm钻孔灌注桩（外设止水帷幕）加内支撑作为基坑支护结构，桩顶设冠梁，坑内降水。沿基坑竖向设4道钢支撑，第一道支撑设在冠梁上，其它三道钢支撑通过钢围檩分别设在结构-4.0m、-9.0m及14.5m。基坑平面内一般采用对撑，在端部与角部采用斜撑。
2.2 测点布置
沿海事大学地铁车站围护结构每隔15m设一个测斜管，深度与钻孔灌注桩的钢筋笼相当，平行于黄浦路方向双侧各布置12个，垂直方向双侧各布置3个，累计布置26个测斜管。
2.4 监测方法
（1）、测斜管的安装。测斜管采用绑扎方法固定在钢筋笼上，一起吊入孔中。在进行测斜管管段连接时，必须将上下管段的滑槽对准，使测斜管的探头在管内平滑移动。为了防止砼浆进入管内，还应对接头密封处理。
（2）、测试过程。深部水平位移监测采用TFL-CCX-D1移动式测斜仪，移动式测斜仪量程±30°，辨率为2″，线性±0.025%，精度5″。不锈钢连接杆与滑轮组件连接后，安装在带导槽的测斜管中与测斜管一起移动，以监测基坑的水平位移。配合自动化数据采集设备，通过对量测仪器轴线与铅垂线之间的夹角变化量进行分析，进而计算出基坑不同高处的水平位移。
（3）、监测频率。深部水平位移监测在围护结构施工期间每周监测2次，坑内降水每3天监测1次，基坑开挖每天1次，浇筑底板后每3天1次，拆除支撑期间每天1次。
3 监测分析
3.1 基坑降水对桩体水平位移的影响
为了避免地铁海事大学站基坑开挖过程中产生流沙、管涌，防止基坑壁土体的坍塌，保证基坑坡面及坡底的稳定，在基坑开挖前采用了无隔水帷幕轻型井点降水法，降水过程中，对桩体水平位移进行了监测，由CXE03桩体深部水平位移曲线可以看出，基坑降水对桩体深部位移影响不同，浅部（12m)影响较小，最大深部水平位移为0.5mm，约为浅部的三分之一。
基坑降水能够引起土体的瞬时沉降、固结及土体流变产生的二次固结，根据土体有效应力原理，土体的总体应力为土体骨架应力和孔隙水压力，当降水后，原由孔隙水承担的压力转移到土体骨架的有效应力，使桩周土有效应力增大，并因固结产生显著下沉，对桩体产生了侧向负摩擦阻力和荷载，导致了桩体不同程度的变形。基坑降水周期较短，降水后，桩体上部土体失水固结较下部充分，故桩体下部水平位移较小。
CXE03桩体深部水平位移曲线表明基坑降水尽管导致桩周土的固结沉降并对桩体产生变形，约为基坑开挖诱发桩体变形10%。因此，当基坑开挖时，应采取一定的降水措施。
3.2、基坑开挖对桩体水平位移的影响
当基坑开挖到4m时，桩体4.0m位置的的水平位移由1.16mm增加到4.23mm，增加幅度为2.33倍。桩体0.5m位置的的水平位移由6.9mm增加到7.8mm，为施工当前位置的1.05倍。桩体1.0m位置的的水平位移由5.6mm增加到7.4mm，为施工当前位置的2.12倍。桩体1.5m位置的的水平位移由5.5mm增加到7.2mm，为施工当前位置的1.79倍。桩体2.0m位置的的水平位移由6.9mm增加到8.49mm，为施工当前位置的1.51倍。桩体3.0m位置的的水平位移由2.20mm增加到5.47mm，为施工当前位置的2.93倍。随着基坑开挖深度的增加，桩体深部水平位移逐渐在增大，最大水平位移为12.19-14.53mm，并施工开挖阶段水平位移站全部水平为移动的60%-80%。基坑开挖对上部桩体的水平位移影响较为明显，较为开挖的桩体影响较小，对开挖面以下影响范围大约在1-2m，基坑开挖导致开挖面突然卸载，桩及桩周土瞬间处于不平衡状态，导致桩体及桩周土的变形增加。在基坑开挖时应及时对开挖基坑壁进行支护，并进行及时桩体水平位移监测能够实现基坑信息化施工。
3.3、钢支撑支护对桩体水平位移的影响
大连地铁海事大学车站基坑开挖过程中，进行了3次钢支撑支护，分别在桩体的4.0m，9.0m及14m位置。为了便于分析，绘出4.0m支撑附近位置桩体3.0m至5.0m位置水平位移曲线见图7所示。4.0m位置的桩体架设支撑时水平位移为1.67mm，为3.0m位置桩体架水平位移的72%，为5.0m位置桩体架水平位移的327.45%，主体施工结束以后4.0m位置的桩体水平位移为9.2mm，为3.0m位置桩体架水平位移的61.3%，为5.0m位置桩体架水平位移的69.9%。由此可见钢支撑对控制桩体水平位移具有显著的作用。
4结束语
通过对大连地铁海事大学地铁站基坑施工的监测分析，该基坑的降水、围护及支护方案满足基坑稳定性的要求，证明了基坑设计和基坑施工的合理性。
大连地铁海事大学地铁站基坑施工过程中的桩体深部位移监测表明，基坑降水、基坑开挖、主体施工（含拆除支撑）等工序对基坑土体及围护结构水平位移都有重要的影响，其中基坑开挖的影响最为明显，约占整体水平位移的60-80%，在基坑信息化施工过程中，围护桩的深部水平位移监测是一个关键性指标。在基坑开挖时应及时对开挖基坑壁进行支护。
钢支撑对控制桩体水平位移具有显著的作用，对局部软弱地层等不良地质条件应及时架设钢支撑，能够有效地控制基坑围护结构及基坑壁变形，避免灾难性基坑事故的发生。
参考文献：
[1]Finno RJ, Bryson LS. Response of building adjacent to stiff excavation support system in soft clay [J]. Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, 2002, 16(1):10-20.
