［摘要］建筑施工活動(dòng)增多的同時(shí)，基坑監(jiān)測(cè)任務(wù)量相應(yīng)增加，應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，能夠真實(shí)掌握基坑變形情況，進(jìn)而針對(duì)性地制定修復(fù)方案，全面保證建筑工程質(zhì)量。本文在RTK技術(shù)介紹的基礎(chǔ)上，總結(jié)建筑基坑變形的表現(xiàn)，并分析基坑變形成因，最后重點(diǎn)探究建筑基坑監(jiān)測(cè)中RTK技術(shù)的具體應(yīng)用。旨在為基坑監(jiān)測(cè)人員提供借鑒，大大提高RTK技術(shù)利用率，促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)常態(tài)發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］RTK技術(shù)；建筑基坑；基坑監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

當(dāng)前城市用地資源日趨緊張，為在限定資源內(nèi)擴(kuò)大建筑規(guī)模，需要縱深式開(kāi)發(fā)地下空間。然而建筑基坑施工風(fēng)險(xiǎn)較高，基坑施工期間，施工人員應(yīng)借助相關(guān)技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)基坑變化情況，做到風(fēng)險(xiǎn)早發(fā)現(xiàn)、早防控，避免產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。RTK技術(shù)憑借環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、測(cè)量精度高等優(yōu)勢(shì)廣泛用于建筑基坑監(jiān)測(cè)，使得基坑施工任務(wù)又好又快完成。可見(jiàn)，本文分析RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，其現(xiàn)實(shí)性意義不言而喻。

1RTK技術(shù)概述

1.1 內(nèi)涵

RTK技術(shù)全稱為載波相位差分技術(shù)，是衛(wèi)星定位測(cè)量法的一種[1]。當(dāng)衛(wèi)星定位技術(shù)不斷升級(jí)、創(chuàng)新，技術(shù)使用者在精確度、時(shí)效性等方面提出較高要求，這為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊空間。以往RTK技術(shù)存在定位失準(zhǔn)、誤差大等缺點(diǎn)，說(shuō)明RTK技術(shù)存在一定的進(jìn)步空間，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與RTK技術(shù)融合，再次提高了RTK技術(shù)定位的精確度，并滿足數(shù)據(jù)校正需求。

1.2 組成部分

RTK系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)功能、特征存在差異性，當(dāng)子系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)用，會(huì)大大彰顯RTK系統(tǒng)功能優(yōu)勢(shì)，為系統(tǒng)應(yīng)用單位高效作業(yè)提供可靠保障。基準(zhǔn)站子系統(tǒng)用來(lái)提供數(shù)據(jù)源，具備無(wú)人值守、自動(dòng)防護(hù)、數(shù)據(jù)保存等特點(diǎn)。管理控制中心子系統(tǒng)處于核心地位，它為星狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建奠基，使網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)有序運(yùn)行，其功能總結(jié)為數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)管、用戶管理等。數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)在基準(zhǔn)站、網(wǎng)絡(luò)的連接中起到載體作用。用戶數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、下載基準(zhǔn)站信息。

1.3 應(yīng)用原理

RTK技術(shù)應(yīng)用期間，在基準(zhǔn)點(diǎn)上設(shè)置多個(gè)站點(diǎn)，間隔一段時(shí)間后收集載波相位差分改正信號(hào)，然后借助數(shù)據(jù)鏈傳遞信號(hào)、處理信號(hào)于流動(dòng)站，經(jīng)差分計(jì)算準(zhǔn)確判斷站點(diǎn)間位置關(guān)系[2]。建筑基坑監(jiān)測(cè)中，RTK技術(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)量、準(zhǔn)確定位基準(zhǔn)站點(diǎn)位置情況，將定位結(jié)果及時(shí)向施工負(fù)責(zé)人傳遞，進(jìn)而施工人員能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息提示，針對(duì)性地改進(jìn)基坑施工方案，并配備適合的施工設(shè)備和方法，確保建筑基坑施工任務(wù)順利完成。

