基坑监测工程中位移测量技术分析

基坑监测工程中位移测量技术分析

鲍志强

江苏省纺织工业设计研究院有限公司苏州勘察分公司，江苏苏州215000

摘要：本文首先分析基坑施工监测特点，论述基坑监测位移所应用的仪器，并提出基坑监测中位移测量的工作措施，以及具体位移测量技术，以供参考。

关键词：基坑监测；工程；位移测量；技术

前言：在当前的建筑领域中，基坑工程朝大深方向持续发展。由于基坑工程的建设复杂程度高，以及设计模型难以全面反映施工情况，因此就要依靠基坑监测，获得各项基坑变形数据信息，从而对施工参数的优化，提供基本的参考和依据，保证施工的安全性，避免隐患问题的出现。因此，为了确保所获得的基坑变形数据的准确性，就要科学准确的运用位移测量技术。

1 基坑施工监测的特点

第一，高精度。在实际工程建设中，针对各项施工数据必须要确保其精准性和真实性。因此，在基坑施工监测中，一个基本的特点就是较高的精度。在传统的基坑监测模式之下，误差单位以毫米级以下为主。但是在具体的基坑监测中，由于实际测量工作具有较大的难度，同时存在较大变化，因此一般情况下变形速率的单位为mm/d，所以一定要要控制监测的误差的值。由于极小的误差要求，所以传统的测量方法和仪器无法达到这一标准，在具体的测量工作中，为了有效地减少误差，就会采用高精度的仪器设备。

第二，时效性。时效性主要针对所进行的监测点与坐标对应的误差，由于点位的测量误差，从时间上来看，传统的测量技术不具有较为显著的效应。但是对于基坑监测而言，在具体的开展过程中，针对时效提出较高要求。主要原因在于随着基坑监测的开展，需要严格根据施工工况，如坑内降水和开挖深度等施工流程进行监测，所以基坑监测必须要做到实时的更新，获得动态的结果，这样才能够确保监测意义的实现并指导施工，提高监测结果的准确性。因此在基坑监测中所获得的监测信息，具有动态及实效的变化的特点，由于不同的监测时间以及温度条件，其结果也会产生对应的改变。因此，在一天之中，往往要开展多次的测量工作。所以这就要求所使用的监测设备，具备足够的工作能力，达到24小时工作的要求（最好配备两台相同的设备），并且在较为恶劣的工作环境下，也能够具有正常的运行状态。

第三，等精度性。针对坐标问题，基坑监测系统并未作出明确要求，只需要确保其对一般数据进行测量。从大体上来看，各个时期的观测方法和精确度不存在较大的差异。因此在测量阶段，通常进行一个独立坐标系的建立。另外对于普通的水准测量，主要是通过对人工和水准仪本身所带来的误差实现减小而开展的测量工作，所以在这一测量过程中，前后的视距要保持相等。但是针对实际的基坑测量，还会对其产生较大的影响，所以无法确保前后视距相等。测量过程中基本能够保持相同的测量位置和相同的测量人员，所以在基于不相等的前后视距的情况之下，也能尽可能让测量数据保持一致，在具体工作中得到有效的运用。所以，也就对于基坑测量仪器提出一致的要求，并且在最大程度上，确保其精度性的实现，从而提高数据的精确性。

2 基坑监测位移的仪器运用

针对深基坑的监测施工，在水平位移监测环节，主要运用全站仪，以视准线法和小角度法为主要检测方法。在实际的工程项目中，这属于常见的监测手段，但是这种监测方式具有明显的问题。在监测的过程中，要提前在基坑附近确定基准点，以此作为基础，确保监测点都保持在通视的状态，这样才能提高监测的合理性。如果针对基坑进行不通视水平的监测，那么全部的监测站无法开展作业。若是改变基准点，监测全新的方位，也要转变基准站的位置。所以对于项目监测而言，在有限的时间内，难以确保良好的观测效果，而且很有可能会在很大程度上延长观测时间，造成工程进度拖延。所以，在当前的测量工作中，这种传统的方式逐渐被取代，比如说采用高精度智能型全站仪。随着建筑行业的发展，高精度智能型全站仪作为一种新型的施工设备，这种设备的使用不会对基准站提出一定要求，具有较为自由的形式。在极坐标的基础上，能够针对全部提前设置的监测点，做好测量工作，排除其他的影响因素，所以能够符合各种方位监测需要，打破传统监测手段中的局限。而且这种设备的运用具有简易的定位移量形式，只需要通过计算，就能获得最终的变化量，一次性完成全部过程。相较于传统的方式，不会受到过多的干扰，在对于相邻坐标变化量计算以后，就能获得具体位移量的精准结果，能够有效地减少观测时间，提高工程施工的效率。所以这种设备在面对较为复杂的监测环境下，能够将其优势和作用更充分发挥出来。