[2]朱训国,杨庆.深基坑预应力锚索支护监测数据分析与研究[J].西安理工大学学报,2011,27(3):350-354.
位移测量篇4
【摘要】
［目的］通过CT测量股骨骨折髓内钉固定术后骨折端旋转移位程度，探讨术中纠正旋转畸形的方法。［方法］CT扫描测量56例股骨骨折闭合复位髓内钉固定后的前倾角值，并与健侧对照，计算双侧前倾角的差值，借此判断骨折远端旋转畸形的程度。前倾角增大表明骨折远端内旋，反之代表骨折远端外旋。根据AO分类标准，股骨粗隆下A3型骨折9例，股骨干A型骨折12例，B型骨折15例，C型骨折7例，股骨髁上A型骨折13例。［结果］所有入选病例的伤侧前倾角均发生变化，股骨干骨折的前倾角变化最大，为－13.35°～47.21°。粗隆下骨折的前倾角变化最小，为-7.12°～36.35°，髁上骨折的前倾角变化居中，为-11.10°～39.22°。骨折远端内旋移位的程度和发生率均大于外旋移位。内旋移位占60.71％，外旋移位占39.29％。股骨干骨折远端内旋移位的变化最大，为1.37°～29.82°，平均12.34°。粗隆下骨折远端内旋移位的变化最小，为0.81°～23.21°，平均8.32°。髁上骨折居中，为1.72°～27.11°，平均8.38°。骨折远端外旋移位仍以股骨干骨折表现最明显，为1.11°～21.12°，平均9.33°。粗隆下骨折变化最小，为1.31°～16.23°，平均7.71°。股骨髁上骨折变化居中，为0.97°～17.96°，平均8.22°。分别对3个骨折部位的健侧和伤侧配对t检验，P＜0.001，差异显著。［结论］股骨骨折闭合复位髓内钉固定术后，骨折端旋转移位的发生率非常高，术中影像监测可有效控制旋转移位。
【关键词】 股骨骨折 交锁髓内钉术后 CT 旋转畸形
CT scan to measure fracture malrotation after interlocking intramedullary nailing of femoral fracture∥
Abstract：［Objective］To measure the extent of malrotation of femur fractures with CT scan after fixation with interlocking intramedullary nailing ， and to discuss the methods which can help to correct the malrotation of femur fracture during the operation. ［Method］With CT scan， the anteversion of femur fracture after the close reduction and fixation with interlocking intramedullary nailing in 56 cases was measured， and the difference of anteversion between the fracture side and the contralateral side was evaluated. The increase of anteversion represented internal rotation of the distal fragment， whereas the decrease of anteversion meaned external rotation. According to AO classification system， the type A of infratrochanteric fractures happened in 9 cases， type A of femoral shaft fractures happened in 12 cases， type B in 15 cases，type C in 7 cases，and 13 cases of femoral supercondyle fractures were type A. ［Result］The results of measurement showed that the femoral anteversion after fixation with interlocking intramedullary nailing was changed in all patients. The anteversion of the femoral shaft fracture ranged from 13.35°to 47.21°. The aneversion of infrotrochanteric fractures ranged from －7.12°to 36.35°， and the supercondyle fracture of femur from －11.10°to 39.22°. For the extent of malrotation of distal femoral fracture， the internal rotation was more obvious than the external rotation. The number of Internal rotation cases accounted for 60.71%， and the external cases accounted for 39.29%. The maximum internal malrotation happened in femoral shaft fracture， from 1.37°to 29.82°with average malrotation 12.34°. and the minimum internal malrotation happened in infratrochanteri fracture， from 0.81°to 23.21°，with the average malrotation 8.32°. The medium internal malrotation was femoral supercondyle fracture， from 1.72°to 27.11° with the average malrotation 8.38°. The maximum external malrotation happened in femoral shaft fracture， from 1.11°to 21.12°with the average of them 9.33°. The minimum external malrotation happened in infratrochanteri fracture， from 1.31°to 16.23°with the average 7.71°. The medium external malrotation was seen in femoral supercondyle fracture， from 0.97°to 17.96°with average 8.22°. For these three parts of femoral fracture， the partnership T test was done between the fracture side and the contralateral side， the results showed that there were significant differences among of them，P＜0.001.［Conclusion］The incidence of malrotation of distal femoral fractures after close reduction and fixation of interlocking intramedullary nailing was high. We must pay attention to strictly correct the malrotation intraoperatively.