2 建筑基坑變形的表現(xiàn)及成因

建筑基坑施工活動(dòng)具有隱蔽性，一旦施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)突發(fā)現(xiàn)象，那么基坑變形問(wèn)題接連出現(xiàn)，如果基坑質(zhì)量得不到保證，那么建筑返工頻次相應(yīng)增多，并極易威脅施工人員生命安全。實(shí)際上，建筑基坑的施工條件存在差異，所以基坑變形現(xiàn)象多樣呈現(xiàn)，施工人員應(yīng)了解基坑變形問(wèn)題出現(xiàn)的原因，據(jù)此制定基坑變形問(wèn)題防控措施，使建筑基坑施工質(zhì)量大幅提高。

2.1 地面沉降及原因

建筑基坑地面沉降變形現(xiàn)象較普遍，主要是因?yàn)橛昙臼┕さ倪^(guò)程中，未做好防雨措施，當(dāng)降水落入基坑，會(huì)因基坑水分蒸發(fā)速度慢，以及基坑水下沉作用，導(dǎo)致地面沉降；此外還有支擋結(jié)構(gòu)水平方向發(fā)生位置移動(dòng)，導(dǎo)致承載力不均出現(xiàn)地面沉降。

2.2 水平位移及原因

基坑外地面之所以會(huì)出現(xiàn)水平位移變形現(xiàn)象，這與樁基墻體鉆孔施工土大量堆積有一定關(guān)聯(lián)。坑邊堆土、堆載也是產(chǎn)生水平位移變形的主要原因。如果這類變形問(wèn)題未及時(shí)處理，那么相鄰建筑物、市政管線會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂紋現(xiàn)象。

2.3 坑底隆起及原因

一般來(lái)說(shuō)，坑底地基承載性能，直接影響坑底施工質(zhì)量，如果承載力較弱，或者外部載荷力過(guò)大，那么會(huì)因超出坑底承受范圍而發(fā)生形變[3]。再加上坑底下承壓水誘發(fā)揚(yáng)壓力，則坑底土層突涌概率相應(yīng)提高。此外，基坑與空氣接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這也是導(dǎo)致坑底隆起變形的重要因素。

2.4 支擋位移及原因

對(duì)于支擋結(jié)構(gòu)位移這一變形問(wèn)題，主要?dú)w結(jié)為支擋墻變形、錨桿變形，分析原因可知，基坑降水是直接誘因，坑邊堆載引發(fā)的負(fù)摩阻力是主要原因。如果支擋位移變形問(wèn)題延時(shí)處理，那么建筑基坑主體質(zhì)量難以保證，并且會(huì)嚴(yán)重破壞周邊環(huán)境，不利于人與自然關(guān)系的和諧發(fā)展。

3 建筑基坑監(jiān)測(cè)中RTK技術(shù)的具體應(yīng)用

建筑基坑監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)必不可少，通過(guò)基坑監(jiān)測(cè)，了解建筑基坑施工中是否存在多樣化變形問(wèn)題，避免基坑施工風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大化。然而基坑監(jiān)測(cè)方法的選用十分關(guān)鍵，本文結(jié)合具體測(cè)區(qū)案例，探究RTK技術(shù)用于基坑監(jiān)測(cè)的表現(xiàn)，為基坑優(yōu)質(zhì)化、安全化施工提供可靠指導(dǎo)，并逐漸提高基坑建筑作業(yè)效率。下文具體介紹RTK的方案設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)踐要求。

3.1 測(cè)區(qū)案例

某城市住宅建筑項(xiàng)目占地550 畝，多個(gè)樓座基礎(chǔ)應(yīng)用開(kāi)挖式施工法，夏季降雨頻繁，并且可能導(dǎo)致雨量較多，一定程度上增加了基坑防雨難度，并且基坑建筑工程延期。為全面掌握基坑施工質(zhì)量，勢(shì)必要做好基坑監(jiān)測(cè)工作。在案例工程中使用RTK技術(shù)，能夠直觀、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)基坑變形情況。

3.2 方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)

案例工程所處區(qū)域的地形條件良好，且無(wú)高大建筑物遮擋，無(wú)輸電線、發(fā)射塔對(duì)信號(hào)的干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)GPS信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。RTK方案設(shè)計(jì)時(shí)，準(zhǔn)備五臺(tái)雙頻接收機(jī)（型號(hào)為Trimble700 ）、無(wú)線發(fā)射電臺(tái)（25W）、全站儀、水準(zhǔn)儀等，滿足實(shí)時(shí)觀測(cè)需要[4]。

