[发明专利]三维激光扫描仪应用于基坑变形监测的方法

说明书

本发明属于地下工程空间位置变形信息化技术领域，尤其涉及一种三维激光扫描仪应用于基坑变形监测的方法。本发明采用三维激光扫描仪可以实现连续多点扫描和数据的自动采集，大大提升数据采集效率、数量、精度。获得的点云信息解决了孤立点现状，同时，可以快速捕获变形信息，能够捕捉到发生大变形的实时信息，并且把变形信息可视化，可以更直观展现基坑变形情况。

技术领域

本发明属于地下工程空间位置变形技术领域，尤其涉及一种三维激光扫描仪应用于基坑变形监测的方法。

背景技术

按照国家规范要求，对于深度大于5m的基坑，需要进行变形监测。常用的方法有使用全站仪、水准仪设备进行水平位移和沉降监测。在进行变形监测时，通过控制点建立控制网，然后进行变形点监测。采用经纬仪和全站仪进行观测，存在以下缺点：(1)监测点布设一般是每隔20m布设一个点，这种观测是单点观测，监测得到的数据是孤立点信息，相邻监测点之间的变形信息无法知道，认为相邻两个监测点之间的变形是线性变化的，与实际不符，实际上变形是非线性的。(2)当测点较多时，特别是当基坑表面发生大变形时，无法捕捉变形点实时信息，而且由于观测是逐点观测，耗时耗力耗财(3)获得的数据一般以Excel表形式呈现，需要具体工程人员进行甄别，才能获得数据隐藏的信息，因此，信息化和可视化程度低。(4)受施工影响较大，当坡顶地方狭窄无法进行布设监测点和基准点，导致监测信息无法反映施工进度下基坑的安全状态。(5)由于经纬仪和全站仪仪器误差，使得在外业进行长时间观测时，受环境影响大，经常出现不能满足监测结果不满足要求的现象，需要进行反复测量。

为此，采用满足工程实际需要的现代化监测仪器，越来越得到工程技术人员青睐，三维激光扫描技术是一种近年来发展起来的技术，正成为研究热点并逐渐被工程技术人员所接受。其中，专利“CN201610621282-一种用于快速监测高面板堆石坝挤压边墙变形的方法”，公开了一种对堆石坝挤压边墙变形进行监测的方法。但该方法采用surfer软件绘制变形图，该图形是二维图形，不直观，并且需要专业人士才能解读变形图中隐藏的信息。

而专利“CN201610663038-基于BIM的多维成像融合技术实现隧道爆破质量数字化的方法”采用将获得的各种多源数据导入到Excel表中，获得x，y数据，通过算法生成二维格网，然后再添加z坐标，进行三维建模，再进行相关误差处理。这种方法相对比较麻烦，并且相应的过程需要懂得程序相应误差处理的人员才可以执行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是采用经纬仪和全站仪进行观测，存在以下缺点：(1)监测点布设一般是每隔20m布设一个点，这种观测是单点观测，监测得到的数据是孤立点信息，相邻监测点之间的变形信息无法知道，认为相邻两个监测点之间的变形是线性变化的，与实际不符，实际上变形是非线性的。(2)当测点较多时，特别是当基坑表面发生大变形时，无法捕捉变形点实时信息，而且由于观测是逐点观测，耗时耗力耗财。(3)获得的数据一般以Excel表形式呈现，需要具体工程人员进行甄别，才能获得数据隐藏的信息，因此，信息化和可视化程度低。(4)受施工影响较大，当坡顶地方狭窄无法进行布设监测点和基准点，导致监测信息无法反映施工进度下基坑的安全状态。(5)由于经纬仪和全站仪仪器误差，使得在外业进行长时间观测时，受环境影响大，经常出现不能满足监测结果不满足要求的现象，需要进行反复测量。

为解决上述问题，本发明采用三维激光扫描仪可以较好地改善上述现状，它可以实现连续多点扫描和数据的自动采集，大大提升数据采集效率、数量、精度，获得的点云信息解决了孤立点现状，同时，可以快速捕获变形信息，能够捕捉到发生大变形的实时信息，并且把变形信息可视化，可以更直观展现基坑变形情况。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种三维激光扫描仪应用于基坑变形监测的方法，包括以下步骤：

一、基准点云获取

1、测站基准点：测站基准点的选取如图1所示。在基坑阴角45°延长线的2倍基坑开挖范围外布设1个基准站。