Key words：femur fracture; malrotation; interlocking intramedullary nailing
随着对BO（biology osteosynshesis， BO）理念的认识，闭合复位交锁髓内钉固定治疗长管状骨骨折日益广泛。其手术特点是术中不强调骨折端之间的解剖复位，而是要求恢复肢体的长度、轴线和旋转移位。对于股骨骨折，侧方移位和成角畸形比较容易发现并校正，但是旋转移位经常被忽视，即使术中发现移位也很难获得精确校正。因骨折端旋转移位、畸形愈合而致使肢体功能障碍的临床病例屡见不鲜。本文对56例单侧股骨骨折行髓内钉固定的患者进行CT测量双侧前倾角，对照分析骨折端旋转畸形情况，探讨其预防方法。
1 资料与方法
1.1 临床资料
本组56例，男35例，女21例，年龄23～78岁，平均38.2岁，均为2001年1月～2003年2月于本科行闭合复位交锁髓内钉固定的患者。根据骨折的AO分类标准：粗隆下骨折9例，均为A3骨折；股骨干骨折34例，其中A型骨折12例，B型骨折15例，C型骨折7例；股骨髁上骨折13例，均为A3骨折。所有手术均为闭合复位，并在牵引床上完成髓内钉固定术。内固定选择：粗隆下骨折选择PFN（proximal femoral nail，PFN）固定7例，长重建钉固定2例；34例股骨干骨折均选择交锁髓内钉固定；13例股骨髁上骨折均选择逆行髓内钉固定。术后2周内CT测量双侧股骨前倾角，伤侧和健侧股骨前倾角的差值定义为骨折旋转畸形程度。
1.2 研究方法
采用“常用法”测量双侧股骨前倾角。受试者平卧于CT床上，下肢与躯干长轴平行，垂直躯干长轴以层厚为5 mm对股骨头中心、股骨头颈、股骨颈基底和股骨髁CT扫描，标记股骨头中心点、股骨颈中点、股骨颈基底部中心点，将三点连接即为股骨颈的中轴线。测量股骨颈中轴线与水平线之间的夹角，得到股骨颈的前倾角的测量值。同样方法测量股骨髁后缘连线与水平线之间的夹角。股骨颈的实际前倾角＝股骨颈前倾角的测量值－股骨髁后缘连线与水平线之间的夹角。以健侧股骨前倾角为对照，患侧前倾角增大表明骨折远端内旋，反之代表骨折远端外旋（图1～3）。
对测量结果(±s)收集整理后，通过配对t检验分析处理。
图1 双侧股骨髁后缘连线与水平线夹角的测量（略）
图2 健侧股骨颈中轴与水平线夹角的测量（略）
图3 患侧股骨颈中轴与水平线夹角的测量（略）
2 研究结果
所有入选病例的伤侧前倾角均发生变化，股骨干骨折的前倾角变化最大（表1），为－13.35°～47.21°。粗隆下骨折的前倾角变化最小，为－7.12°～36.35°，髁上骨折的前倾角变化居中，为－11.10°～39.22°。伤侧骨折端的旋转角度可通过伤侧前倾角与健侧前倾角的差值计算，伤侧前倾角增大表明骨折远端内旋，伤侧前倾角减少表明骨折远端外旋。骨折远端内旋移位的程度和发生率大于外旋移位（表2）。内旋移位占60.71％，外旋移位占39.29％。股骨干骨折远端内旋的变化最大，为1.37°～29.82°，平均12.34°。粗隆下骨折远端内旋的变化最小，为0.81°～23.21°，平均8.32°。髁上骨折居中，为1.72°～27.11°，平均8.38°。骨折远端外旋变化，股骨干骨折表现最明显，为1.11°～21.12°，平均9.33°。粗隆下骨折变化最小，为1.31°～16.23°，平均7.71°。股骨髁上骨折变化居中，为0.97°～17.96°，平均8.22°。分别对3个骨折部位的健侧和伤侧配对t检验，P＜0.001，差异显著。
转贴于
表1 股骨骨折髓内钉固定术后前倾角的分布值（略）
表2 股骨骨折髓内钉固定术后骨折端旋转移位情况（略）
注释：骨折远端内旋角度＝伤侧前倾角-健侧前倾角。
骨折远端外旋角度＝健侧前倾角-患侧前倾角。
3 讨论
股骨前倾角是指股骨两髁后缘连线的平面与股骨的头颈轴线之间所构成的夹角。股骨纵轴由股骨颈基底部中心及股骨髁中点连线确定。股骨颈纵轴由股骨头中心与股骨基底部中心之间的连线确定。经此两轴的平面定义为前倾角平面。经股骨髁中点并与股骨髁后缘连线平行的直线定义为股骨髁间轴。股骨髁平面为包含股骨纵轴和髁间轴的平面。前倾角为股骨髁平面与前倾角平面之间的夹角。测量股骨前倾角的方法很多，其中最准确的方法是解剖法，即裸骨测量法，但不能为临床应用。临床上常用的X线片测量法，即甲斐法，因操作复杂、不直观、误差大等因素，目前已经很少应用了。B超下可以测量婴幼儿的股骨前倾角，其选取的“头颈轴”与实际的股骨颈长轴差异较大，临床应用非常局限。核磁共振亦可测量股骨前倾角，但价格昂贵，国人难以接受。相比之下，CT测量股骨前倾角简单、直观、准确、重复性高，临床应用非常广泛［1］。CT测量股骨前倾角能有效避免髋关节旋转体位和平面重叠对影像的干扰，再现股骨前倾角的三维空间概念，其标志点的选择更为客观，测量结果更加可靠。经常采用的方法有2种，即“常用法”和“定义法”。前者简单、易行，后者准确性高，但比较繁琐，不适合较大样本的临床研究［2］。因此，本实验采用“常用法”测量股骨前倾角，有其现实意义。
骨折治疗已经进入微创化时代，闭合复位交锁髓内钉固定技术符合骨折生物学愈合的要求，是微创化治疗骨折的最佳方法之一［3］。髓内钉属于中央型内夹板式固定，具有弯曲力矩小、力学分配均匀、能有效阻抗旋转等优点。骨折闭合复位，手术操作远离骨折端，因此，最大限度的减少了骨折断端医源性损伤所造成的血运障碍，利于骨愈合。髓内钉固定术后，骨折断端存在微动，因而能刺激骨痂生成，促进骨愈合［4］。髓内钉固定术中，骨折断端的侧方移位和成角畸形较容易发现并校正，但是，大腿的软组织非常丰厚，很难发现骨折端的旋转移位。骨折端存在旋转畸形势必导致髋、膝关节的生物力学紊乱，严重者将引发一系列临床症状，有关旋转移位对肢体功能的影响有待于进一步深入研究［5］。本组病例的双侧股骨前倾角测量结果表明，所有的股骨骨折行髓内钉固定术后的前倾角均发生变化，与健侧对照分析差异显著，说明骨折端的旋转移位并未得到完全矫正。术中采用影像增强器监控，仔细观察、比较双侧小转子的大小、形态，可以粗略判断骨折端的移位程度。与健侧对照，如果小粗隆形态变小，说明骨折远端外旋移位。相反，小粗隆形态变大，则骨折远端存在内旋畸形。此外，骨折断端之间的“台阶征”以及两折端的骨干直径也是术中判断骨折旋转移位的有效方法。
【参考文献】
［1］ Jaarsma RL，Pakvis DF，Verdonschot N， et al.Rotational malalignment after intramedullary nailing of femoral fracture［J］. J Orthop Trauma，2004，18:403-409.