3.3 技術(shù)實(shí)踐要求

3.3.1 確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)方案實(shí)施階段，確定流動(dòng)站、基準(zhǔn)站位置，這要求RTK技術(shù)人員做好現(xiàn)場(chǎng)勘查工作，了解區(qū)域自然環(huán)境、人文環(huán)境，并做好記錄，為流動(dòng)站、基準(zhǔn)站布設(shè)提供資料，確保信號(hào)穩(wěn)定傳輸，真實(shí)反映基坑變形情況。考慮到基坑監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)存在影響因素，所以監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置與基坑位置的間距盡量縮小，保證信號(hào)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè)的目的。由于基坑較隱蔽，一旦監(jiān)測(cè)盲區(qū)的基坑信息無(wú)從得知，那么監(jiān)測(cè)工作價(jià)值將大打折扣，最終得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果難以真實(shí)反映建筑基坑變形情況，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)設(shè)備資源、人力資源大大浪費(fèi)。對(duì)此，應(yīng)大量設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并以流動(dòng)方式完成基坑監(jiān)測(cè)任務(wù)，同時(shí)，在陽(yáng)角、周邊道路等位置確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，保證監(jiān)測(cè)信息完整性。基準(zhǔn)點(diǎn)定位后，準(zhǔn)備接收機(jī)設(shè)備，并準(zhǔn)確無(wú)誤的安裝，使其與基準(zhǔn)點(diǎn)信息傳輸工作緊密配合，為基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供可靠保障。需注意的是，參照相關(guān)要求及規(guī)范合理設(shè)置參數(shù)，使流動(dòng)站保持正常的工作狀態(tài)。實(shí)際監(jiān)測(cè)前，通過(guò)預(yù)測(cè)比較實(shí)際數(shù)值的誤差范圍，當(dāng)差值不超過(guò)規(guī)定值，方可正式進(jìn)入基坑監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)。否則，要重新設(shè)置參數(shù)，調(diào)節(jié)基準(zhǔn)站、流動(dòng)站位置。對(duì)于GPS-RTK測(cè)量模式，單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)60s，記錄所觀測(cè)到的數(shù)據(jù)。之后聯(lián)用常規(guī)測(cè)量法、機(jī)械化測(cè)量法，真實(shí)獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，使其與RTK數(shù)據(jù)比較，從而得知實(shí)際數(shù)據(jù)是否真實(shí)可用。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2019 年10 月15 號(hào)am8 ：00 ，連續(xù)監(jiān)測(cè)三天，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效處理。3.3.2 數(shù)據(jù)處理獲取基坑基準(zhǔn)站傳遞的信息，通過(guò)相關(guān)軟件分析載波相位信號(hào)，從而獲知基準(zhǔn)站與觀測(cè)站間隔距離，真實(shí)掌握高程信息。處理流動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，獲取間隔3s、20s、60s的數(shù)據(jù)，計(jì)算平面坐標(biāo)，得知各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的高差。接下來(lái)對(duì)比差值，根據(jù)差值分析建筑基坑變形情況、位移情況。處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，優(yōu)選適合的作業(yè)法，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的目標(biāo)。為有效控制數(shù)據(jù)誤差，應(yīng)遵循數(shù)據(jù)傳遞順序，數(shù)據(jù)由流動(dòng)站傳至基準(zhǔn)站，循環(huán)傳遞模式形成后，結(jié)算整體位置數(shù)據(jù)。當(dāng)流動(dòng)站初始化設(shè)置后，記錄參考站向量值，據(jù)此確定轉(zhuǎn)換參數(shù)。對(duì)比兩組測(cè)量數(shù)據(jù)，得知RTK數(shù)據(jù)與水準(zhǔn)數(shù)據(jù)同步情況，第一組監(jiān)測(cè)點(diǎn)1 的RTK數(shù)據(jù)為8.240 ，水準(zhǔn)數(shù)據(jù)為7.955 ；第一組監(jiān)測(cè)點(diǎn)15 的RTK數(shù)據(jù)為8.275 ，水準(zhǔn)數(shù)據(jù)為7.989 ；第二組監(jiān)測(cè)點(diǎn)1 的RTK數(shù)據(jù)為8.230 ，水準(zhǔn)數(shù)據(jù)為7.942 ；第二組監(jiān)測(cè)點(diǎn)15 的RTK數(shù)據(jù)為8.263 ，水準(zhǔn)數(shù)據(jù)為7.909 。同組數(shù)據(jù)對(duì)比可知，RTK數(shù)據(jù)與水準(zhǔn)數(shù)據(jù)高差變化一致，如第一組監(jiān)測(cè)點(diǎn)1 的RTK數(shù)據(jù)與第一組監(jiān)測(cè)點(diǎn)15 的RTK數(shù)據(jù)差值為0.035 ，第一組監(jiān)測(cè)點(diǎn)1 的水準(zhǔn)數(shù)據(jù)與第一組監(jiān)測(cè)點(diǎn)15 的水準(zhǔn)數(shù)據(jù)差值為0.034[5]。說(shuō)明RTK技術(shù)用于觀察建筑基坑沉降變化，其實(shí)用性較強(qiáng)，所得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、有效。

