基于全站仪的基坑水平位移监测解析

摘要：介绍采用全站仪进行基坑水平位移监测的技术方案，论述了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施。

关键词 全站仪 基坑水平位移 小角度法

中图分类号：C35 文献标识码： A

1.引言

为避免深基坑部分松软坡体下滑造成施工人员伤亡和周边建（构）筑物的地基沉降及倾斜效应 ，必须提供有效的监测方案，定期监测基坑边坡的水平位移。本文提出采用全站仪结合视准线小角度法测定基坑水平位移，并给出了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施。

2. 水平位移监测方案

监测方案： 根据基坑支护结构设计图纸布置支护结构顶部水平位移变形监测点、支护结构顶部沉降监测点、支护结构侧向位移监测管、支撑轴力监测点、锚索拉力监测点。其中，水平几何测量的基准点不小于3个，其离基坑边最小距离至少应大于50m，并确保其稳定性。

3. 水平位移变形观测点的布设

水平位移观测点在布设中一般是和基坑沉降观测点共点，在实际工作中大家基本上是采用￠14的膨胀螺栓，然后用水泥加固【1】。具体的制作就是到模具五金店制作大量的对中杆顶部的金属槽使之和棱镜完全吻合即可【2】。

4. 基准点及参考基准点的布设

基准点的埋设要在基坑周围比较稳定的区域完成，基准点的个数以不少于三个为宜，插入刻十￠17螺纹钢在观测墩中作为观测基准点。基准线的方向一定要在基坑的一边与基坑平行的位置，检查点可以在基坑附近稳定的任何区域，要求与两观测基准点通视即可。

5. 观测点的观测及基准点稳定性的检查

如图1，A、B、C、D为一基坑的四个端点，CW1、CW2、…等为变形监测点，J1、J2、J3为监测基准点【1】。

以J1、J2、为基准点确定观测基准线，根据现场情况确定一基准点为测站点。设图中J1为测站点，J2为定向点，J3为检查点。根据基坑的宽度，一般的，如果基坑的长度不大于200m，我们假设测站点J1坐标为（1000，1000），J1、J2方向为坐标北方向，则J2坐标为（1000+d（J1、 J2），1000），J1J2=0。

对稳定后的基准点进行初次观测，观测内容为在J1点设站，后视J2点并置零，顺时针旋转照准J3点，测得一组角度值，然后倒镜照准J3点，逆时针旋转照准J2点，测得一组角度值。一测回观测完成后，正镜再次照准J2，并将角度度盘值置为60，同上完成一测回，最后再把置盘读数置为120度，完成一测回。将三测回读数进行平差求出J1，J3，以其读数作为角度检查的依据之一；然后可照准固定建构物的某部分记录好方向值，作为检查基准点的参考方向。

对三条基准边进行边长测量，每条基准边进行不少于三测回的观测，记录好初始观测的各边长。通过每次检验边角的读数来确定基准边的稳定性，如果有条件的话，可分别以J1、J2、J3为测站，测得各边角值，使之构成基准网，确定网型参数，以此来保证每次数据的真实性更佳。

6. 观测点的观测及水平位移的计算

本基坑水平位移测量使用型号为TC1800的精密全站仪，当基坑的形状接近长方形时，由于基坑顶部一般都有帽梁，所以我们可以把观测点通过定线的方式布设在一条直线上。把基坑的四个端点作为测站点，沿着基坑的四条边依次布置水平位移监测点。观测的步骤如下：

（1） 将全站仪架在测站点，将全站仪调中置平，调中即使红外线光对准测站点的中心，以调整脚架使仪器大概对中，后通过松开拧紧全站仪的螺旋，微调至中心位置；调平即使全站仪处于水平位置，通过调脚架的高低达到大致调平，调仪器微调按键使之精确置平，在调中置平过程中，由于调中会扰动使仪器不平，调平会使仪器偏移不在中心，所以需反复几次。

（2） 将基准点所在方向置零，并读出参考点方向的水平角，以作为每次架站误差的比较

（3） 用全站仪的左右盘读出观测点的水平方向及水平距离，左右两盘取平均值，采用视准线小角法测量观测点位移量，常在视准线端点设站（如图2），其观测点的位移量为：Δ=Δβ・s。 图2

7.结语

基坑水平位移监测是很多工程都需要面对的问题，在特殊的地理环境下，难以有效的监测基坑的水平位移，仅采用一种监测方法满足不了监测工作的需要，要准确的反映基坑边坡水平位移必须依据现场情况结合多种适宜的监测方法，本文所述的视准线小角度法的做法即为其一，并获得了比较可靠的基坑水平位移监测数据。随着测量技术的发展和仪器的不断更新，全站仪在基坑水平位移监测中必将得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]孙国峰.浅谈深基坑水平位移监测.科技创新报道，2008.2

[2]潘国荣，夏才初.土木工程监测技术[M].北京：中国建筑工业出版社