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［3］ 苟三怀，欧阳跃平，钱齐荣，等. 带锁髓内钉治疗长管骨多发骨折疗效的临床分析［J］. 中国矫形外科杂志，2002，9(2):129-130.
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位移测量篇5
关键词：水位测量，参考站，可行性，研究
Abstract: this paper based on the movement of the water level measurement and CORS away for the feasibility of the system, to study the problems of and key technology are summarized.
Keywords: water level measurement, reference stand, feasibility, research
中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：
1 引言
目前国内水位测量和遥报系统多基于固定水位站，没有考虑到汛期水位监测机动化、自动化及其遥报的需要，难以满足汛期对堤防监测频率、精度和自动化程度的要求。
现在国内许多城市都建立了GPS连续运行参考站(CORS)系统，并可通过Internet访问其VRS服务器获得GPS差分修正(RTCM格式)。而大多数普通GPS也支持RTCM差分修正输入进行DGPS的测量。本文提出了基于CORS的移动水位测量和遥报系统，既满足精度的要求，又可实现移动水位的测量、发送以及水位信息的综合管理和呈现；可在大的洪水期、突发事件以及河系间联合调度过程中及时的采集重点位置上的水位和堤防变化信息，为洪水推进速度和方向的分析和预报，以及领导层的科学决策提供可靠的信息保障。具有可行性和实用性。
2 连续运行参考站及其特点
连续运行GNSS参考站（Continuous Operational Reference System简称CORS）也称为永久参考站，是由一个或若干个固定的连续运行 GNSS 参考站组成，将卫星导航定位技术、现代计算机管理技术、数字通讯技术和互联网技术集于一体的系统。该系统可全天候实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GNSS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及其他有关GNSS信息的服务。
与传统RTK技术相比较，CORS具有独特的优势：
（1）具有跨行业特性，可面向不同类型的用户，不再局限于测绘领域及设站的单位与部门；
（2）可同时满足不同需求的用户在实时性方面的差异，能同时提供RTK、DGPS、静态或动态后处理、及现场高精度准实时定位的数据服务；
（3）能兼顾不同层次的用户对定位精度指标要求，提供覆盖米级、分米级、厘米级的数据。
CORS各参考站同时将差分数据发送到CORS数据处理中心，数据处理中心利用BEST-CORRECT数据处理技术对接收到的差分信息进行综合优化处理，通过GPRS/CDMA 网络同步发送给移动台设备，实现多基站网络CORS环境下的RTK作业。
图1：天津市CORS的工作原理
在天津，GPS连续运行参考站网的网络RTK测量的内符合精度平面位置优于0.012 m，空间三维位置优于0.023m：外符合精度平面位置优于0.014m，空间三维位置优于0.028m；在系统整个覆盖范围内可以得到高精度的RTK定位结果，精度分布相对均匀。距基站距离近的点位位置精度总体优于距基站距离远的点位位置精度，但无论如何，在其覆盖区内，天津CORS系统均能够实时的提供厘米级的平面和高程定位解。
天津CORS的平面和三维定位精度空间分布图如图2所示。
图2：天津CORS的三维定位精度空间分布图
网络RTK检测点获得固定解的时间变化较大，同一点的不同时段获得固定解的时间也不同，最少时只需要14s，而最长时却要325s。根据精度检测外业记录，可以初步判定影响获得固定解时间的主要因素取决于流动站所用的通信链路的工作状况。一旦初始化完成，只需要1s观测即可达到上述精度，但为安全和避免粗差，建议进行3～5s的RTK测量。更长时间的RTK观测对提高精度并无实际意义。
天津CORS的上述性能为移动水位测量系统实时厘米级高精度定位提供了条件。
3 系统的构成
系统主要包括：野外采集单元和中心处理单元。如图3所示。
图3：中心处理单元
3.1野外采集单元
由于采用CORS测量系统，所得坐标为WGS-84坐标，要将其转换为实际需要的1954年北京坐标系，保证野外测量数据与指挥中心接收到的数据一致。
（1） 数据发送参数的设置
由于采用NMEAN-0183数据格式，数据序列长度较长，为提高数据发送效率和确保通讯的可靠性，在数据发送时，对发送数据进行了格式重定义。
数据格式的定义明确了测量的时间、对象以及测量点的格式，这为后续指挥中心后台调度和数据管理提供了很大的方便，指挥中心可以根据对象、位置和测点个数很方便的提取这些数据，并绘制相应的图形。
（2） 通讯协议
在通讯方面，采用GPRS通讯，它是指挥中心接收野外数据、实现指挥中心和野外端信息交流的关键，也是移动水位测量系统的特色所在。因此，通讯的畅通与否，直接影响着该系统的正常工作。
为了确保通讯连续畅通，需要在中心端和野外端间建立GPRS通讯协议。
3.2中心监控系统
中心监控系统主要完成内业数据的显示、处理、存储、调用和回放等功能。
对利用GPRS实时传送来的观测记录，系统将直接录入到数据库管理系统中。
用户可根据时间、监测点点名等信息对数据库中的数据进行索引。
4 系统测试
在不同环境下的通讯试验表明，数据通讯流畅，即使在数据采集过程因操作失误出现网络断开，手簿也给出了提示功能，并依据网络通讯协议以实现网络的重新链接，确保了客户端与服务器的实时连接。
