关于超大型深基坑变形监测方案探讨

【关键词】超大型深基坑；变形监测；误差；精度 

　　1、引言 

　　随着社会的发展，各种超大型深基坑越来越多。在其施工过程中，由于基坑周边环境较为复杂，影响因素也比较多，因此做好其变形监测是一项非常有必要的工作。基于此，本文关于这方面的探讨是有实践指导作用的。 

　　超大型深基坑变形监测工作中，主要具备以下几个特点：时效性、高精度、等精度。以下为详细分析： 

　　（1）时效性 

　　对于一般的工程而言，时间效应是不存在或者不明显的，但在超大型深基坑变形监测中，由于监测工作需要配合降水以及开挖的过程，因此时间性比较鲜明。正是由于变形监测具备时间性，因此其测量结果属于动态结果，有时候几个小时之前所测得的数据往往都不再具有意义。基于此，在超大型深基坑变形监测中，要确保随时进行，一般频率取为1次/d，如果测量对象变化非常快的话，则可以适当增加每天测量的次数。另外，基于超大型深基坑变形监测时效性方面的考虑，需要监测方案以及监测设备具有全天候工作能力，即使在大雾天气或者夜晚也能够很好的适应。 

　　（2）高精度 

　　在我们普通的工程中，误差限制一般在数毫米之内就足够了，举例来说，针对60m以下的建筑，高差中误差限值取为2.5mm。但是对于超大型深基坑来说，在其施工过程中，其环境变形速率有可能处于　0.1mm/d以下，在这种情况下要想确保测量的精度，使用一些普通的方法以及仪器是难以实现目标的，这就要求我们使用一些较为特殊的高精度仪器。 

　　（3）等精度 

　　在超大型深基坑变形监测过程中，监测的往往不是绝对值，而是相对变化值。举例来说，对于普通建筑，我们需要将建筑物在地面定位，而对于深基坑变形监测，则只需要对边壁相对于原基准位置的位移进行测量就可以了。正是由于基坑变形监测的等精度特点，使得这一监测工作中有很多自身的规律：基坑监测过程中，考虑到环境条件影响，前后视距有可能无法相等，甚至前后视距具有非常大的悬殊，但其结果却依然可用。 

　　3、超大型深基坑变形监测技术方法 

　　超大型深基坑变形监测的技术方法是可以被细化为很多部分的，比如变形监测首先又包括水平位移监测、沉降位移监测以及周边水源的监测。其中，水平位移监测是我们工作的重点，我们将主要对其进行探讨。 

　　在基坑水平位移监测过程中，存在着一些不同的方法，它们的精度也有着较大的差别，因此应用过程中范围也有所不同。具体来看：测小角法主要是在基坑之外的一段距离上建立一个基准点，然后对基线进行选定，最后于基准点之上进行精密经纬仪的架设对基线和测站点至观测点视线间微小的角度变化进行精确测定，其中水平位移的变化主要可以利用Δi　=Δ　α·　si　/ρ这一公式进行计算。整体来说，这一方法计算以及操作都非常简单，但由于场地要求比较高，而且基准点距离基坑要达到一定的距离，这样才可以基坑变形对测量精度的影响。此外，此方法对基坑形状要求也有一定的要求。 

　　至于交会法，主要是通过变形观测点以及两个基准点构成一个三角形，然后对三角形的边角元素进行测定，并最终求出变形观测点位移变化量。此方法较多的应用在曲线桥梁、拱坝等建筑物的位移监测中，对于解决一些形状不规则建筑物的基坑变形监测发挥了不错的效果，但是此方法中，观测次数比较多，而且测量误差也比较大，计算较为繁琐，因此也还有较多不足之处。， 

　　活动标牌法主要是把活动标牌分别安置到每一个观测点之上，在观测的过程中，确保标牌中心于视线之内，这样我们就可以直接在活动标牌读数尺上测定观测点对于基准线的偏离值。这一方法应用过程中不需要进行计算，可以直接获取结果，但是其要求也比较高，加之成本也比较大，因此也并不完善。 

　　最后，全站仪法主要是将高精度全站仪架设到一个固定测站点之上，然后选择另一个固定点当做后视点，对各变形观测点平面坐标进行分别测定，在将所测得的结果进行比较，最终分析出水平位移变化值。此方法计算及操作是非常简单的，有很多优势，不过成本较高；另外，当前此方法最高精度为（1　+　1）　ppm，也就是说还有很多基坑变形监测需求是满足不了的。 

　　4、超大型深基坑变形监测误差分析 

　　受限于篇幅，很多问题不能够得到有效地展开，这里主要对水平位移监测过程中的误差进行分析，为了更好地探讨这一问题，笔者将借助以往工作的某一工程案例：某一二层地下停车场，基坑开挖深度平均8.25m，周边长329m，平面面积5476㎡，支护形式为　“人工挖孔桩+预应力锚索”结构。 

　　在其水平位移监测中，主要使用的方法为极坐标法，共设20个监测点，监测过程中严格遵循《工程测量规范》以及《建筑变形测量规范》。此外，在观测的过程中，为减小误差，主要使用多个测回测量取其平均值的方法。具体来说，点位中误差可以通过以下公式进行计算： 

　　通过计算我们可以发现，位移点点位误差和观测距离以及测角中误差为正比例关系。 

　　5、超大型深基坑变形监测精度提升措施 

　　要想提升超大型深基坑变形监测的精度，可以从多个角度入手，而每一个角度又有很多方法可供选择，这里依然以水平位移监测为例进行探讨： 

　　针对基坑形状不规则的情况，要先于合适的位置选在固定的定向点与观测点，不需要对所布设水平位移监测点是否处于这条直线上进行考虑。不过需要注意的是，尽量的使水平位移监测点所在基坑边界线和水平位移监测点至固定观测点连线间的夹角尽量变小，针对具有比较大角度的水平位移监测点，如果测距工具的精度并不是很理想，则我们可以通过适当增加固定观测点数量来提升精度。此外，我们要对水平位移监测点所在基坑边界线和水平位移监测点到固定观测点连线之间夹角以及水平位移监测点到固定观测点的水平距离进行监测，并将其当做对水平位移变化量进行计算的元素。 

　　基坑水平位移监测的过程中，我们要于固定测站点之上架设高精度经纬仪，然后依照准定向点对水平位移监测点水平角进行测量，测量过程中可以将首次作为初值，然后对测量角度和初值的差值进行计算。实际工作中，使用这一方法是完全可行的，不仅比较简单，而且非常方便，也能够符合我们精度的要求。不过即便如此，我们还要注意一下两个小的细节，这有利于进一步提升监测精度。 

　　首先，角度等于0的时候，如果缺少了距离方面的考虑，那么依照上文的方法进行计算所得出的水平位移变化量相对于实际变化量是要大一些的，这种情况虽然可以对基坑安全性进行提升，但导致了纳伪误差，因此要结合具体的现场情况进行具体的分析。 

　　其次，对水平位移监测点进行布设的时候，尽量使水平位移监测点至固定观测点连线和其所在基坑边界线间夹角小于　60°。如果不能够满足这一要求，而且测距工具的精度也并不是很理想，则可以增加固定观测点数量来解决这一问题。

　　6、结语 

　　要想真正做好超大型深基坑变形监测工作，以上内容是远远不够的，这是因为受制于篇幅，文中有太多东西都没有进行详细的探讨。因此，我们还要加强这方面的研究和探索，不断提升自身的技术水平，这样才能真正做好这一工作。 

　　参考文献： 

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