基坑变形监测范文

关键词：水平位移测量；视准线法；小角法；前方交会；后方交会；极坐标

Abstract:Withtherapiddevelopmentofthecity'seconomicconstruction,urbanlandismoreandmoretense,whichmakestheurbandevelopmenthadtogoupwardordownward,suchasthedeeperanddeeperexcavationoffoundationpit.Inordertoensurethesafetyoftheexcavationsupportsystem,nomattertheprimary,secondary,orthirdpit,accordingtotherequirementsofBuildingFoundationPitProjectMonitoringTechnicalRegulationGB50497-2009,thehorizontaldisplacementofthepittoparerequiredtobemonitored.Hereby,thispaperwillexpoundstheseveralmethodsforthecurrenthorizontaldisplacementmonitoring.

Keywords:horizontaldisplacementmeasurement;collimationlinemeasurement;small-anglemeasurement;forwardintersection;resection;polarcoordinates

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

视准线法

视准线法，主要应用在场地比较开阔，基坑比较规整的长方形或正方形基坑。

(1)基准点的布设：在基坑的四个边上分别布设一对基准点。基准点应离开基坑的距离不小于开挖深度的3倍。一对基准点应与被监测点基本在一条直线上，误差不大于5cm。见附图：

（2）观测方法：在一个基准点架设仪器，另一个基准点定向。利用经纬仪或激光准直仪直接观测一个强制对中装置的觇牌上的标尺读数。根据精度要求观测多个测回，求平均数计算位移增量，计算基坑坡顶监测点的本次位移量及累计位移量。

视准线法的优点和缺点：优点是观测数据直观，对仪器精度要求不高，方法简便。缺点是受场地影响较大，只适用于规则的基坑，幷且距离不宜太远。

2.小角度法：

小角度法主要是适应基坑相对比较规则，个别点监测点与一对基准点不在同一直线上，但与两基准点角度不大的基坑。

(1)基准点的布设：采用小角度法观测水平位移的基准点的布设与视准线法要求基本一致。也是沿基坑的每一周建立一条轴线（即一个固定方向）。

⑵观测方法：在一个基准点加设仪器，另一个基准点定向利用经纬仪直接观测一个强制队中的觇牌。读取监测点的角度。根据精度要求观测多个测回求平均角度值。用固定方向与测站位移点方向的小角变化β"（偏离视轴线的小角一般不大于30"）。

按公式:

s=β"/p*s

（s的测量精度不小于1/2000，可以只观测一次）计算增量，比较每次的变化值，计算水平位移量。

⑶小角度的优缺点：小角度对距离测量精度不高，但对角度测量精度要求较高，并且距离不宜太远，工程量较大，效率低。

3.前方交会法

前方交会法适用变形点上不便于架设仪器的基坑，精度要求较高的基坑作业。

（1）采用前方交会法基准点布设：为了满足监测要求在基坑的四周布设高精度的控制网，控制网应满足将来前方交会60°～120°要求。基准点应采用观测墩、强制对中装置。

（2）前方交会的观测：前方交会的观测采用的仪器精度应不小于1"，采用DJ1型仪器应观测6个测回，求角度平均值α、β(α、β角度不小于30°)，按公式：

求P点的坐标。每次观测的坐标值与首期观测值比值，计算每期的位移量和累计位移量。

P点位中误差的估算公式为：

为测角中误差，D为两已知点距离。

前方交会的优缺点：精度高，但作业复杂，劳动效率不高。

后方交会法：适用于变形监测点上可以架设仪器，且与3个基准点通视的基坑监测。

（3）采用后方交会法基准点布设：为了满足监测要求在基坑的四周布设高精度的控制网，基准点应采用强制对中装置。

（4）后方交会的观测：后方交会的观测采用的仪器精度应不小于1"，采用DJ1型仪器应观测6个测回，求角度平均值α、β(α、β角度不小于30°)，按公式：

其中：

后方交会的优缺点：设站在监测点上对基准点的位置可以进行选择，精度高，单作业效率低。

4.极坐标法：

随着测绘仪器向高精度、自动化的发展，特别是测量精度0.5"、1"测量机器人的出现，极坐标法越来越多的在基坑监测中被广泛应用，这里重点介绍一下极坐标法。

（1）极坐标法基准点的布设：基准点的布设主要采用两种方法。第一种方法就是在基坑四周大于基挖开挖深度3倍的地方布一个平面控制网，设置强制对中的观测土墩。强制对中误差不要大于0.5mm。