野外手簿软件设计的数据采集、滤波、坐标转换和高程转换、数据发送等功能模块在试验中得到了检验。检验结果表明：手簿软件具有操作方便，数据处理有效且精度较高，通讯链接无误，数据发送误码率低等特点，完全可以投入实际生产需要。
中心客户软件整个测试期间，无通讯中断现象，数据传输以及外业端与客户端间通讯通畅；有效的消除了误码问题的影响；对每个历元观测结果实现了正确识别和判断。
实验中，数据库能够正确的实现了新进记录的追加和正确存储，存储格式正确；能够正确的实现数据的索引和断面图的重现；能够根据用户需求，可实现随机的数据库存储和调用。
5 结论
通过实际测试，基于CORS的移动水位测量和遥报系统在稳定性、可靠性以及适用性等方面满足了水位移动测量的需要，其作业模式有别于传统水位测量模式，是一种全新的水位监测模式，其监测方法具有全天候、机动性、高精度等特点，是当前水位监测方法的有力补充。经过实践的检验，其测量精度满足规范要求的精度指标。
参考文献：
[1] 谭志彬等，北京市全球卫星定位综合应用服务系统 [J]. 测绘通报 , 2004
[2] 李青岳，陈永奇．工程测量学．北京：测绘出版社．1995
[3] 刘经南，刘晖．连续运行卫星定位服务系统—城市空间数据的基础设施．武汉大学学报，2003
[4] SL195-97,水文巡测规范[S]
作者简介：张玉坡(1978—)，男，工程师，从事水文测验、工程测量和海洋测量工作。
位移测量篇6
关键词:小孤山水电站;变形监测;结果分析;预报
1工程概况
小孤山水电站水利枢纽是我国目前建在软基上的第一座中型电站闸坝,是黑河大峡谷的第3座梯级水电站,上接大孤山水电站厂房尾水,设计正常蓄水位2 160m;下接龙首二级(西流水)水电站库尾,正常水位1 920m,开发段河道长约15km,设计水头140m,该水电站采用长隧洞引水式方案开发,设计引水流量98m3/s,电站装机约100mw。工程规模属中型工程,主要建筑物设计标准为三级,次要建筑物设计标准为四级,临时建筑物设计标准为五级。小孤山水电站开发河段位于甘肃省肃南裕固族自治县境内的黑河大峡谷中段,两岸有大面积陡崖分布,峭壁耸立,河中乱石层叠,水流湍急。有山区四级公路沿峡谷穿过,枢纽距张掖市约100km, 交通 便利。
为了解和掌握闸坝的稳定性、验证相关的设计参数,确保水电站的长期运行安全,保证发电机组正常出力和投资效益的正常发挥,受黑河水电开发有限责任公司的委托,按照《黑河小孤山水电站枢纽外部永久变形监测技术设计报告》和《水利水电工程测量规范》、《水利水电施工测量规范》、《混凝土坝安全监测技术规范》的要求,对小孤山水电站枢纽外部进行变形监测,并对监测结果进行了分析。
2外部变形监测方案设计
外部变形监测主要从两方面展开工作,一是进行建筑物水平位移监测,另一是进行建筑物沉降监测。水平位移监测采用视准线法,在设置有强制对中装置的观测墩上架设高精度经纬仪,照准视准线另一端点,测定设置在该轴线上的监测点的变形情况。沉降监测是采用精密几何水准测量的方法,测定布设于建筑物上观测点的高程变化,来确定建筑物的沉降情况。
在监测过程中,一旦发现监测点水平位移量变化较大、监测点沉降量较大或沉降量明显不均匀时,应及时向业主报告,根据需要采取必要的防范措施。在沉降监测中,为了保证监测精度,正确反映建筑物的沉降情况,按照二等精密水准测量的技术要求施测。
2.1观测点位的设置
变形监测点的布设是进行变形监测的基础。根据监测点布设从整体到局部的原则,依据小孤山闸坝的结构形式及特点,在枢纽闸坝1#、2#、3#和4#泄洪冲砂闸范围内,布设3条视准线进行闸坝水平位移监测;布设2条精密水准路线和1条支点水准路线进行闸坝沉降监测。
水平位移观测基点b1、b2和b3是具有强制对中装置、高1.20m的混凝土观测墩,预制在右岸道路两边的基岩上,四周加置了铁栅栏;照准基点a1、a2和a3是标有“莱卡”字样的目标专用照准觇牌,用3个(或4个)螺钉固定在左岸基岩上。水准工作基点有2个,一个位于b2观测墩底座上,一个位于y15监测点下游右岸基岩上,均为现浇圆钢标志。两个水准工作基点上均引测了二等水准高程。
y01～y15是设计的变形监测点,这些点为高出地面0.30m的现浇永久监测墩,其上安置了强制对中盘和水准高程测量标志,作为平面位移监测和垂直位移监测的标志。
2.2变形监测使用仪器的选择
为保证测量成果准确、可靠,满足规范规定的精度要求,水平位移监测采用t3型经纬仪,并配用监测专用活动觇标进行;沉降监测,选用德国蔡司公司生产的na-2型精密光学水准仪(±0.40mm/km)并配用铟瓦合金标尺进行几何水准测量。在作业前后,对仪器的相关项目进行了检验与校正,使监测仪器的各项指标符合国家及规范要求。
2.3变形监测方法
水平位移观测是将t3型精密经纬仪架设在b点,正倒镜照准对应的特制照准点a各一次,对架设在各监测点上的带有千分尺的移动觇标各读取一组数据,取其中数作为最终观测值。在沉降监测中,为了保证监测精度,正确反映建筑物的沉降情况,按照二等精密水准测量的技术要求施测。
3监测数据处理及成果分析
3.1数据处理
外业数据观测结束后,对观测数据进行认真地检查校核,剔除粗差后参与 计算 。闸坝的水平位移量,是将各监测点的观测量与上一次观测值比较得出相对位移量,将各监测点的观测量与初始值比较得出绝对位移量;闸坝的垂直位移量,是将各监测点上利用附合水准路线经平差计算求得的高程值与上一次观测值比较得出相对位移量,将各监测点求得的高程值与初始值比较求出绝对位移量。
3.2成果分析
2006年4月23日进驻工地,在28日下闸蓄水前几天,对各监测点的初始值进行了测定。2006年5月4日开始首期监测,至2008年5月的2年内,从前段(2006年6月22日前的6期)的按通知无周期规则监测到后段(2006年6月22日后的100期)每周四进行的有周期规则性监测,共计106期。
