关于基坑水平位移\竖向位移监测点布设原则
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摘要：随着经济建设的不断发展，全国各地兴建了大量的水工建筑物，工业与交通建筑物，高大建筑物以及开发地下资源而兴建的工程设施。在建筑施工过程中，由于很多因素影响，会导致建筑变形。因此，基坑开挖后要进行水平位移、沉降监测。
Abstract: With the continuous development of economic construction, throughout the country to build a large number of hydraulic structures, industrial and traffic building, tall buildings and underground resources exploitation and construction of Engineering facilities. In the construction process, due to the influence of many factors, will lead to building deformation. Therefore, foundation pit excavation should be carried out after the horizontal displacement, settlement monitoring.
Key words: horizontal displacement of foundation pit； monitoring vertical displacement; method;
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国社会的快速发展，城市建设步伐的不断加快，地价也逐渐变得昂贵，建筑物的平均高度和基坑的深度大大提高，基坑的安全性也提高到了更重要的地位。因此，基坑监测技术才得到了大规模使用，特别是现在我国正在逐渐推广城市地下建筑的大范围施工，例如城市地铁、地下商场、地下管道的施工等等，这些工程无不广泛应用着基坑监测技术，正是以这项技术提供必要依据，后续施工才能够得以顺利展开。
1深基坑监测工作的重要性
基坑监测是指在基坑施工开挖前至施工到±0.0米，对基坑支护结构以及周边的环境实施的安全检查和监测工作。由于地质条件、材料性质、荷载条件、施工条件等复杂因素的影响，很难单纯从理论上预测施工中围护结构与相邻环境的变形规律及受力范围，因此必须在施工之前必须做好系统、精确的监测工作；基坑开挖和支护结构施工期间进行现场变形监测，以保证工程的顺利进行。基坑监测的目的是监控基坑开挖及施工过程中基坑支护结构变形、地下水位升降等情况，提供及时准确的监测数据，为施工合理规划提出可靠的供参考的意见。
首先，依靠现场监测提供动态信息来对施工项目做出反馈性指导，并且通过所得到的监测数据实时反映基坑的施工强度，为合理安排施工成本提供可靠依据。其次，通过深基坑的监测系统，可以确切掌握施工的地下环境，以帮助施工人员了解施工过程中的地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑等所受的影响及其程度。最后，通过必要的深基坑监测技术，可以及时发现可能产生危险的施工内容，并为及时采取应急措施做好准备工作。
2深基坑监测技术的主要手段和内容
2.1水平位移监测
通过视准线法、小角度法、投点法等方法可以对特定方向上的水平位移进行测定；通过前方交会法、自由设站法、极坐标法等方法可以对任意方向的监测点的水平位移进行测定；当基准点距离基坑较远时，可以采用GPS 测量法或三角、三边、边角测量与基准线相结合的综合测量方法。水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖深度3 倍范围以外且不受施工影响的稳定性较强的区域，也可以利用已有的比较稳定的控制点进行监测，避免将基准点埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等地域的影响范围之内。为了提高监测精度，应当适当增加测回数。在测角操作时仪器要减少对中照准误差和调焦误差的影响，气泡要严格居中，并选择在良好的观测条件下进行。
2.2竖向位移监测
竖向位移监测可以采用几何水准或液体静力水准等方法。对于坑底回弹区域宜采用设置回弹监测标，同时利用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测。用于传递高程的金属杆或钢尺等工具应该进行温度、尺长和拉力等项修正。在进行竖向位移监测过程中，应该特别注意测量精度，以确保监测结果的真实性和可靠性。
2.3深层水平位移监测