第二种方法是在基坑四周已有建筑物上利用反射片作为控制点，要求反射片的高度不要太高，相互的高度角差不大于3o。两点间与未来设站点的夹角不小于30o。

（2）基准点的观测方法:采用第一种方法的控制点观测就是利用高精度全站仪观测各基准点组成的多边形角度、距离。假设一个点坐标为已知坐标，平行基坑的一对基准点的方位角为起算方位角。方位角最好为0o或90o进行平差计算，计算整个基准点控制网的坐标。

采用第二种方法的控制点观测采用高精度全站仪，在平行基坑的一侧做两个临时点A1、A2，假定两点坐标，方位角最好为0o或90o，利用A1点设站，A2定向，精确测量反射片各点的坐标，再采用A2点设站，A1点定向，精确测量反射片各点的坐标。根据前方交会的计算公式，求取反射片各点坐标，作为基准点的坐标。

（3）监测点的观测:采用第一种方法，直接在一点设站，一点定向，一点检核，根据精度要求设置仪器，自动观测监测点的坐标。采用第二种方法，首先在基坑附近选择一点，此点应在将来施工过程中不受到很大影响。利用仪器本身的后方交会方法，进行观测求算设站点的坐标，计算精度不低于1/√2的监测点坐标中误差要求，设站点作为一个工作基点，利用反射片基准点定向，另一个点进行检核，按精度要求对监测点进行观测，监测点应强制对中观测各点坐标。

（4）数据的处理：观测数据按公式：

计算P点坐标，采用极坐标观测的成果每次观测成果与首次观测和前次观测成果进行比较。计算本次变化值和累计变化值，计算成果的变化量应为相对基坑坡顶的垂直增量，而不是整体增量。这样才能反应出基坑向量或反射片的真实变化。

极坐标法的优缺点：优点是作业方便，大大提高了工作效率，便于自动化成果处理，成果提交及时。缺点是对仪器精度要求高，精度相对低。

结束语：

基坑变形监测范文篇2

关键字深基坑;水平位移;变形监测

Abstract: Monitoring ofdeepfoundationpit isakey linkofqualitycontrol intheengineeringconstruction, monitoringandearlywarning ofdeepfoundationpit deformationbasedon informatization construction isthe keylink ofmodern engineering, butalso speeduptheconstructionof thefoundationpitengineering andtoimprovethequality, reduceprojectaccident indispensable link. Inthispaper theauthoroftheirown inthe foundationpitmonitoring practiceexperience, withthreekindsof deepfoundationpitin common deformationmonitoring asanexample, deep foundationpitdeformationmonitoringmethods arebrieflyanalyzed, andstrivetoprovide apeepholeview forthe relatedproblems in constructionofdeepfoundationpit crack.

Keywords deepfoundationpit; horizontaldisplacement;deformationmonitoring

中图分类号：TU19文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

随着我国城市化建设的不断推进，城市工程建设呈现井喷式的发展。对空间的利用不仅表现在由地面向高空的拓展，同时也表现在由地面向地下的延伸。在城市地下空间的利用中，高层建筑的地下室、地铁交通系统、地下商场以及过江隧道等利用形式随处可见，成为缓解城市用地矛盾，提高城市土地利用效率的有效形式。而对于地下空间的开发利用，首先必须面对的就是大规模的深基坑工程施工，由于深基坑的施工理论和施工技术还都不成熟，施工中常常存在着各种不断变化的影响因素，目前，仅靠设计理论和工程经验难以解决深基坑工程的安全和质量问题，往往造成巨大的基坑安全事故，给工程建设带来巨大的人员伤亡和经济损失，给社会带来较恶劣的影响，因此，基坑监测工作的重要性不言而喻。

