沉降监测和水平位移监测在软基施工中的应用

摘要：本文探讨了沉降监测和水平位移监测在软基路段施工中的应用。软基路段由于地质条件复杂，常出现不均匀沉降等问题，需要采用变形监测技术来保障施工安全和质量。文章首先阐述了软基施工中变形监测的重要内容和特点，然后重点介绍了四种常用的变形监测方法在软基施工中的具体应用，旨在为相关工作人员提供借鉴参考。

关键词：软基路段；沉降监测；水平位移监测

引言：公路工程是我国基础性工程，对经济发展具有重要的促进作用，路基施工是公路工程的工作重点，对整个公路工程有着很大的影响。但是从目前的情况来看，有些公路工程因为地质结构的复杂多变以及可能存在的施工问题等，经常会在软基路段出现不均匀沉降问题，因此，为了保证公路工程的建设质量，施工单位以及相关部门应该对软基路段的施工技术以及监测技术进行研究，尤其是要对软基路段的变形监测进行重视，通过使用高精度的测量仪和灵活的变形监测方法，对监测数据进行分析和处理，确保软基路段的施工安全和质量。

1 变形监测的内容和要求

1.1 监测的内容

软基施工是土木工程领域的一项重要工作，而在软基路段的变形监测方面，沉降监测和水平位移监测起着关键作用。沉降监测是指对路段或道路基础的垂直位移进行实时测量和分析，以评估路基在施工过程中的稳定性和变形情况。这种监测可以帮助工程师识别并解决可能导致路基沉降或下沉的问题，如土壤压实不均匀、基础不稳定等，从而确保道路的可持续使用

和安全性。另一方面，水平位移监测是针对软基路段中的水平位移进行的监测工作。这种监测可用于检测路段是否发生了横向位移，或者土地是否正在滑动。通过实时监测路段的水平位移，工程师可以早期识别潜在的问题，采取必要的措施来避免可能引发安全隐患的情况。

1.2 监测的特点

变形监测具有较强的时效性，并且测量的结果也是动态变化的，因此可以根据工程的具体情况进行监测。在数据变化较大且施工进度较快的路段，进行加密监测，这样可以让监测更具有时效性和可靠性，同时保证施工安全和工程质量。监测的时效性特点对监测方法和设备的选取具有较高的要求，需要使用高精度仪器进行监测。

2沉降监测和水平位移监测在软基施工中的应用

2.1 机器视觉智能测量仪在软基沉降监测中的应用

机器视觉智能测量仪是一种新型的自动化变形监测设备，可用于软基路段的沉降和水平位移监测。该设备利用高分辨率摄像头和先进的图像处理算法，实现对目标点的实时、高精度、全自动监测。使用机器视觉智能测量仪进行软基沉降监测时，需要在路基上布设若干个特殊的视觉标识点（如反光贴标），作为监测的目标点。智能测量仪通过持续拍摄标识点的高清图像，并利用图像处理技术自动识别和提取标识点的像素坐标。通过分析不同时期标识点像素坐标的变化，可以计算出各监测点在图像平面内的位移量。再结合摄像头的内外参数和布设位置，即可将像素位移量转换为实际的空间位移量，从而得到精确的沉降监测数据。机器视觉智能测量仪具有多项优势，首先，该设备能够实现全自动化、实时化的连续监测，无需人工到现场进行操作，大大减轻了外业工作量。其次，机器视觉测量精度高，一般可达到亚毫米级别，完全满足软基沉降监测的要求。再者，视觉监测不受天气和光照条件的影响，昼夜皆可进行，适应性强。此外，一台智能测量仪可以同时监测多个目标点，具有多点监测的能力，监测效率高。在实际应用中，机器视觉智能测量仪的布设需要综合考虑现场环境、监测精度、测量范围等因素。为了获得理想的监测效果，应尽量选择视野开阔、光照条件好的位置安装测量仪。同时，为确保长期稳定运行，还需要对设备进行必要的防尘、防潮、防震等保护措施。

2.2 水准仪在软基沉降监测中的应用

水准仪是另一种常用于软基沉降监测的精密测量仪器。与高度计类似，利用水准仪进行沉降监测时，需要在路基上布设若干个监测点，并定期使用水准仪测量各点的高程。通过比较不同时期各点的高程差，就可以得到各监测点在一定时间内的沉降量数据。此外，水准仪的测量精度可达到0.1毫米级别，能够准确捕捉到软基路段的微小沉降变化。高精度的监测数据对于分析软基沉降规律、预测沉降趋势具有重要意义，可为制定施工方案和防治措施提供可靠依据。但是，水准仪测量操作相对复杂，外业工作量大，对操作人员的技术要求较高。为了确保监测数据的精度，在每次测量前需要对水准仪进行复杂的检校和调平工作，耗时较长。并且，由于水准测量需要在监测点之间进行多次转点，外业工作量大，效率相对较低。因此，水准仪更适合在沉降量较大、持续时间长的软基工程中使用，而在沉降量小、工期紧的项目中，高度计可能是更好的选择。

2.3 全站仪在软基水平位移监测中的应用

全站仪是集光电测距、电子测角和数据处理功能于一体的现代测量仪器，在软基路段的水平位移监测中有着广泛的应用。利用全站仪进行水平位移监测时，需要在路基边坡或路肩等位置布设若干个监测点，并在每个监测点上安置一个专用的棱镜反射片。通过使用全站仪对各监测点进行定期的三维坐标测量，并比较不同时期各点坐标的变化情况，就可以得到各监测点的水平位移量数据。全站仪不仅可以精确测量监测点的水平位移，还能同时获取垂直方向的沉降数据，是软基变形监测中的一种常用而有效的手段。与其他监测方法相比，全站仪具有自动化程度高、测量精度高、测量范围广等特点。现代全站仪的角度测量精度可达到0.5秒，距离测量精度可达到1毫米以内，能够满足大多数软基工程的变形监测要求。但是，全站仪也存在着一些局限性。例如，全站仪测量时需要在仪器和监测点之间保持通视，如果监测点被障碍物遮挡，就无法正常进行测量。因此，在布设监测点时需要综合考虑地形、障碍物等因素，合理选择监测点位置。

2.4 GNSS在软基水平位移监测中的应用

GNSS（全球导航卫星系统）是目前应用最为广泛的高精度定位技术之一，凭借其全天候、高精度、自动化等特点，在软基路段的水平位移监测中发挥着重要作用。利用GNSS技术进行软基水平位移监测时，需要在关键的监测点上布设GNSS接收机，通过连续的卫星观测，获取各监测点的三维坐标数据。通过分析不同时期各监测点坐标的变化情况，就可以得到较为精确可靠的水平位移监测数据。相比传统的测量方法，GNSS监测具有诸多优势。首先，GNSS监测不受天气条件的影响，能够实现全天候、全天时的连续观测，满足软基施工各个阶段的监测需求。其次，GNSS定位精度高，一般可达到厘米级，某些高端接收机的定位精度甚至可以达到毫米级，完全满足软基位移监测的精度要求。

结束语：

沉降和水平位移是软基路段施工中常见的变形问题，严重影响公路工程的安全和使用性能。因此，在软基施工过程中，必须高度重视变形监测工作，根据现场条件和精度要求，合理选择高度计、水准仪、全站仪和GNSS等监测技术。同时，要加强监测成果的分析和应用，建立完善的信息反馈机制，将监测数据及时反馈给设计和施工单位，为方案优化和现场施工管理提供依据。只有全面做好软基路段的变形监控工作，发挥监测技术的作用，才能更好地保障软基施工质量，促进公路工程的可持续发展。

参考文献

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