基于数字化测绘技术的湿软地基沉降变形量预测方法

基于数字化测绘技术的湿软地基沉降变形量预测方法

石磊

黑龙江省林业设计研究院 黑龙江 哈尔滨 150000

摘要：作为建筑工程测量的重要环节，地基沉降预测也为工程质量预防控制奠定了一定的科学依据，通过预测地基在不同建设阶段的沉降变形量，确保地基的正常使用寿命与安全性，并针对地基施工过程与建成后工程质量状况，及时、科学、合理地制定出施工技术决策与质量处理决定。同时也为今后的工程勘察、设计以及施工环节，提供相应沉降参数与可靠技术支持。建筑市场的激烈竞争形势与日俱增，工程质量作为建筑行业生命，其重要作用与核心地位日渐显著，且预测沉降变形量的重要性能效用也越发受到广泛关注。

关键词：数字化测绘技术；湿软地基；沉降变形量预测

引言

我国工程测量的服务领域在不断扩展，并逐步向实时测量数据采集、自动处理和数字处理的方向发展，使工程测量开始进入数字化时代，基于此我们需要在各种工程建设中有效地应用数字化测绘技术来对其不断地完善和加强。

1数字化测绘技术概述

从目前的测绘现状来看，可以发现，随着我国计算机计算的发展和进步，关于测绘技术而言，传统的测绘技术已经无法满足我们的工作需求，这时就需要应用一种全新的技术来帮助工作开展。而数字化测绘技术便是一种全新的技术，它主要是依赖计算机网络以及测量仪器作为根本，能够解决传统测绘中出现的问题，并且该技术正在被不断推广和广泛使用。随着数字化测绘技术的不断完善、创新，在未来的工程测量技术中，它会得到不断的进步和开发。在这一个过程中，数字化测绘技术在工程前期测绘和工程图设计中起着重要作用。在新时代，工程质量为数字测绘技术的发展提供了广阔的空间，然而在实际的工程测量过程中，存在诸多困难和障碍，制约了数字化测绘技术的使用。面对这种情况，我们需要不断改进数字化测绘技术的发展，使其能够最大化限度地满足工程建设的标准。

2数字化测绘技术的作用

科学技术的发展推动着工程测量的进步，集成了众多先进技术的数字化测绘技术受到更多青睐，已经在各种工程测量中实现了普遍运用。湿软地基工程测量运用数字化测绘技术，可以极大的减小任务难度，其具备高超的测量精准度，能够帮助测量人员提前规避很多安全隐患，保证了湿软地基测量作业的安全。新兴的数字化测绘技术拥有众多优势之处，伴随着生态环境的变化，许多传统测绘技术非常棘手的难题，运用数字化测绘技术能够轻松解决，信息化技术为数字化测绘技术注入新的活力。

3测绘流程

(1)基准站架设选取较为理想的点位上架设基准站，观测站区域超过10°截止高度角的空间中不能存在任何障碍物；为防止信号干扰，周围200米内也不能存在诸如雷达电视、收集信号发射天线以及电视发射塔等拥有强电磁的辐射源；应选在相对较高的平稳地势，对电台的作用距离起到有利效应，便于点存储；避免在树木等严重影响电磁传播的较大物体下架设基准站，以防止接收机在接收卫星信号时发生畸变。基准站架设的具体步骤描述如下：1)在已知点上架设基准站，正确连接所有连线，确保基准站天线与主机正面后侧端口是连接状态，按照正负极将电源线连接在蓄电池上，连接完成之后检查全部连线的连线状态，开启机器；2)开机部分包括基准站主机开机与电台开机。按动主机上的Power按钮，当电源指示灯亮起时，主机为开机状态，此时即可观测天线与电台变化，基准站天线的卫星接收时间一般为三到八分钟，若电台灯(或数据链灯)每隔5秒钟出现两次快闪现象，且YN460-YX灯每秒发生一次闪烁，说明此时基准站已经进入正常运行状态。

