论基坑监测工程中位移测量技术

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摘要：基坑工程监测包括支护结构监测和周围环境监测，是确保建筑工程质量和安全的重要措施，开挖深度超5M，或开挖深度未超过5M，但现场地质条件和周围环境比较复杂的基坑工程均应进行基坑工程监测。

关键词：建筑工程基坑监测 位移监测

Abstract: The foundation pit monitoring, including the supporting structure for monitoring and ambient monitoring is an important measure to ensure the quality and safety of construction works, excavation depth of super-5M, or excavation depth does not exceed 5M, but the site geological conditions and the surrounding environment is more complex

of excavation should be carried out monitoring of the foundation pit.

Keywords: construction, excavation monitoring, displacement monitoring

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

一、前言

建筑工程技术的迅速发展，高层建筑成为城市建设主流，随之配套的地下车库工程、人防工程等地下建筑也日益增多，给施工放样等工作带来了一定的困难，而施工现场基坑的稳定性关系到整个工程的质量与安全，需引起各单位的注意，其数据的可靠性需要测量专业人员现场监测获得。

二、基坑支护监测的分类

1 对围护墙侧压力、弯曲应力和变形的监测。

2对支撑（锚杆）轴力、弯曲应力的监测。

3对腰梁（围檩）轴力、弯曲应力的监测。

4对立柱沉降、抬起的监测等；周围环境监测包括：（1）坑外地形的变形监测。（2）临近建筑物的沉降和倾斜监测。（3）地下管线的沉降和位移监测等。

三、基坑监测的特点

1 时效性

基坑监测工作应惯穿于基坑工程和地下工程施工全过程，其测量数据是动态变化的，因此监测频率应能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程，而又不遗漏其变化时刻为原则。实际操作时，还应考虑基坑工程等级、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境和自然条件的变化。因此基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d,测对象变化快的关键时期，可能每天进行数次。对有特殊要求的周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束监测工作。当基坑工程等级为三级时，监测频率可根据具体情况要求适当降低观测次数。

2 精度要求高

基坑随施工环境不同，观测点的位移变化也不同，其值随时间变化较大，甚至达到0。1mm/d以下，普通测量方法和仪器都不能监测其瞬间变化真值，需要一些高精度仪器对其进行监测。

3 要求等精度的原则

基坑监测一般只要求测量其相对位移变化值，不同与一般工程测量，需要已知点的坐标进行测量，在基坑监测中，有时为方便测设，我们可以设定独立的坐标系统及高程系统，监测已定观测点相对于原来基准位置的位移变化即可。

鉴与上述特点，使得基坑观测不同与一般工程测量需要前后视距相等，以消除地球曲率、大气折光等项误差，在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差较大，也不会影响观测成果，因此，基坑监测要求尽可能做到等精度，使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方法施测。

四、工程案例

广东省内某地块位于繁华路段西侧。基坑东西长300m，南北宽460m，为—个近似矩形基坑。地下设地下车库及人防层两层，挖深15m，采用连续墙加锚素作为围护结构。根据该地区建筑基坑支护技术规程及《广东省建筑基坑支护技术规程》，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。

五基坑监测工程位移测量的注意事项

建筑基坑在整个地下室施工期间，应安排专人对基坑支护及其周围环境进行监测，并做好记录；当发现支护面发生裂缝时，应观察裂缝发生的情况，分析原因，加强监测的频度，及时报告情况；当监测项目的累计位移量或位移速率达到报警值时，要及时通知基坑内的施工人员，并向建设、监理、施工单位负责人报警；施工负责人接到报警通知，应及时组织相关人员对基坑位移进行全面检查，分析、找出发生较大位移的原因，应提出有针对性地整治措施；在建筑基坑监测人员提出报警后，靠近报警部位的基坑作业应及时停止，撤出相关设备、材料，疏散施工作业人员，待处理好后方可继续基坑内的施工；如果确实有必要，则应对建筑基坑支护结构的报警部位进行彻底清除并重新支护；建筑基坑支护坡顶的一米范围内禁止重物的堆放和重载车辆的行走，并采用钢管栏杆做好防护安全。

六、做好基坑监测中的位移测量工作的重要步骤

1水平基准点网

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 仪器设备

使用位移测量仪器设备之前，首先要经过计量部门检验合格，使用过程中最好把仪器检测一下。在基坑监测过程中应采取专人专用仪器设备．以减小测量误差。

3误差椭圆

由于围护结构位移测量只要求获得垂直与基坑边线的变化量，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摆放正确，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。

4选择监测点

监测点应有代表性，要求稳固、明显，尽量减少对施工作业的不利影响，其布置要求最大程度地反映出监测对象的实际状态变化趋势，并应满足监控要求。

5测量的记录

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。

五、本基坑监测工程的位移测量技术

1．基准点的布置。

根据规范及工程实际情况，施工现场水平基准点网由8个基准点，4个工作基点组成。基坑每边布置2个基准点，布置1个工作基点。

2．使用的仪器设备。

该工程观测采用全站仪（SET2X）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。

3．观测方法。

现场观测时，采用极坐标进行观测。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尽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，用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、半测回归零羞、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．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方向的分量值为监测点本次变形值。

5 误差椭圆

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—个长轴为24mm，短轴为2mm的椭圆。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。（图1 所示）

图1为为本基坑监测工程位移测量的误差椭圆放置图

6．资料整理与提交

观测完毕后，应及时对观测数据和计算资料及时进行整理、平差，计算出各观测成果，并把相关监测成果表提交给有关单位。

六、结束语

总而言之，建筑基坑监测工程就是为了确保建筑工程的安全，并对其土方施工和地下室施工提供有效的监督、指导和预警，从而防止发生基坑坍塌等事故的一项必要措施。建筑基坑监测工程的内容通常包括基坑支护结构的水平位移监测、基坑周围环境的沉降监测以及地下水位监测。建筑基坑监测工程应由第三方监测单位的技术负责人和专业的测量人员负责。

[参考文献]

[1]建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009

[2] 夏才初。潘国荣等编著。土木工程监测技术[M]。中国建筑工业出版社。2001

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