为分析和研究闸坝的外部变形,绘制了监测期水库水位过程线和各监测点的位移过程线:以各视准线上的监测点组成的横剖面代表闸坝横向位移曲线和以各闸墩为单元,其上监测点组成的纵剖面代表闸坝纵向位移曲线。
通过监测数据分析各个监测点的位移过程线(剔除个别监测期个别监测点的异常值)认为,上游排视准线上的监测点的变形情形是:位于坝左(混凝土坝)上的y01的变形位移量不大,虽然在一段时间内和同在一条视准线上的其它监测点呈相似的变化方向、过程,但因变形位移量大多在2倍测量中误差内,所以可以认为它是相对稳定的。y02、y03、y04和y05点在以上监测期发生变形且位移量随水位变化波动,总趋势是水平位移初期向上游,然后再向下游的过程;由于上游排监测基准点(b1)遭撞击破坏,自74期后y01、y02、y03、y04和y05点无水平位移监测数据,故对上游排的水平位移无法进行连续性分析;垂直位移是一个缓慢上升到回落继而下沉的过程,且位移量不大。
中游排视准线上的监测点的位移变形情形是:位于坝左的y06的水平位移变形量相对较小(最大达到-4.96mm),但和同在一条视准线上的其它监测点呈相似的变化方向、过程;要引起注意的是y07、y08、y09、y10和y11监测点,在监测期后期水平位移向下游方向发生位移变形并随水位升降呈 规律 性的上下波动且呈加快趋势。y07的水平位移量最大达到-5.96mm,y08的水平位移量最大达到-9.66mm,y09的水平位移量最大达到-11.94mm,y10的水平位移量最大达到-12.01mm,y11的水平位移量最大达到-13.79mm。垂直位移的变化在整个监测期也是比较平稳的,总体上讲是一个缓慢上升到回落下沉的过程,但明显随水位升降呈上下波动规律。
下游排视准线上的监测点的位移趋势是:在整个监测期,y12的水平位移量和垂直位移量相对较小,y13、y14、y15的垂直位移量相对较小而水平位移量较大,水平位移量绝大部分为负值并随水位升降呈规律性的上下波动且向下游方向变形位移。y13的水平位移量最大达到-10.13mm,y14的水平位移量最大达到-10.84mm,y15的水平位移量最大达到-11.30mm。垂直位移量的变化在整个监测期都是比较平稳的,总体呈下降趋势,但位移变化量小,明显随水位升降呈上下波动规律。
4结论
通过对2年监测数据分析,认为在该监测期闸坝发生了位移变形,且位移变形在时间和空间上都是不均匀的:①闸坝靠左岸位移变形较小,靠右岸位移变形较大;②水平位移变形较大而垂直位移变形较小;③水平位移变形方向向下游,大小随蓄水位的高低波动并在波动中增大;④该闸坝存在不均匀位移变形,且不均匀位移变形特征比较明显。
在整个监测期的后期,监测点y07、y08、y09、y10、y11、y13、y14、y15的水平位移量均逐渐增大,且有继续增大的趋势;垂直位移由蓄水初期的上升到回落再到下沉态势,但垂直位移量较小,明显随水位升降呈上下有规律波动。需要强调的是:该闸坝靠右岸各监测点在这期间的水平位移量(向下游)逐渐增大而左岸变化量较小,通过对各个监测点的监测数据的比对、分析,认为该闸坝发生了不均匀位移变形且特征比较明显,而残余变形值逐渐减小。
参考 文献
[1] jgj/t 8-97,建筑变形测量规程[s].
位移测量篇7
Abstract： In a community in Longyan City， Fujian Province， the road and buildings around the foundation pit are adjacent. The foundation pit adopts grading+ anchor pipe+ net-suspended spray silicon crystals and campshed+ anchor rope+ soil nailing wall combined supporting. The monitoring result of foundation pit slope top horizontal displacement and settlement， horizontal displacement of soil， adjacent buildings settlement shows that the maximum subsidence， horizontal displacement rate of the slope crest of the foundation pit， the maximum displacement of deep soil， the maximum displacement rate， the maximum settlement nearby buildings and the maximum subsidence rate are all below the maximum limit value of the specification. The maximum sedimentation rate of foundation pit slope exceeds the design specification， but after taking reinforcement measures， the foundation pit deformation tends to be stable. The monitoring result shows that during the monitoring period of the monitoring items of the foundation pit of the community， the foundation pit is in stable state. It indicates that the supporting scheme of the project has good effect an meet the design requirements.
