基于PS-InSAR技术的后海深槽地面及建筑物形变监测分析

莫莉; 王贤能

doi:10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202110029

基于PS-InSAR技术的后海深槽地面及建筑物形变监测分析

莫莉,
王贤能

深圳市工勘岩土集团有限公司，广东深圳　518000

基金项目: 重20180213断裂带的岩土特性及建筑桩基施工关键技术研发项目（JSGG20180504170317195）

详细信息

作者简介: 莫　莉（1975-），女，广东英德人，水工结构专业，硕士，高级工程师，主要从事岩土技术工作。E-mail：99522998@qq.com

中图分类号: P642.22

收稿日期: 2021-10-27

修回日期: 2021-12-27

录用日期: 2022-01-10

刊出日期: 2023-02-25

Monitoring and analysis of ground and building settlement of deep trough in Houhai based on PS-InSAR technology

Shenzhen Geokey Group Co. Ltd., Shenzhen，Guangdong　518000, China

Received Date: 27 October 2021

Revised Date: 27 December 2021

Accepted Date: 10 January 2022

Publish Date: 25 February 2023

摘要

摘要:
深圳市南山区后海片区为总部大厦基地，莲花山断裂带和珠江口大断裂带在此交汇，区域内基岩埋藏较深，断层较发育，存在巨厚的风化深槽，地面高层建筑多采用超长桩基础。文中研究采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术对深圳市南山区后海片区南部东侧沿海部分的地面和建（构）筑物进行大范围、长时间形变监测。监测结果表明，深槽上建筑物以及其他构筑物沉降相对稳定，目前在后海巨厚深槽上的建筑桩基施工工艺安全有效。沉降量较大的区域为深圳湾公园草地及其周边区域，主要由于填海造陆软土引起形变。经过与传统监测技术的对比，InSAR技术监测精度满足规范要求。在大范围、低成本、高精度、高效率的形变监测需求方面，InSAR技术具有优势。
- 南山后海 /
- 深槽 /
- 永久散射体合成孔径雷达干涉测量 /
- PS-InSAR /
- 沉降监测
Abstract:
The Houhai area in Nanshan District of Shenzhen is the base of the headquarters building, where the Shenzhen fault zone and the Pearl River Mouth fault zone meet here. In this region, the bedrock is buried deeply, the faults are well developed, and there is huge thick weathered deep trough. Thus, overlength pile foundation is used in high-rise buildings. In this study, the permanent scatterers interferometric synthetic aperture radar technique was used to monitor the settlement of ground and structures in houhai Deep trough research area, Nanshan District, Shenzhen. The monitoring results show that the settlement of buildings and other structures on deep trough is relatively stable, and the pile foundation construction technology in Houhai research area is safe and effective at present. The grassland of Shenzhen Bay Park and its surrounding areas have a large amount of settlement, which is mainly caused by the settlement of soft land reclaimed from the sea. Compared with the traditional monitoring technology, the monitoring accuracy of InSAR technology meets the requirements. The InSAR technology has advantages for large-scale, low-cost, high-precision and high-efficiency deformation monitoring.
- Nanshan Houhai /
- deep groove /
- permanent scatterers interferometric synthetic aperture radar /
- PS-InSAR /
- subsidence monitoring

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图 1 研究区域范围

Figure 1.

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图 2 累计形变量统计

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图 3 深槽分布图及重点监测特征点位置

Figure 3.

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图 4 形变较大区域选取点位

Figure 4.

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图 5 A2中建钢构大厦北侧形变—日期曲线

Figure 5.

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图 6 A5深圳湾人才公园形变—日期曲线

Figure 6.