3 基坑监测位移测量工作的主要措施

在基坑工程中，基坑监测具有至关重要的作用，必须要对其高度重视。在前期的设计阶段，针对基坑结构以及工程设计，提出明确的要求和规划。但是在实际施工中，由于外界因素的影响，导致设计方案和施工现实情况具有一定差异，而且有关单位所提出的施工要求不同，也会导致差异问题的出现。因此在具体的基坑监测中，要根据相关要求确保工作的严格开展。

3.1 保障基准点网稳定性

监测和检验过程中，基准点网作为重要依据，直接影响监测过程的顺利开展，因此必须要提高基准点网的稳定性。首先合理选择埋设位置，避免受到施工的干扰，同时还要基于变形范围，在最大程度上，接近监测目标，便于监测工作的顺利进行，提高数据检测的便利性。通常情况下，对于基准点网一般进行三个基准点的设置，这样就能够对基准点的稳定性，实现基本的保障[1]。

3.2 检验设备

基坑监测主要依靠大数据和监测设备的运用，所以在具体的监测阶段，就要加强监测设备的检验。在施工监测开始之前，针对主要运用的设备，做好检验、管理、维护工作，确保设备具有合格的使用质量，为了有效地控制数据误差，在监测阶段要在最大程度上，确保一切处于固定状态，并设置固定的人员进行监测。

3.3 改善测量方法

在基坑工程中，具有不同的地质条件和施工情况，所以基坑监测要科学的选择测量方。需要监测人员在有足够的理论知识的积累基础上，对于各种监测设备进行合理的运用，强化基坑监测工作的开展，同时结合具体的情况情况，合理选择测量方法，对于基坑的结构原理，做到综合的分析和考虑，并且判断所使用的监测设备是否会影响最后数据的结果。通过各种因素的全面考量，从而采用最为合适的测量方法和设备。

4 基坑监测工程的位移测量技术

4.1 设置基准点

当前，按照我国具体工程概况以及相关要求，在基坑监测中，一般需要多个稳定的基准点以及适合的工地实际需求的工作基点的，这种测量方法具有较高的合理性，能够建立适合本工程的基准网，在测量的过程中构成验证及校核，确保测量人员对数据进行直观、精准的观测及判断。

4.2仪器设备使用

根据基坑测量设备的研究和分析，现阶段大部分测量工程队在监测过程中，主要应用 TM30 和电子水准仪天宝 DIN103DINI03，这两种设备最大的应用优势就是高精准度，基于产品的有效期范围，全站仪精准度能够控制在0.5秒以内，水准仪每公里往返误差只有0.3毫米[2]。

4.3 观测方法

针对施工现场的监测，水平位移以坐标法为主，但是这种方法只适用于平面监测。坐标法就是在测量监测工作中，提前精准的测量各个基点和基准点，这样才能够确保对工作地点修正的稳定性和准确性。在当前的测量中，各个工作点只需观测基坑的测量变形点，基于这种测量要求，能够有效地防止传统测量弊端的出现，提高数据的准确性，减少误差的出现，从而获得最为良好的变化值与位移位置。

在测量工作中，为了防止观测距离和角度对数据产生的影响，可以运用多测回测角程序，通过对于测回角度和距离的自行设置，在超出限定范围以后自动提醒和停止，控制数据测量误差。

4.4 观测数据处理

在完成数据测量后，要做好数据的处理，首先结合测量结果，求得距离平均值和方向均值，在此基础上获得各个监测点的图标。之后还要针对距离平均值和方向均值的误差进行计算。在当前的数据处理中，以坐标法作为主要的数据计算方法[3]。

4.5 误差分析

无论采用人工还是自动化机械设备的方式，所进行的测量工作都会具有一定的误差。虽然机械设备在数据测量中，能够获得精准的数值，但是依然也具有微小的误差问题。这些误差分为两种，分别为偶然性的误差以及系统误差。系统误差主要原因是不科学的使用设备，或者是监测位置选择不合理。随着当前技术的发展，各种测量设备都具有较高的精密度，因此系统误差即便出现，数值也比较小，可以忽略不计。但是偶然性误差会导致数据测量存在较大的误差，因此在具体的工作中要多加注意。

总结：在建筑工程的施工建设过程中，要将安全问题放在首位，为了维护工程施工安全，一项重要工作就是基坑监测。由于基坑设计的各项模型，相较于实际的施工现场具有一定差异，无法对于整体的施工情况，做到全面反映，所以就要加强位移测量技术的研究。

参考文献：

[1]韩超,任国家,王孟莹,叶佐俏,朱德勤.深层水平位移测量在深基坑监测中的应用研究[J].工程质量,2022,40(10):80-82+90.

[2]李应. 基于视觉测量和激光测距的深基坑位移监测方法研究[D].河南大学,2021.

[3]梁建昌.测量机器人自由设站法基坑平面位移监测精度等级分析[J].市政技术,2019,37(06):248-251.

作者简介：鲍志强（1986-），男，本科，工程师，从事基坑监测