关键词： 深基坑监测；坡顶水平位移及沉降；深层土体水平位移；深层土体水平位移
Key words： deep foundation pit monitoring；slope crest horizontal displacement and settlement；peep soil horizontal displacement；deep soil horizontal displacement
中图分类号：TU196 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）03-0111-04
0 引言
基坑监测作为保证基坑工程安全施工的重要手段，通过对基坑及其周边的建筑物等周边环境进行监测，及时地了解和掌握基坑开挖过程中，基坑边坡及周边建筑物的变化情况，为指导基坑施工及保证基坑和基坑周围建筑物的稳定安全具有重要的意义。本文以福建龙岩市某小区基坑为监测对象，通过对基坑坡顶水平位移及沉降、深层土体水平位移、临近建筑物沉降进行监测，及时的采取、分析及反馈监测信息，以便于及时的调整设计和施工方案，保证基坑开挖的安全，达到动态设计及信息化施工的目的。
1 工程概况
拟建小区场地用地面积为39210.8m2，总建筑面积为178340m2。拟建建筑物为1#-7#楼，楼层数位24-31层，高度约72-93m，结构类型为剪力墙和框架结构；拟建地下室二层，采用桩基础。拟建住宅1#-7#楼的基坑底标高为329.6-330.1，基坑开挖深度10.4-15.9m，基坑的安全等级为一级。
根据岩土工程勘察报告，拟建场地分布有人工填土层、第四系冲洪积（Q4al+pl）层，下伏基岩为二叠系下统（P1）岩层。其野外特征按自上而下的顺序如下：①层人工填土（Qml）：主要为粉质粘土，结构松散；②粉质黏土：可塑～硬塑，局部为软塑；③含砾粉质粘土：稍湿，可塑～硬塑；④角砾土：稍湿，稍密～中密；⑤炭质页岩：全～中风化状；⑥灰岩：中风化。各层物理力学参数见表1。
2 基坑支护方案简介
基坑北侧ABCD段为双龙路，采用放坡+锚管（杆）+挂网喷硅护面支护；基坑东侧DEFGHI段为规划道路，采用 1.2m@2400排桩+锚索+土钉墙联合支护；基坑南侧（IJ/KL段），采用 1.2m @2400排桩+锚索+土钉墙联合支护；基坑南侧中部（JK段），采用三级放坡+锚管土钉墙支护；基坑西侧（LMNOA段）为规划道路，采用 1.2m @2400排桩+锚索+土钉墙联合支护。
3 监测内容
本次监测项目主要为坡顶水平位移及沉降、深层土体水平位移、临近建筑物沉降监测。本次共布设水平位移监测26点编号为CW1-CW26；垂直位移监测26点，由于位置与水平位移监测点位置相同，所以编号同水平位移编号为CW1-CW26；深层土体水平位移监测8点（基坑坡顶外侧）编号为CX1-CX8；临近建筑物沉降监测18点编号为CJ1-CJ18。各监测点位置详见图1。
本次监测平率为：a）基坑开挖前应进行不少于2次初测；b）基坑土方开挖期间，开挖深度0-5m时，1次/2d，开挖深度5m-基底时，1次/1d，底板浇筑期间：基底浇筑后 ≤7d，1次/1d，基底浇筑后 7d-14d，1次/2d，基底浇筑后 14d-28d，1次/3d，基底浇筑后>28d，1次/5d，当测试数据变化较大或遇到异常情况（台风、暴雨）应加密监测；c）施工到±0.00且地下室外回填完毕，再监测1次即告结束。在施工中，监测后及时对各类监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中指导施工。具体项目控制值如表2。
4 监测结果分析
4.1 水平位移监测结果分析
本次监测成果见水平位移监测成果汇总表3，选取具有代表性的CW8～CW14点的水平位移累积位移量与日期关系曲线，如图2所示。
从26个坡顶水平位移监测点累计63次的监测结果分析表明：本基坑坡顶的最大水平位移量为26mm，测于2013年10月31日测试的CW8测点和测于2013年12月11日测试的CW9测点；最大沉降速率为6mm/d，测于2013年10月31日测试的CW8测点。该位移速率超过设计规定的最大限值，但经过加固措施，基坑变形趋于稳定，坡顶的水平位移量满足设计要求。
4.2 垂直位移监测结果分析
本次监测成果见水平位移监测成果汇总表4，选取具有代表性的CW8～CW14点的垂直位移累积位移量与日期关系曲线，如图3所示。
从26个坡顶沉降监测点累计63次的监测结果分析表明：本基坑坡顶的最大沉降量为19mm，测于2013年12月11日测试的CW9测点；最大水平位移速率为2.7mm/d，测于2013年10月31日测试的CW9测点。该位移值及位移速率小于设计规定的最大限值，故基坑坡顶的水平位移满足设计要求。
4.3 深层土体水平位移监测结果分析
本次监测成果见深层土体水平位移监测成果汇总表5，选取具有代表性的CX1、CX3点的累积位移量与日期关系曲线，如图4、5所示。
4.4 临近建筑物沉降监测结果分析
本次监测成果见临近建筑物沉降监测成果汇总表6，选取具有代表性的CJ1～ CJ6点的累积沉降量与日期关系曲线，如图6所示。
从18个临近建筑物沉降监测点累计63次的监测结果分析表明：本基坑临近建筑物的最大沉降量为8mm，测于2014年1月4日测试的CJ7测点；最大沉降速率为1mm/d；该沉降值及沉降速率小于设计规定的最大限值，故基坑临近建筑物的沉降满足设计要求。
5 结论
①本基坑坡顶的最大沉降量为19mm，最大水平位移速率为2.7mm/d，该位移值及位移速率小于设计规定的最大限值，故基坑坡顶的水平位移满足设计要求。
②本基坑坡顶的最大水平位移量为26mm，最大沉降速率为6mm/d。该位移速率超过设计规定的最大限值，但经过加固措施，基坑变形趋于稳定，坡顶的水平位移量满足设计要求。
③本基坑侧深层土体的最大位移量为32.67mm，最大位移量速率为1.82mm/d，该位移值及位移速率小于设计规定的最大限值，故基坑深层土体水平位移满足设计要求。
④本基坑临近建筑物的最大沉降量为8mm，最大沉降速率为1mm/d；该沉降值及沉降速率小于设计规定的最大限值，故基坑临近建筑物的沉降满足设计要求。
⑤监测成果表明：小区基坑工程监测项目在监测期间，基坑处于稳定状态。
参考文献：
[1]陈泰霖，潘向丽，王安明.郑州某深基坑工程监测与分析[J].华北水利水电学院学报，2008，29（5）：76-78.
[2]顾培英，吴亚忠，邓昌.基坑深层土体水平位移监测影响因素浅析[J].监测与分析，2006，10（6）：76-78.
