摘要：GPS技术以高精度、高速度、实时三维定位不受天气的影响，而且节省了大量的人力、物力，提高了工作效率，本人结合湖北省宣恩职中施工期间GPS变形监测实例，分析了GPS变形监测在工程施工中的应用。
关键词：变形监测、工程施工、GPS技术
前言：变形监测就是利用测量仪器对选定的具有代表性的特征点进行实时或者周期性的监测，以确定变形体在时空中的变化，变形的类型可分类静态观测和动态观测，静态观测是变形体随时间的变化而发生缓慢的变形，需要长时间多周期的监测才能发现其变形规律；动态变形主要是变形体在外界负荷压力的作用下而发生的变形，一般这种变形是在瞬间压力的作用下很快的发生。
1、施工期间变形监测的任务和目的
监测的具体任务是：施工期间专业监测：选择自动化GPS监测设备，在监测期内实时观测监测点处的水平和垂直位移变化量，除施工方本身巡视检查外，还要对该边坡进行不定期的巡视检查，与自动化监测数据对比印证。在此基础上对观测资料进行综合分析，达到以下监测目的：
（1）通过监测掌握边坡及其临近建构筑物的形变规律及发展趋势，有效监控、监视边坡及其临近建构筑物在监测期间的安全状况，判断其稳定状态，以保障威胁对象和潜在威胁对象的安全，同时为地质灾害治理等工作提供参考。
（2）通过监测及时发现异常情况和隐患，分析边坡的变形和运动状态，预测施工中边坡的稳定性对临近建构筑物的影响。
2、变形监测的技术要求：
（1）《工程测量规范》（GB500026-2007）；
（2）《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）；
（3）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T-18314-2009）；
（4）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
（5）《滑坡、坍塌监测测量规范》（DZ/T 0227—2004）；
（6）《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（DZ/T 0221-2006）。
3、变形监测的原理和方法
（1）变形监测的原理：每台工作站与GPS接收机相连，以便实时地将GPS接收机的观测数据实时的传导工作站上，然后经传输设备进入网络服务器，最后对实时观测的原始数据进行解算、分析。
（2）变形监测的方法：大地测量方法中，常用的大地测量方法主要是通过测角、测边、水准等方法测定变形，此类传统的方法费用低、精度可靠、劳动强度大等特点。GPS已经随着卫星大地测量技术的发展在变形监测领域的应用越来越广泛，具有着传统大地测量方法不可比拟的优点；变形监测的新技术中合成孔径雷达干涉技术、激光扫描技术、计算机分析成像技术等变形监测技术成为国内外研究热点，并得到广泛应用。
（3）监测值变化对应监测点变形判据
4、变形监测的工作流程
（1）了解本测区情况收集相关资料
（2）确定布网方案
（3）编写技术设计说明书
（4）造标埋石
（5）数据观测
（6）内业处理
5、变形监测数据处理
（1）成因分析（定性分析）：成因分析是对结构本身（内因）与作用在结构物上的荷载（外因），加以分析、研究、确定变形值变化的原因和规律性。
（2）统计分析（定量分析）：根据成因分析的结果和其他相关影响，对实测数据进行统计分析，剔除粗差和系统误差的影响，找出分布规律，从而导出变形值与引起变形的有关因素之间的函数关系。
6、GPS变形监测的优缺点
优点：测站间无需保持通视；能同时测定点的三维位移；全天候观测；易于实现全系统的自动化；可消除或消减系统误差的影响；可直接用大地高进行垂直变形测量。
缺点：点位选择的自由度较低；从整体上讲观测条件往往较差；函数关系过于复杂，误差源多。
7、GPS变形监测在工程施工中的实例
2018年5月14日至8月31日我单位承接了宣恩职业高中C、D栋地基后缘边坡变形监测项目，监测思路为“地表位移监测（GPS实时自动化）+巡视监测”。该边坡监测点变化情况在本期内与施工时间和空间相关性明显，与天气相关性不显著（除施工外，其它时间无显著变化）。主要变化时间区间为6月11日至30日（局部监测点GPS2处变化）和8月11日至17日（拟建C栋宿舍后D、E、F段圆型桩处）；8月17日后D、E、F段圆型桩浇筑完毕后，附近公路及相关院坝、房屋变形速率显著减缓有至停止趋势，在维持现状的情况下趋于稳定状态。拟建D栋宿舍后除边坡挖掘施工外，无其他变化迹象，边坡整体稳定。
8、结论
GPS技术以全天候、高精度、高速度、实时三维定位、误差不随定位时间而积累、自动化等特点优于传统的测量技术，对变形监测是一种非常有效的方法。使用GPS技术不但能降低成本，而且其精度不会降低，既提高了工作效率，又节省了大量的人力和物力。
（1）对于使用GPS技术动态性监测，还需要更多的监测内容，考虑的因素还要包括：水流、季节变化、重荷情况下的位移变化。
（2）GPS技术中还需要进行实时观测，建立实时监测系统，通过对标志点的多次监测，来预测项目位置的位移趋势，更加准确的预测。
参考文献
【1】《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2016）
【2】朱建军、李志伟、胡俊 InSAR变形监测方法与研究进展2017，46（10）
论文作者:曹艳艳,陈琦,杨小军
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/20
标签：技术论文; 实时论文; 测量论文; 位移论文; 误差论文; 方法论文; 大地论文; 《防护工程》2019年第1期论文;