3.4 應(yīng)用不足

RTK技術(shù)用于監(jiān)測(cè)建筑基坑，雖然能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)基坑監(jiān)測(cè)方法的不足，但RTK技術(shù)仍存在一定局限，從觀測(cè)條件來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)投用的必要條件，即建筑基坑項(xiàng)目周圍滿足最少接收五顆衛(wèi)星信號(hào)這一條件。然而很多建筑基坑區(qū)域因建筑物過(guò)多、高壓輸電線架設(shè)而影響信號(hào)傳遞時(shí)效性和完整性，導(dǎo)致RTK技術(shù)功能片面發(fā)揮，難以滿足建筑基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需求。此外，RTK技術(shù)使用階段易受干擾因素影響，如惡劣的氣象條件、設(shè)備運(yùn)行誤差、陳舊基礎(chǔ)設(shè)施等，一旦RTK技術(shù)效能片面顯現(xiàn)，那么基坑監(jiān)測(cè)質(zhì)量和效率得不到可靠保障。

3.5 應(yīng)用前景

建筑基坑監(jiān)測(cè)要求多樣化提出，傳統(tǒng)基坑監(jiān)測(cè)方法面臨一定挑戰(zhàn)。這種情況下，RTK技術(shù)備受關(guān)注，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)自身優(yōu)勢(shì)顯著，如支持全天候監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)全面及時(shí)獲取、觀測(cè)精度較高、環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)、快速求解整周模糊度等。考慮到建筑基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)變化，以及超高層建筑活動(dòng)的增多，無(wú)疑對(duì)基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)提出新要求、高標(biāo)準(zhǔn)，要想進(jìn)一步提高RTK技術(shù)在基坑監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)利用率，勢(shì)必要深層次挖掘RTK技術(shù)優(yōu)勢(shì)，探索該技術(shù)與建筑基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容的聯(lián)用路徑，從整體上提高建筑基坑監(jiān)測(cè)有效性。立足科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新這一現(xiàn)實(shí)情況，應(yīng)大力培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新型人才，并適當(dāng)借鑒新技術(shù)研發(fā)思路，通過(guò)引用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3S技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，適當(dāng)增強(qiáng)RTK技術(shù)生命力，使RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)獲得良好前景。當(dāng)多功能技術(shù)集成后，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，以便動(dòng)態(tài)獲取、有效分析數(shù)據(jù)信息，科學(xué)預(yù)測(cè)建筑基坑監(jiān)測(cè)工作發(fā)展趨勢(shì)，為建筑基坑施工提供可靠的技術(shù)保障。放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，與時(shí)俱進(jìn)革新RTK技術(shù)，這能為相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新與升級(jí)提供充足動(dòng)力，還能通過(guò)技術(shù)集成，大大提高建筑基坑監(jiān)測(cè)效率，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

4 結(jié)論

綜上所述，建筑行業(yè)發(fā)展速度逐年加快，建筑基坑工程施工的過(guò)程中，應(yīng)在工程質(zhì)量?jī)?yōu)化的前提下，全面提高建筑基坑施工速度，否則，會(huì)因建筑基坑施工風(fēng)險(xiǎn)增加而產(chǎn)生安全事故。基坑工程質(zhì)量提升的重要措施之一，即信息化監(jiān)測(cè)基坑變形及位移情況，運(yùn)用RTK技術(shù)實(shí)時(shí)掌握基坑施工質(zhì)量，能夠有效規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，還能保障施工人員生命安全，確保施工企業(yè)在規(guī)定工期內(nèi)完工。

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