摘要：本文先简单分析近景摄影测量的优势以及使用方法，进而分析近景摄影测量在基坑变形监测中的应用，希望能为基坑变形监测提供一些参考。
关键词：近景摄影测量；基坑变形；变形监测
1.引言
在基坑监测中监测的主要内容包括环境以及支撑结构的监测，水平位移监测一般采用极坐标法，采用的仪器也都比较常规，这种传统技术虽然比较可靠，但是观测难度较大，本文主要分析近景摄影测量在基坑变形监测中的应用。
2.近景摄影测量在基坑监测中的使用方法
岩土工程受力比较复杂，目前所采用的软件以及计算方法等都与实际情况存在不少的差距，基坑工程存在复杂性的特点，在监测中还需要先分析基坑变形机理。
2.1基坑变形机理
基坑内的土体被挖出后，自然会破坏土层的平衡性，基坑变形情况包括基坑底部的隆起、地表的沉降、围护结构变形等。基坑开挖过程就是一个挖面卸荷的过程，引起坑底向上隆起，引起地层的移动，一般引起基坑变形的原因主要有两种[1]。
针对基坑地层隆起，研究观点不太一致，有研究认为是基坑上部荷重导致应力出现变化，随着荷载的卸除进而产生变形，也有研究认为基坑的变形与基坑周围土体的自重有关。基坑隆起量的大小是判断基坑稳定性的重要因素，不仅与基坑本身有关，与基坑土体等也有很多的因素，因此在监测中虽然有多种计算结果，但是与实测值之间存在不少的差距。
围护墙的变形是基坑外围土体原始应力而引起的地层移动，包括竖向变形和水平变形，在基坑内侧卸去原始土压力，外墙则承受土压力，因此在基坑的开挖中，都是先开挖再支撑，在挖到设计坑底标高后，坑底面上出现最大位移。在同样地质条件和开挖深度下，深基坑周围地层变形范围与幅度也会存在一定的差异。依照基坑变形的机理，可以看出基坑监测的主要内容包括环境的监测、维护结构的监测以及支撑结构的监测等[2]。
2.2近景摄影测量在基坑监测中的应用
由以上基坑变形监测内容可以看出，基坑监测的主要项目包括维护与支撑结构的监测、环境的监测等，采用近景摄影测量技术，在监测点设定光缆标志，监测点布设成一条直线，方便拍摄。
建立监测基准点，监测控制点包括八个变形监测基准点，方便测量精度的观测和提高，在基准点的建立中需要埋设强制对中装置，要求仪器及砚板对中误差控制在0.1mm，锐欧是加工精度要求比较高，误差控制在0.01mm，强制对中采用钢筋混凝土浇筑，基准点要求设置在基坑边2.5~3.0开挖距离以外，在基准点布设时需要保证基坑一侧与连线近似平行，基准点每隔一段时间都需要复测一侧规范的精度，在平日的监测中，可以把相机架设到观测墩上，省时省力。
变形监测点在建立中，保证变形监测点均匀分布，同时监测水平位移和竖向位移，监测点的位置一般控制在5~8m，重点监控一些重要部位，保证监测点控制在同一直线上，也可以采用强制对中墩提高测量精度。监测维护结构的竖向位移、围护结构的水平位移以及基坑壁的变化等，监测仪器采用数码相机和TCA2003相结合的方式，相机承置架主要包括底座、固定架等，通过TCA2003精确调整数码相机的方向。在实际的监测中，需要将觇板安装在变形监测点上，在拍照前先采用TCA2003瞄准棱镜，保证摄影基线不变，在观测中需要对觇板进行排斩，得到清晰的图像，然后在分析移动量，得到监测点的水平位移，拍照后采用拍摄软件实时拍摄减少人为干扰。
在技能维护结构的沉降监测中，需要换为横条纹，得到垂直方向的变化量，水平位移和数值位移能够通过横线标志和竖线标志来进行计算。基坑壁变形监测中，在锚杆上布设条纹光栅标志，监测基坑壁的变形情况。
采用近景摄影测量监测基坑变形中带来的误差主要包括以下几方面，每个基坑监测都是一个长期的过程，因此需要重点关注仪器的观测精度，为保证拍摄时相机的不同，可以将电脑与数码相机连接在一起，需要注意在计算机屏幕上观察影响，比例需要设定为100％。在实验时需要反复重复仪器，正确处理重要仪器的图像。
3.与传统方法的精度分析比较
通过仿真实验分析近景摄影测量与传统方法精度，采用基坑变形监测方针试验，分别采用近景摄影测量和TCA2003精确测量光栅的移动距离。将实验安装在3D实验场内，强制对中观测墩作为基坑变形的监测点和模拟基准点，强制对中墩之间的距离设置在8m，满足基坑变形监测点要求。实验仪器安装在第一个强制对中墩，定向用的棱镜安装在最后一个中墩上，在觇板上安置反射光片，便于TCA2003测距。
表1 数据分析
TCA2003的测量采用小角法，通过前后一定角度的变化和物距来确定目标的移动距离，根据计算公式确定水平位移量。近景摄影测量在测量中每移动一个距离都拍摄一张照片，以第一张照片为基准，计算位移量，数据处理结果见表1所示，从表中可以看出近景摄影测量在监测微小移动时能够达到较高的精度，虽然距离增加，精度有所降低，但是符合基坑监测要求，也就是说近景摄影测量的精度要高于TCA2003。
结束语：
综上所述，本文主要分析近景摄影测量在基坑变形监测中的应用，通过仿真实验证明近景摄影测量的测量精度高于高精度全站仪TCA2003，目前在变形监测中近景摄影测量还没有得到充分的使用，在位移的研究方面还需要大量的实验，这些还需要人们努力去实现。
参考文献：
[1]郭丙轩,吕佩育,张卫星,等. 数字近景摄影测量在秦始皇陵百戏坑考古中的应用研究[J]. 文物保护与考古科学,2014,02:90-96.
[2]张瑛,刘雷,曹建涛,等. 数字近景摄影测量在相似模拟试验中的应用研究[J]. 煤炭科学技术,2014,11:93-96.
论文作者:1胡建艺,2王振健
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：基坑论文; 近景论文; 测量论文; 位移论文; 基准点论文; 精度论文; 对中论文; 《基层建设》2018年第25期论文;