位移测量篇8
关键词：差压变送器；液位；零位设置；零位迁移
中图分类号：TH862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0036-03
差压变送器是用于采集热工信号的一种重要的测量元件，主要用于液位、流量、压力等信号的采集、转换。在工业自动化生产装置中，差压变送器的应用范围越来越广泛，生产中遇到的问题若不能迅速解决，就在一定程度上影响生产的正常进行，甚至危及安全。下面我们重点探讨差压变送器在液位测量中的运用。
1 差压变送器的工作原理
差压变送器通常用于测量密闭容器内的液位，利用液体自身重力产生的压力差来测量容器内液体的液位（如图1）。其高压侧测量管（位于图上方）由于蒸汽凝结，始终处于充满水状态，保持压力恒定，而低压侧测量管（位于图下方）与容器组成联通器，其压力随容器内液位的变化成线性变化。
设P为变送器接收到的差压信号，P0为容器内部压力，P+为变送器正压侧压力，P-为变送器负压侧压力；ρ为容器内液体的密度；g为重力加速度；h1为工艺零点到容器上部取压口的高度；h2为容器工艺液位；h为变送器到工艺液位零点的高度。则有：
P+=P0+ρgh1+ρgh
P-=P0+ρgh2+ρgh
P=P+-P-=ρgh1-ρgh2
当液面由h2=0变化为h2=h1时，差压变送器所测得的差压由最大值变为ΔP=0，通过设置变送器，输出电流由4mA变为20m。
2 差压变送器的安装要求
要做到准确测量液位，除对差压变送器进行正确选择和校验外，还必须注意整个系统的安装符合要求。变送器的示值有时并不能反映被测介质的实际参数，因为测量系统本身会产生误差。系统安装要求包括：取压口的开口位置、连接导管的合理铺设和变送器的安装位置等。
首先，取压口应处于流体流动平稳和无涡流的区域，在工艺上应能保证测得所要选取的工艺参数。比如用差压变送器测量锅炉汽包水位时，汽包实际水位在汽包轴向和径向上的分布是不同的，一般在轴向，中间水位高，两侧水位低；沿径向，下降管较密的一侧较高。某发电厂汽轮机凝汽器液位变送器由于测量点取点位置接近凝结泵入口，在凝结泵运行时造成取点位置处水面的下陷，从而导致变送器示值明显偏低，后将测量筒的位置移至距凝结泵入口较远处，凝汽器水位变送器与就地实际水位指示一致，保证了凝汽器安全、稳定运行。
其次，测量液位时，差压变送器测量的差压值相对较小，一般在几个kPa到100kPa之间，因此整个测量系统对测量精确度有很大影响。如图1所示，在安装导压管时，导压管的水平段应有一定的斜度，而且倾斜度尽可能大一点，避免在导压管内部积存液体，致使测量不准，在变送器量程很小的情况下，会造成变送器输出的波动。此外，变送器投运时，应尽量排空导压管液柱内的气泡，这些积存的气体会影响测量的准确度。还可以考虑在导压管的上部拐弯最高处安置排气装置。
3 变送器零位的设置
差压变送器测量液位时，零位的设置是非常重要的环节。当变送器的高压（H）侧、低压（L）侧与就地测量筒的高压侧、低压侧连接一致时，高压侧导压管始终处于充满水状态，变送器高压端测得压力为P+kPa，变送器的低压侧与低压侧导压管相连，测得压力为P-kPa，则变送器测得实际差压为（P+-P-）kPa。容器液位最低时，差压值最大，对应于变送器内部设置LRV，也就是变送器的零位，此时变送器输出电流4mA，容器液位最高时，差压值为0，对应于变送器内部设置URV，也就是变送器的满度，此时变送器输出电流20mA。
当变送器的高压（H）侧、低压（L）侧与就地测量筒的高压侧、低压侧连接相反时，需要对变送器内部设置进行修改：即将变送器的LRV设置为（P--P+）kPa（这个差值为负数），也就是说，无论变送器与导压管怎样连接，变送器的满度对应于测量容器的满水位，差压始终为0，即变送器的满度URV为0kPa，输出电流20mA。当变送器的高压侧与导压管高压侧相连时，变送器零位LRV设置为最大差压值，当变送器的高压侧与导压管低压侧相连时，变送器零位LRV设置为最大差压值的
负数。
4 变送器零位的迁移
差压变送器测量液位时，如果差压变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上，就不需要迁移。而在实际应用中，出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑，变送器不一定都能与取压点在同一水平面上；又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体，不能直接把介质引入变送器，必须安装隔离液罐，用隔离液来传递压力信号，以防变送器被腐蚀。这时就要考虑介质和隔离液的液柱对变送器测量值的影响。当变送器的安装位置往往与最低液位不在同一水平面上，为了能够正确指示液位的高度，差压变送器必须做一些技术处理，即迁移。迁移分为无迁移、负迁移和正迁移。
所谓变送器的“迁移”，是将变送器在量程不变的情况下，将测量范围移动。通常将测量起点移到参考点“0”以下的，称为负迁移；将测量起点移到参考点“0”以上的，称为正迁移。以一台30kPa量程的差压变送器为例，无迁移量时测量范围为0～30kPa，正迁移100%时测量范围为30～60kPa，负迁移100%时测量范围为-30～0kPa，负迁移50%时测量范围为
-15～+15kPa。
实际操作时先确定差压变送器的量程，校准后使用迁移螺钉将测量起始点或满程输出调整到相应位置或用手操器将迁移量直接输入。例如：需测量-30～0kPa的差压，则量程为30kPa，校验变送器时，负压室加压30kPa，调整差压变送器零点旋钮，使其输出为4mA；之后，负压室不加压，调整差压变送器量程旋钮，直至输出为20mA，如果用手操器的话，将变送器的LRV设置为-30kPa，URV设置为0kPa。
差压变送器的测量范围等于量程和迁移量之和，即测量范围=量程范围+迁移量。所以，正、负迁移的实质是改变差压变送器量程的上、下限值，而量程的大小不变。根据差压变送器测量液位正、负迁移的原理，在实际应用中，就可以根据仪表的使用条件、生产装置的工艺情况和周围环境等，对液位的测量方法进行相应的改进。
5 结语