一、深基坑变形监测工作相关问题概述

、变形监测的目的

通过实时监测基坑周边土体和基坑支护结构内力的最新变化情况，及时准确地掌握基坑和周围建筑物以及其它构筑物的变形状况，把实时监测所得到数据和工程设计中的预期数据进行多方面、系统化的对比论证，根据对比得出的结论，对施工技术和工程参数进行重新评估，以判断施工计划是否有必要进行修改，以适应下一步的施工方案，为后续施工的开展提供实时的信息数据支持，达到信息化施工的要求。为施工方案的制定、安全和环保措施和设计方案的改进提供第一手的数据支持。

（二）、变形监测的项目

深基坑的变形监测是一个范围广泛的工程监测过程，由于深基坑施工中水文、地质、周围建筑物存在千差万别所以具体的监测项目有着很大的不同，笔者个人认为一般情况而言深基坑的变形监测项目主要如下表所示：

表1：深基坑变形监测项目表

该图表为笔者根据自身经验总结的深基坑变形监测的一般项目，实际操作中具体监测内容以实际施工条件为基础制定，本表格仅供参考之用。

二、深基坑变形监测方法简析

（一）、垂直方向（沉降）的位移监测

主要是围护墙顶部的垂直位移变化和基坑周围地表、建筑物、道路沉降监测。

1：沉降监测中基准点的埋设方法分析

在基坑外（一般离基坑50米以外）埋设三个水准基准点作为起始数据的基本控制点，要求埋设的地点要不受施工的影响，土质有相当的稳定性，为保证沉降观测结果不受水准基准点可能存在位移和沉降的影响，必须定期对水准基准点的稳定性进行检核，通常情况下是通过三个水准基点相互验证其稳定性；支撑轴力的监测一般是在支撑立柱的顶部焊接钢质构件布设监测仪；基坑周围地表、建筑物、道路沉降监测点一般布设在建筑物或者是其它构筑物的拐角处，离地面20CM高的地方，并且要尽量避开水管，窗台护栏等有碍于视线观察的物体。

2：沉降监测的要点分析

笔者认为沉降监测的要点主要有以下几点：

（一）基准点和观测点的首次观测一般为三次往返观测，以采集到最为可靠的初始值；以后每期均为单程观测即可，由所有的观测点组成闭合水准路线。

（二）根据水准控制线路，观测深基坑周围的建筑物或者构筑物的沉降点变化，支撑力柱的沉降量变化，采用闭合水准路线测量各沉降点的高程。

（三）设站和立尺要注意避开如起重机、塔吊等危险施工器械的下方，避开混凝土搅拌机、施工现场配电房等干扰源。以免对监测数据产生影响。

（四）和许多工程监测一样，在深基坑变形监测中当沉降观测外业数据采集完后，应进行数据的平差处理，以计算出各基坑监测点的高程，再计算各点在一个观测周期内的沉降量，计算各点的累积沉降总量，计算各点的沉降速率等。

（五）监测所采用的设备和仪器必须符合国家相关主管部门的规定和行业标准，并且根据实际的施工条件可采取多种监测方法和监测内容，不必局限于一定之规。

（二）水平方向的位移监测

水平位移监测主要表现在内部围护体的水平位移变化监测、围护墙的顶部水平位移变化监测、深层水平位移变化监测等几个方面。

1：水平位移监测基准点的埋设方法分析

基坑施工中，基坑从外形来说主要呈现长方形和不规则图形两种，在实际监测中为了确保观测视线的长度不大于200M，通常在基坑的拐角处布设3个或3个以上的工作基点；根据设计中关于围护墙的预期数据在支护结构顶部冠梁位置以埋设观测墩的形式布设观测点，架设的观测设备要注意避开支护结构中的安全栏等有碍视线的物体，以免造成观测失真。

2：水平位移监测的要点分析

笔者认为水平位移监测主要有如下要点值得注意：

（一）规则形状（如长方形）基坑水平位移监测，有视准线法、小角度法、投点法等多重方法可供选择；基坑形状复杂（形状不规则），需要对基坑不同方向的水平位移进行监测，有小角法、前方交会法，后方交会法、极坐标法等方法可以采用；当监测点与基准点无法通视时，还可考虑采用GPS测量法与基准线法相结合的监测观测方法。

