何西德

摘要：在现代基坑施工过程中，建筑基坑监测是确保整个基坑施工质量的重要保证措施，运用先进的科学技术对基坑工程进行监测，对基坑发生的变形和引发的原因做出详细的分析。RTK技术在基坑监测领域的应用是一项十分重要的技术应用，以建筑基坑监测为背景和RTK 技术应用为主线，探究RTK 技术在基坑监测中的应用。加强RTK技术在基坑监测工作的开展，通过对基坑监测工作数据的分析，有效的避免基坑安全事故发生的概率，从而确保基坑工程的质量。

关键词：RTK 监测技术；建筑基坑监测；技术应用

1引言

城市现代化发展迅速，土地资源越来越少，城市空间变得拥挤，使得建筑不断向空中和地下两个方向延伸，因此基坑深度不断加大。基坑工程具有隐蔽性、不可预见性、复杂多变性等危险性特点，基坑支护结构一旦发生过大沉降、变形、偏移等现象，损失将非常巨大，因此对建筑基坑工程的监测是施工中必须高度重视的环节。在以前的基坑变形监测中，主要采用水准仪和全站仪等常规光学仪器进行监测，观测容易受到现场条件的限制，而且外业工作量大和内业工作效率低，监测数据还往往不准，现在随着科学信息技术的不断发展，GPS RTK也逐渐在工程监测领域中得到广泛的应用。

2 建筑基坑工程监测的意义

建筑基坑在开挖基坑时，由于坑内土石方的逐渐减少，使得围护结构因内外压力的不同产生位移差值，造成外侧土体出现过大的变形，使建筑物发生倾斜或沉降，最终导致建筑物发生破坏，所以有必要对建筑物的变形进行工程监测，建筑基坑的变形主要类型有：①基坑底部隆起，主要由于基坑底部的土体承载力不足、地面荷载较大，当坑底下部有承压水时，扬压力使坑底土层突涌，发生管涌现象，还有当基坑土体暴露时间过长，会产生过大的蠕变变形等一系列危险现象。②坑外地面水平位移，原因可能为基坑边缘地面堆积土体或其他建筑材料，交通运输、桩和墙的施工钻孔开槽等因素。③坑外地面沉降，主要引发原因可能是支挡围护结构发生过大的水平位移，还有就是錨杆钻孔引起饱和砂土颗粒流失，基坑降水时坑底流土等现象的发生。④支挡结构发生位移，有竖向和水平位移两种，主要原因是由于支护结构的强度小，而结构两侧的压力差过大，使支护结构产生破坏。

基坑工程监测是指基坑在开挖过程中，用精密的测量仪器和设备，对基坑支护结构、地下水位的动态变化、地下管线设施的位移、现场周边建筑物的倾斜沉降、土层孔隙水压力、水文地质等进行实时的动态监测，通过对监测数据的统计与分析，对支护结构的内力、变形、稳定性做出正确的判断，及时对基坑工程的施工方案与进度进行调整，使施工顺利进行。基坑工程监测的主要作用有：①通过基坑的监测数据结合相应的监测理论，为基坑工程施工提供可靠的参考信息，确保工程的施工质量和安全。②通过对基坑的全面监测，可确保建筑物、周围地下管线道路等不受影响和破坏。③通过监测支护结构的内力和变形，控制支护结构的稳定性，以保证支护结构的安全性和可靠性。

3 RTK技术基本原理

RTK 技术实际就是载波相位差分技术的运用，英文名称是 Real-timekinematic，属于现代新兴的 GPS 工程测量技术之一。GPS应用于变形监测的模式主要有周期性和连续性两种。对于建筑基坑而言，在建筑物建设竣工为完成后，由于地下水位和地质环境等因素引起建筑物的倾斜、沉降、偏移，会对安全性和耐久性产生严重的影响，因此对于建筑基坑监测来说，一般情况下采用连续性模式的监测，使用固定的仪器，根据工程进展的情况动态的采集数据。连续性模式主要分为静态测量和动态测量两种，在使用差分GPS静态测量模式在测点测量时，有时候会用几个小时甚至几十个小时，耗费时间和资源，而且精度不高。实时动态测量模式工作效率高而且精度高，实时动态差分测量是基于载波相位观测的实时动态定位技术，在指定坐标系中，能够动态地提供测站点的三维坐标。