用于围护的墙体或者基坑周围土体的深层水平位移的监测工作应该采取在墙体或土体中预埋测斜管的方式，来监测各深度处的水平位移情况。通过这一方法可以快速监测出深层水平位移的情况，从而为深层施工提供具体的土体情况。在进行土体预埋测斜管时，应该对其预埋位置进行慎重选择，避免将测斜管预埋在有较大影响力和干扰源附近，以免影响监测结果。
3目前基坑水平位移监测所使用的方法
3.1支护体系水平位移的产生原因及其不利的影响
支护体系的水平位移主要包括支护结构向基坑内的水平位移和支撑系统的水平位移。
支护结构向基坑内的水平位移主要由支撑施筑前挖土引起的变形和支撑杆件压缩带来的变形两部分组成。前者引起的变形位移量主要取决于支护结构本身的刚度和支撑施筑前的挖土深度，后者引起的变形位移量取决于作用在支护结构上的水土压力和支撑材料的刚度。支护结构过大的水平位移会影响到基坑内主体结构的施工空间及周围环境安全。
支撑体系的水平位移主要是由于支撑杆件平面布置得不对称性和基坑挖土顺序的不同所引起的。支撑节点之间的相对水平位移过大，会引起支撑杆件产生较大的附加弯矩，从而降低其轴向的承载力，严重时会引起支撑系统失稳破坏。
3.2支护体系水平位移监测的目的
(1)及时了解支护结构的最大水平位移量，必要时调整基坑开挖顺序和速度，确保基坑和周围环境的安全。
(2)验算支护结构的变形量，反算地层的水土压力。
(3)作为测斜观测计算的起始依据。
3.3平面控制网点的布设和初始值的观测
网点布设按两个层次布设，即由控制点组成控制网，由观测点及所联测的控制点组成扩展网。控制网可采用测角网、测边网、边角网或导线网；扩展网根据场地条件可采用角交合、边交合、边角交合，基准线或附合展线等形成。各种布网均应考虑网形强度，比短边不宜悬殊过大。为了提高监测精度，变形监测网必须是独立的控制网。如图10-1。
变形测量点分为控制点和观测点（变形点）。控制点包括基准点、工作基点以及联系点、检核点、定向点等工作点，各种测量点按下列要求选设和使用：
(1)基准点选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。使用时作稳定性检查或检验，并以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点。
(2)工作基点选设在靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定位置。
(3)当基准点与工作基点之间需要进行连接时应布设联系点，选设点位时须顾及连接的构形，位置所在处应相对稳定。
(4)对需要单独进行稳定性检查的工作基点或基准点应布设检核点，其点位应根据使用的检核方法成组地选段在稳定位置处。
(5)对需要定向的工作基点或基准点应布设定向点，并应选择稳定且符合标准要求的点位作为定向点。
(6)观测点（变形点）选设在支护结构桩（墙、坡）顶，并能反映变形特征的位置。
(7)工作基点和水平变形监测点均配备通用的强制对中设备，以减少对中误差对观测结果的影响，强制对中装置的对中误差最大不应超过±0.1mm。每个基坑的基准点不少于3个。
监测埋设的监测点稳定后，应在基坑开挖前进行初始值观测，初始值一般应独立观测2次，2次观测时间间隔尽可能的短，2次观测值较差满足有关限差值要求后，取2次观测值的平均值作为初始值，水平位移监测则以初始值为观测值比较基准。水平位移变形监测应视基坑开挖情况即时开始实施。
3.4测量等级及精度要求
基坑开挖的范围大，深度大，一旦支护结构破坏，或过大变形，对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），此类基坑安全等级为二级，相应地变形测量等级按二级考虑，则观测点坐标中误差应不大于3.0mm。这里的观测点坐标中误差，系指观测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差，坐标差中误差以及等价的观测点相对基准线的偏差值中误差。
其控制网主要技术要求见表10-1。每次监测前先对基准点进行校核，采用拟稳平差法进行基点稳定性判断，确定无误再进行监测点的监测。角度观测采用方向观测法，基本以不超过6个测点为一组进行分组观测，当观测方向数大于3个时必须做归零观测。方向观测法的限差应符合表10-2的规定。
表10-1水平位移监测控制网的主要技术要求
表10-2方向观测法限差（″）
监测点初测不少于2次，使用一级全站仪角度观测4个测回，使用二级全站仪角度观测6个测回。距离观测限差应符合表10-3的规定。
4结语
基坑工程监测具有时效性、高精度性，用全站仪坐标法进行基坑的水平位移监测，能够为施工开展提供及时、准确、方便的反馈信息，节省了时间，提高了工效，相对于其他监测水平位移的方法，有很大的优越性，同时也保证了精度，为现场监测人员提供了一种可行的监测方法。
参考文献
[1]夏才初。潘国荣．土木工程监测技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001
[2]金日守、戴华阳，误差理论与测量平差基础[M]，北京，测绘出版社，2011