（二）采用相同的观测方法、观测路线和监测仪器对同一项目进行监测，确保数据的连贯性和准确性。

（三）固定观测路线、观测方法和露天作业时间。

（四）采用极坐标法进行位移变化监测时，一般选取基坑水平长边为X轴，垂直长边为Y轴进行坐标计算。

（三）倾斜监测（深层水平位移监测）

1：倾斜监测的方法分析

基坑围护结构（建筑物）的倾斜监测一般有两种方法，一是直接测定其倾斜；二是通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物的倾斜，直接测定建筑物的倾斜要测定建筑物顶部相对于底部或各层间相对于下层的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速度等；通过测定建筑物基础相对沉降的方法确定倾斜时主要是通过把斜测仪和探头组合后，采用：钻头埋设、以及预制和捆绑埋设的方法进行测量。

2：倾斜监测的要点分析

结合倾斜监测的特点和自身的实际经验笔者认为倾斜监测要注意如下几点：

(1)测斜管应以垂直埋入；埋在桩体或者是地下连续墙中的斜测管应与钢筋笼扎牢。

(2)测斜管的一对导向槽和基坑方向要保持垂直。

(3)要以测斜管中的不动点作为测量基准，一般把管底作为测斜管中的不动点。如果护坡桩、地下连续墙的插入比不大，无法保证底端不动，则应以管顶为观测点，测量该点的水平位移，计算出测斜管在不同深度的水平位移。

三、结论

深基坑变形监测是深基坑工程质量乃至整个工程质量控制的关键环节，众多地下工程建设成败的关键所在。按照基坑工程的实际情况确定监测的范围，方法以及技术手段和测量设备是做好深基坑监测工作，实现信息化施工的决定因素。以监测手段创新为突破口、高技术设备为依托是搞好深基坑变形监测的主要途径。

参考文献

[1]王进《深基坑监测技术探讨》《技术与市场》2011年04期

基坑变形监测范文

1城市建筑区深基坑变形监测的目的以及意义

深基坑是指开挖深度不小于5m的基坑，多年的实践经验告诉我们，要想保证基坑的施工安全就需要具有周密的设计、精心的施工以及周全的变形监测。在对一些比较复杂的大中型类型的工程或者对周围的环境要求比较严格的项目，往往在进行变形监测时很难借鉴以前的经验，需要相关人员根据已有的理论，进行对应的改造，做好基坑的支护和周边环境的监测工作，来确保深基坑能够得到安全施工。之所以进行深基坑监测，目的主要有以下4点：①能够为我国的信息化施工建设提供重要依据；②为设计实现优化提供重要依据；③是实现基坑工程的设计理论发展的重要手段之一；④能够对深基坑施工周围的建筑进行有效的保护。进行深基坑监测的意义则是主要表现在：首先，需要借助监测所得的数据对施工全过程进行对应的指导，充分了解该进行何种类型的工程方案设计；通过观察施工环境以及周边的环境，保证地下设施所受到的影响能够降低到最低程度；对即将出现的风险，进行及时的发现和解决，能够在第一时间内采取补救措施。通过以上的分析，可以知道基坑监测是保证基坑支护结构稳定性的重要手段，能够对施工全过程可能面临到的危险事件，进行有力避免，并且还能够及时调整施工方案，为基坑施工过程的安全提高了保障。

2城市建筑区深基坑变形监测内容和基本方法

城市建筑区基坑监测的主要涉及到的内容有：围护桩、水平支撑发生的应力变化；围护桩地下桩体的侧向位移、围护桩顶的沉降；基坑内坑底回弹监测、对基坑内外部地下水位的监测；对地下土体的孔隙水压力以及土压力的监测；基坑外部土层的分层沉降等。在选择基坑的监测方法时一定要综合考虑各个方面的因素，比如要结合场地的条件、设计要求、基坑的种类、周边环境等各方面因素，保证所选用的监测方法能够有利于施工现场的顺利进行，还要简单易操作。当前对深基坑的变形监测中，国内外采用的主要的方法有物理模拟法、经验公式预测法、数值模拟法、半理论版解析法以及非线性预测方法等。对于城市建筑区的深基坑工程监测工作来讲，它的工作同样也需要做好4个方面的工作，它们分别为支护结构的应力监测、支护结构的外力监测、对支护结构变形的监测、对周边环境以及外部建筑物的监测，这4个部分的内容，又分别保含若干个小的方面，比如支护结构的应力监测就包括对自身应力的监测以及支撑结构的应力监测等，这里就不一一赘述。