4数字化测绘技术的应用优势

4.1数据完整

在开展工程测量的时候，应用数字化测绘技术，可以对数据进行实时动态处理，然后充分展现出测绘对象的外观特征，从而最大限度地提高了数据的完整性和真实性，因此它具有两个方面的不同之处。第一，数字化测绘技术在工程勘察中，可以解决上述传统测绘技术的问题，从而在最大化限度中发挥数字化测绘技术在工程勘察工作中的价值。第二，能够在开展工程勘测、施工等环节中提高数据的真实性，保障工程项目施工工作的顺利开展。

4.2测绘精度高

数字化测绘技术具有的测绘精度更加可靠，这已经是被实践检验并且证明了的。湿软地基工程测量需要湿软地基数据信息作为支撑，因此，保证数据信息的准确率至关重要。数字化测绘技术极高的精确度，减少了人为测量误差带来的不利影响，降低了矿山数据不准确带来的分析差错。数字化测绘技术将湿软地基简化成坐标点的形式，通过定位这些坐标建立分析模型，使得测绘工程进度加快，保障数字测绘技术的可靠度。

4.3简化工作

数字化测绘技术的应用具有操作简单的特点，它能够对测绘技术人员的工作进行简化，提高工作效率，更好地减轻测绘技术人员的工作负担，缩短工程项目初期的测绘时间，从而为下一步建设工序节约工期。

5地基沉降变形量预测算法

利用上述方法获取湿软地基沉降的数字化测绘数据后，若测绘数据不完整，则基于不同排水固结度与t时刻地基固结度的关系，架构下列表达式：

(1)

公式(1)中，关于地基排水条件与土质的参数分别是α、β，t时刻沉降值为St，初始沉降值为Sd，最终沉降值为S。在利用数字化测绘技术得到的初始沉降-时间曲线上，任取点 ，令各点的相关时刻t满足下列等式：

(2)

将上列两式相结合构建方程组，解得参数β、初始与最终沉降值Sd、S：

（3）

(4)

(5)

可采用理论上的α参数值来计算初始沉降Sd，并通过较大取值(t2-t1)与(t3-t2)，令(S2-S1)与(S3-S2)较大，以获取精准的预测结果。在测绘数据采集较为完整的情况下，利用下列表达式近似描述沉降与时间之间的关系：

(6)

公式(6)中，加载后的任意时刻为t，与该时刻对应的沉降值为St，与t0时刻对应的沉降值为S0，待定系数分别是A和B。改写上式后得到表达式如下所示：

(7)

假设地基坐标系的纵坐标是(t-t0)/(S-S0)、横坐标是(t-t0)，则上式即为一个直线方程，该方程的斜率是B、截距是A。在坐标平面中描述选取的多组沉降测绘数值(S1,t1)，(S2,t2),…,(Si,ti)利用最小二乘法得到所有点的拟合直线，由式(6)预估任意时刻的沉降值。

结束语

地基沉降由地基压缩沉降、填土路基压实度不足引起的沉降以及水渗入地基后导致的沉降三种类型构成。高速公路多建于湿软地基上方，湿软地基沉降与整个工程的成败息息相关，是建筑行业领域的核心研究课题之一，地基沉降的影响因素众多，涉及到地基处理方法、岩土体环境、施工方案以及工期等一系列问题，为将沉降幅度控制在规范要求范围中，精准预测地基沉降变形量，本文以数字化测绘作为技术背景，提出一种湿软地基沉降变形量预测方法。尽管预测方法取得了一定的研究成果，但仍需要在以下几个方面做进一步改进与完善：应研究更多实际工程应用，深入探索湿软地基的基本力学性质，挖掘更符合实际工程的湿软地基沉降规律与分析策略；填土速度对湿软地基沉降有着较大影响，但在最终沉降量估算中引入该指标，仍是目前研究进度的难点之一。

参考文献

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