[发明专利]一种地下连续墙变形的测量方法

权利要求书

1.一种地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）在基坑开挖影响区域外布设至少3个基准点，且基坑开挖施工前，采用控制测量方法测量所述基准点的三维坐标以建立绝对坐标系；在基坑开挖影响区域内布设至少3个变形监测的工作基点，每期变形观测时将所述工作基点与所述基准点进行联测，以获得所述工作基点在绝对坐标系中的坐标；

（2）采用分站式的布设方式沿基坑地下连续墙的边线布设多个测站以布置三维激光扫描仪，建立由三维激光扫描仪确定的参考坐标系，使用三维激光扫描仪获取所述工作基点以及地下连续墙的点云，根据坐标变换原理，以所述工作基点在绝对坐标系中的三维坐标作为基准，将所述地下连续墙的点云从参考坐标系变换至绝对坐标系中，并删除绝对坐标系中除地下连续墙点云以外的噪声点；

（3）根据基坑平面图的轮廓线，将直线段的地下连续墙的点云作为一个区段分割出来；并将各个区段的地下连续墙点云分割成若干个区域，将每个区域内的点云转化成一个特征点，用来表示该区域的三维坐标，所有特征点构成地下连续墙的三维模型；

（4）比较不同时期的地下连续墙三维模型，则三维模型中对应特征点的变位就是地下连续墙在该位置处的变形。

2.根据权利要求1所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（1）中，基准点的布置点位分布均匀且覆盖整个基坑开挖影响区域；所述每个工作基点至少与两个基准点以及两个三维激光扫描测站通视设置。

3.根据权利要求1或2所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（1）中，在基坑开挖影响区域外布设4个棱镜作为基准点，在基坑开挖影响区域内布设4个标靶作为工作基点。

4.根据权利要求1所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述基坑开挖影响区域的范围取决于地层的性质、基坑开挖深度H、墙体入土深度、下卧软弱土层深度以及开挖支撑施工方法。

5.根据权利要求1或4所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述基坑开挖影响区域处于在基坑边界线外侧1～4H的范围内。

6.根据权利要求1所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述控制测量方法为高程控制测量、平面控制测量或三维控制测量。

7.根据权利要求1所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述多个测站覆盖地下连续墙的全部区域，在测站上布设三维激光扫描仪，选定地下连续墙和工作基点作为扫描目标进行扫描测量，每个测站获取一部分地下连续墙的点云，直至所有测站的扫描工作均完成，使用工作基点作为拼接控制点，将所有测站的点云归并到一个统一的参考坐标系中，从而获取完整的地下连续墙的点云。

8.根据权利要求1或7所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（2）中，将工作基点在绝对坐标系中的三维坐标导入点云后处理软件中，作为第一组数据，将参考坐标系中的工作基点以及地下连续墙点云导入点云后处理软件中作为第二组数据，利用点云后处理软件中的点云拼接功能对两组数据进行拼接，拼接时以工作基点作为拼接控制点，以第一组数据的坐标系作为拼接的基准坐标系，以最终将地下连续墙的点云配准到绝对坐标系中；

利用点云后处理软件中的点云框选工具选取偏离地下连续墙较远的点，将其视为噪声点删除。

9.根据权利要求8所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述点云后处理软件为Cylone、Polyworks、Realworks Survey、Geomagic中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的地下连续墙变形的测量方法，其特征在于：所述步骤（3）中，将地下连续墙的点云分割成若干个20cm×20cm的正方形网格区域，对每个区域的点云定义一个坐标系，使x轴为水平方向，z轴为竖直方向，y轴为地下连续墙的法线方向，以下规定坐标的量纲为m，设区域内点云数量为n，点云坐标为：

p_i=(x_i,y_i,z_i),i=1,2,L n

区域的边界由xmin和zmin两个参数决定，满足如下条件：

xmin≤xi≤xmin+0.2zmin≤zi≤zmin+0.2i=1,2,L n]]>

则该区域的特征点p^*=(x^*,y^*,z^*)可由下式确定：

x*=xmin+0.1y*=1nΣi=1nyiz*=zmin+0.1.]]>