小议基坑监测工程中位移测量的应用

摘要：笔者结合实际工程项目，根据设计单位提出的要求，对实际技术进行探讨，以供学习交流。

关键词：基坑监测；位移测量

中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

随着国家经济建设的快速发展，城市建设也突飞猛进，各大城市的建设发展越来越向地下寻找发展空问，那么基坑工程也日渐增多起来，建设除考虑满足使用功能要求外，还十分注重建筑物外观造型，故近年具有复杂外型的超大规模超高建筑不断增多，给施工测量带来了一定的难度。施工现场方案是否合理，获得的数据是否准确可靠，以及测量人员的专业技术水平等都会直接对工程质量造成影响，必须重视并做好测量施工质量控制工作，尤其是基坑施测工作。当前，基坑支护设计尚无成熟的方法用于计算基坑周围的土体变形。施工中通过准确及时的监测，可以指导基坑开挖和基坑支护，有利于及时采取应急措施，避免或减轻破坏性的后果。

1、工程概况

某工程基坑东西长450m，南北宽270m，为一个近似矩形基坑。工程设两层地下室，挖深11m，采用连续墙加锚索作为围护结构。根据相关规程，以及基坑开挖深度、支护结构、所处的地质和周边环境条件，确定本基坑工程为一级监测项目，基坑施工监测重点为基坑周边围护结构的位移。

2基坑变形监测的重要性和必要性

2.1掌握基坑变形程度 根据监测得到的数据，可以及时了解基坑及周边建筑物和设施在施工过程中所受的影响及影响程度，发生的变形及变形程度，为施工单位提供变形系统资料，方便施工单位安排施工方案和进度。 2.2提供实时动态信息 基坑开挖过程中，由于各种因素的影响，基坑和周边建筑物和设施一直处于不稳定状态，并且其变化和变形无规律可循，这就必须靠施工现场的监测数据来了解基坑的实时变化，为施工单位提供动态的监测数据，方便施工单位安排施工方案和进度。 2.3发现和预报险情，根据很多已发生的基坑安全事故的工程分析、统计可知，几乎所有事故的发生都是由于施工单位对基坑施工过程中的监测工作的不重视，从而造成较严重的工程事故，甚至造成人员伤亡事故。分析研究监测数据，可及时发现和预报险情及险情的发展程度，为设计方改进设计方案和施工方采取安全补救措施提供可靠依据。

3、做好基坑监测中的位移测量工作

3.1 基坑监测在基坑的开挖施工至使用过程中是一项重要工作。虽然基坑支护结构设计时进行了尽可能详尽的计算，但设计与实际施工状况的脱节仍不可避免，一方面是由于设计理论所限，另一方面是建设单位对投资的限制，在基坑监测的具体操作上需按规范要求精心进行，而围护结构位移变形测量是重中之重。

3.2 在测量过程中，必须按规范和设计要求认真操作仪器，严格把关。具体做好以下几点:

（1）水平基准点网的设立要稳妥。基准点网是检验和直接测定观测点的依据，要求在整个观测过程中稳定不变。必须埋设在变形范围以外，且不受施工干扰的稳定的位置，尽可能的靠近被监测目标。同时为了便于校核，以验证基准点的稳定性，基准点数目应不少于三个。

（2）位移测量时采用的仪器设备应通过计量部门检验合格，并在有效期内。同时在整个基坑监测过程中应采用固定仪器，以减小测量误差。

（3）位移测量方法要讲究。监测人员应充分了解所采用的测量仪器的构造、原理，对仪器固有误差对变形数据影响做到心中有数，测量方法对仪器误差减弱要充分应用。

（4）误差椭圆要正确摆放。由于围护结构位移测量只要求获得垂直与基坑边线方向的变化量，对限于现行测量技术不能减小的误差，在实际测量中对误差椭圆要正确摆放，将误差椭圆短轴尽量垂直与基坑边线，利用误差最小的方向。

（5）测量时间要正确选择。测量目标的清晰、稳定的程度在一天之内随时间的不同而变化着。一般晴天时，成像清晰、稳定的时间是日出一小时至九点钟前和下午三四点钟以后。阴天时，成像的情况比晴天有利，可以观测的时间比晴天长得多。

（6）测量的图示与记录要准确、清楚。基坑监测测量实施过程中应事先画好观测示意图并对每次观测认真做好记录，及时计算各种限差和闭合差，确保测量数据的准确性。

4、本基坑监测工程的位移测量技术

4.1基准点的设置

本工程水平基准点网由八个基准点，四个工作基点组成，成中心对称形。基坑每边布置两个基准点，一个工作基点。

4.2 采用的仪器设备

本项目位移观测采用日本拓普康GTS332N 型全站仪进行观测，仪器标称精度为角度测量方向中误差为2"，距离观测中误差为±2mm+2ppm。仪器在检定有效期内。

4.3 观测方法

现场观测时，采用极坐标法进行观测。每次观测前对基准点和工作基点进行检测，以确认基准点的稳定性，对工作基点的位置值及时进行修正。每个工作点只观测基坑对面的监测变形点，以保证误差椭圆的短轴紧可能的与基坑边线垂直，位移监测变化结果值为最优。

角度观测时方向观测法进行观测，连续观测2测回，取方向平均值作为结果值。距离测量采用测回法进行观测，连续观测2测回，每测回读数5次，取平均值作为距离结果值。测站现场对2C、2C互差、半测回归零差、距离测绘差等各种限差实时计算，对观测限差超限的观测及时进行重测。

4.4观测数据处理

观测数据处理首先进行的是观测成果测站平差，测站平差的目的是根据测站上的观测成果求出个监测点方向和距离的量或值，同时可以计算出方向值、距离值的中误差，以评定测站的观测成果质量。各监测点坐标数据的计算采用极坐标法进行，计算时假定坐标系X 轴平行与基坑东西边平行。本次坐标值和上一次坐标值差在垂直基坑边方向的分量值为监测点本次变形值。

4.5误差分析

本工程为超大基坑，监测工作基点距离监测变形点距离可能长大500m，角度观测中误差为5"，对监测点的变形影响最终可达±12mm，距离变化值中误差为±1mm，可见最终监测点的误差椭圆为一个长轴为24mm，短轴为2mm的椭圆。图1为本基坑监测工程位移测量的误差椭圆放置图，可见在不同方向误差值可能相差几倍到十几倍，而位移测量只提取在基坑边垂直方向的分量，控制了误差椭圆也就控制了位移测量成果质量。

4.6 资料整理与提交

每周期观测结束后，应对观测数据和计算资料及时进行整理、平差，计算出各观测点的位移量，填制观测成果表，并及时提交次监测简报给相关单位。本基坑监测工程的位移测量最终及时准确的反映了基坑围护结构的位移变形情况，为工程相关单位优化下一步施工参数提供参考，保证施工安全。

5、结束语

总之，随着建筑物高度的不断增加，基坑深度也越来越深，施工难度更加复杂化，同时深基坑工程变形监测作为信息化施工的重要手段之一，也开始成为深基坑工程施工过程中必不可少的组成部分。因此，深基坑的变形监测将更为重要，要不断改善监测方法、监测的内容和提高精度，确保基坑施工的安全和稳定。