3工程案例

3.1工程概况

此次选取的城市建筑区基坑施工是广东省某项目的施工，该工程拟建设4栋高为25层的楼房，主要分为两个基坑，基坑之间的距离约为95m，所开挖的基坑面积为10200m2，深度为13m。在基坑中每隔40m就借助放坡土钉挂网喷混凝土进行，剩下的部分则采用支护桩进行基坑支护。经过现场勘查判定该处的施工建设属于A级建筑类型，基坑的安全性非常重要，高达一级。之所以基坑施工非常复杂是因为在基坑的周边还存在十几栋的房屋建筑，基坑的边缘距离房屋建筑的最近距离甚至都不足2m，另外在基坑的周围还埋设有很多电缆、煤气罐、水管等设施。

3.2监测的对象

监测的内容主要分为位移监测、沉降监测，其中又包括支护桩、土体、地下设施、建筑物等。

3.3监测基准网和监测点

（1）监测网。监测网又分为平面监测网和高程监测网。在铺设平面监测网时，由于建筑区周围的建筑非常密集，所以借助导线布网的方式，在保证不会受到基坑变形影响范围之内布设基准点，考虑到工作点比较容易发生变形或者破坏，所以需要多次设定工作点。在除此布设控制点，总共布设了15个点，导线网的总长约为2km，另外边长长度在25~250m左右。按单位方位角和坐标开始计算，在经过平差计算之后，测角中误差在正负1.7分，最弱点点位中误差±2.5mm。高程监测网则设置基准网点7个，其中包括1个起始点和2个结点，精度能够评定每公里测量偶然中的误差±0.5mm，全中误差±0.3mm。

（2）监测点。监测点的类型主要包括位移监测点、沉降监测点、支护桩监测点以及土体监测点等，监测点的位置一般会设置在基坑周边以及底部、周边的建筑物、基坑支护桩等位置。

3.4变形的测量

考虑到施工场地比较狭小，借助通视进行测量会比较难实现，所以在监测支护桩的监测点、房屋监测点以及土体监测点的测量时，会采用极坐标法进行测量，不过需要注意的是在进行测量的时候一定要保证按照四等导线观测的相关要求，多数要取多次测量的平均值，最终的取值要在经过红外仪改正之后的数值。沉降监测点则是需要按照二等水准的相关要求进行测量，保证所取的测量结果的误差要小于±1.3，争取将平差计算之后的所有误差均控制在±0.2mm中。

3.5对测量结果的校验

由于基坑的施工场地过于狭小，所以工作点用的基准网点受到施工的影响会比较大，发生了很大的水平位移甚至有的被破坏。另外在监测过程中还出现过几次不同程度的补点破坏，都及时得到了修复，采用基准网的点作为起始数据。在把工作点恢复之后，对计算结果的最弱点点位中误差、最大测角中误差、最大坐标闭合差进行相关检测，发现它们都符合相关要求。按照四等平面的要求对以极坐标法测量的基坑支护桩监测点进行计算，将全站仪以极坐标法测定支护桩监测点，并对基坑支护桩两两监测点之间的直线距离进行检查，发现监测点之间的平均距离约为70m，直接测量的监测点的水平角和坐标反算水平角最大的夹角差在7″之内，边长差均小于1.6mm。对高程监测点则采用二等水准进行测量，对3个一等高程基准网点进行联测，测量方法是将其中的两个点作为起算，然后借助数学的平差计算方法进行计算，将剩余的那一个一等高程基准网点的平差数据和已知数据进行比较，发现相差为0.1mm。

3.6结果探讨

通过对此次基坑施工变形的相关监测，我们知道当平面监测和沉降监测水平在达到一定的精度之后，借助沉降监测点的沉降数据是能够推算出在一定高度之内房屋建筑所发生的水平位移以及倾斜角的，并且所推算的值和直接测量的值之间存在较大的吻合性，推算结果不仅和变形有关系，而且还和两沉降监测点之间的距离有密切联系。当监测的对象比较高时，则需要考虑其它因素对它的影响，比如日照、风力、温度等因素，因为这些因素对较高观测对象的变形、扭曲有一定的影响作用。

4结语