RTK技术主要是应用基准站，通过数据链将其收到的载波相位信号或差分改正信号传递给流动站，而流动站通过数据链接收来自基站的信号，同时对GPS卫星信号进行采集并实时处理，然后应用固化软件实现差分的准确计算，从而精确地确定出基准站与流动站的空间相对位置关系。但这种空间相对位置关系不是工程中使用的坐标空间关系，因此还需要转换观测到的基准站与流动站的空间相对位置关系，主要与高程坐标和平面坐标的转换有关，例如在平面坐标转换中，可先将GPS的测量结果投影成平面坐标，再利用已知的控制点，计算二维相似变换的参数。高程则可以采用二次曲面拟合或平面拟合模型，根据已知的水准点计算出该测区待测点的高程是否异常，从而计算出待测点的高程。

4 RTK 技术应用操作要点分析

4.1现场观测数据的处理

在现场观测完成后，要及时的把观测数据进行有效的处理，具体的操作是：在不同的观测点所放置的观测站中，为了得到观测点相对基准点的水平距离和高程距离，需要将其从基准站中所传输的载波相位信号以及所采集的卫星信号，进行相关监测数据的强化处理。但是在监测数据处理的时候，应该重点分析坐标转换因素和数据采样率带来的观测影响，例如在处理转换坐标的时候，需要先考虑参数更换时的完整性、区域性、时间性等性质，从而使观测数据处理的误差降到最低。在实际工程现场的观测数据处理过程中，首先是利用基准站，把接收到的卫星信号和测站信息，利用数据链将信息传递到流动站，而流动站是通过无线电接收来自基准站的信号，但在接收卫星信号过程中，强化差分处理将对整周的未知数进行求解计算。再就是将流动站进行初始化，从而解出参考站和流动站之间的基线向量解，在求解坐标系中得出流动站的坐标，进而在求解之后进行各项参数的转换。最终结合所观测的数据做出有效的数据分析，判断基坑所处的状态，为基坑工程的施工提供可靠地信息。

4.2站点部署的要求

在建筑基坑工程监测过程中，根据监测重点对象的不同，对监测站点进行合理的布置，使得监测效果更加准确，进而促进RTK 技术在工程监测中的应用。在确定基准站位置时，要对基准站以及流动站进行合理的选址，应该根据接收到的卫星信号，把基准站和流动站尽可能地布置在基坑重点监测部位的周边，使部署的站点处于数据链覆盖范围之内，增加监测的精度。对地表的沉降进行监测时，为了使监测数据更加有效，需要在基坑周边的土体上进行针对性的站点设置。为了加强对基坑支撑围护顶部位移的监测，应对测点的水平间距进行严格的控制，一般应为 15-20 米，主要布置在阳角和基坑中部位移大的部位。在实际施工过程中，需要做好土钉、锚索、锚头等内力监测仪器的设置，精度和数量应结合实际需要并满足规范要求。在基准点架设完成确定之后，应及时的安装接收机，并确保电台和接收机的安装正确，还有与电源线的正确安装等。在仪器开机之后，应及时的对测量系统进行相关的设置，在系统设置过程中主要是为了得出转换的参数，以及基准站的现场地方坐标，并做好无线电的设置和得出天线的高程信息，再设置流动站之后将其初始化。

5 结束语

在建筑基坑监测中，为了保证基坑变形在合理的控制范围之内，必须强化建筑基坑监测的重要性，结合 RTK 技术的原理，发挥RTK 技术作用。结合工程实际情况，从监测方案设计、监测数据处理、站点布置等方面进行分析，使RTK技术对大限度的应用于基坑变形监测，并使测量误差降到最低范围，从而使建筑物的施工质量和安全得以保障。

参考文献：

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