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表 1 In-SAR数据基本参数

Table 1. Basic Parameters of In-SAR Data

参数	数值	监测日期
卫星类型	COSMO-SkyMed	2018-02-04 、2018-03-08 、2018-03-24 、2018-04-09 、2018-05-11
成像模式	StripMap （条带成像）模式	2018-06-12 、2018-07-11 、2018-09-13 、2018-10-02 、2018-10-18
数据波段	X波段（3.1cm）	2018-11-03 、2018-11-19 、2018-12-01 、2019-01-06 、2019-01-22
空间分辨率/m	3	2019-02-07 、2019-02-19 、2019-03-11 、2019-03-27 、2019-04-12
升/降轨模式	降轨	2019-04-28 、2019-05-10 、2019-06-10 、2019-06-26 、2019-07-12
极化方式	HH极化	2019-07-28 、2019-08-14 、2019-08-29 、2019-10-09 、2019-10-25
中心入射角/（°）	32.55	2019-11-01 、2019-12-03 、2020-01-13 、2020-02-05 、2020-02-21
影像数量	52景	2020-03-24 、2020-04-09 、2020-04-25 、2020-05-11 、2020-05-27
数据级别	SLC数据（单视复）	2020-06-12 、2020-06-28 、2020-07-14 、2020-07-30 、2020-08-15
监测日期	2018-02-04—2020-12-21	2020-09-16 、2020-10-11 、2020-10-18 、2020-11-03 、2020-11-19
处理方法	PS-InSAR	2020-12-05 、2020-12-21

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表 2 监测特征点形变特点及曲线

Table 2. Deformation characteristics and curves of feature points

监测特征点分类	监测特征点位置	沉降形变特点	典型形变—日期序列曲线
已有高层建筑	点2舜远金融大厦点3大成基金总部大厦点5海信南方大厦点6深圳湾一号点7卓越维港名苑	形变曲线总体均呈略有起伏的变化趋势，整体形变稳定见右侧点7卓越维港名苑形变—日期曲线图

在建项目	点1红土创新广场点4恒裕深圳湾	监测期间受施工影响，形变曲线不规律，或呈略有起伏上升趋势，或呈略有起伏下降趋势见右侧点1红土创新广场形变—日期曲线图
桥梁	点8滨海海滨立交桥点17桥梁点21桥梁	形变曲线总体呈略有起伏的变化趋势，整体形变稳定见右侧点17桥梁形变—日期曲线图
道路	点9海德三道点10创业路点11望海路点12望海路点20东滨路	形变曲线总体呈略有起伏的变化趋势，整体形变稳定见右侧点12望海路形变—日期曲线图
公园草地	点14绿化草地点13、点16、点18、点19深圳湾公园草地点15大运会纪念碑广场	除了点18深圳湾公园草地形变曲线为均匀缓慢沉降趋势（见右侧点18形变—日期曲线图）外，其余形变曲线均为总体呈略有起伏的下降趋势，整体形变稳定
注：PS为监测特征点的控制点，VEL为高程。

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表 3 相同位置不同技术手段成果对比

Table 3. Comparison of results of different technical means in the same position

项目	蛇口文体中心基坑支护形变监测项目	后海断裂带项目
技术手段	S05级水准仪（134次）	InSAR（52期）
对应位置	点7附近（深圳市育才舒曼艺术学校体育场）	点7 （卓越维港名苑）
监测时间	2019年2月—2020年4月
累计形变/mm	−1.9	−1.6

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表 4 地层岩性特征

Table 4. Formation lithologic characteristics

地层岩性	地层岩性特征
第四系人工填土层	液性指数	压缩指数 /MPa⁻¹	压缩模量 /MPa
	0.45	0.5	4.0
	主要为素填土，层厚1.2～26.9 m,呈松散～稍密状,物理力学性质不均匀，工程性质较差，承载力较低，在上部较大荷载长期作用下易产生沉降及不均匀沉降
第四系海积冲积层	液性指数	压缩指数 /MPa⁻¹	压缩模量 /MPa
	1.36	1.28	2.0
	主要为淤泥软土层，层厚0.3～17.0 m，呈流塑状，含较多腐殖质、贝壳碎屑，承载力极低，灵敏度高
第四系残积层及燕山四期侵入花岗岩	残积的砾质黏性土和全风化花岗岩、强风化花岗岩，粉粒含量高，受水浸湿或浸泡后，易软化变形，强度、承载力骤减

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