深基坑水平位移監(jiān)測方法的研究

樊志強(qiáng)　徐光偉　王子健

摘 要：在深基坑開挖的施工過程中，采用何種方法進(jìn)行水平位移監(jiān)測，既能夠保證精度，又可節(jié)省成本，是基坑施工監(jiān)測的關(guān)鍵問題之一。本文討論了4種常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測方法，并將軸線法、單站補(bǔ)償法、交叉法與測小角法進(jìn)行精度比較，得出：測小角法與其他方法相比，計(jì)算簡單、操作方便、監(jiān)測精度較高，是目前基坑監(jiān)測中運(yùn)用較廣泛的一種方法。

關(guān)鍵詞：深基坑；水平位移監(jiān)測；軸線法；測小角法

傳統(tǒng)的基坑水平位移監(jiān)測，采用經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測是最常見的檢測手段。近幾年，隨著檢測儀器和設(shè)備的不斷發(fā)展，基坑的水平位移所采用的監(jiān)測設(shè)備及工藝也越來越高科技。林澤耿提供了一種利用全站儀的自由設(shè)站觀測法，克服了視準(zhǔn)線法在基坑周圍環(huán)境惡劣而不能設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)的缺點(diǎn)；吳華平之后又提出了全站儀直接坐標(biāo)法。

1 四種水平位移監(jiān)測

1.1 中軸線法

在基坑的一條直線邊緣位置虛擬一條軸線，并在直線邊緣上均勻設(shè)置水平位移點(diǎn)，如圖1中軸線法所表示：A、B兩點(diǎn)是軸線的兩個(gè)基準(zhǔn)端點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)的連線上分布n 個(gè)水平位移監(jiān)測點(diǎn)。中軸線法無需測角也無需測距，檢測過程中，將中軸線用經(jīng)緯儀分別投射到位移點(diǎn)的一側(cè)，并通過鋼卷尺等測量工具分別量取水平位移監(jiān)測點(diǎn)各個(gè)點(diǎn)至 A-B 這條中軸線的距離。通過兩次距離偏移量的對比來計(jì)算基坑的水平位移量 Δd。

1.2 小角測法

小角度檢測法與中軸線法相類似，同樣是在基坑每個(gè)一直線邊緣虛擬一條軸線，確定一個(gè)固定的方向，對軸線進(jìn)行檢測，所謂檢測軸線是對固定方向、測站和位移點(diǎn)連線方向所形成的夾角進(jìn)行檢測，并通過測距工具得出測站至位移點(diǎn)的距離 D，最終計(jì)算出位移點(diǎn)和軸線之間的偏移：

d = Dα/ρ

1.3 補(bǔ)償法

小角測法雖然方法便于操作，計(jì)算公式簡便，但由于空間的局限性，有時(shí)基坑周圍空間不足，不便于布置視準(zhǔn)線，同時(shí)在基坑附近建立基準(zhǔn)點(diǎn)，由于基準(zhǔn)點(diǎn)存在較大的位移量，導(dǎo)致觀測結(jié)果出現(xiàn)偏差較大。因此為了確保測量精度，盡最大可能減少室內(nèi)、室外業(yè)工作量，因此將小角測法進(jìn)行改善，并和觀測點(diǎn)設(shè)站法相結(jié)合的方法。

如圖3單站補(bǔ)償法所述：A、B兩標(biāo)靶固定在墻面上。每次觀察檢測時(shí)，首先，要測出∠A1B角波動量，計(jì)算出1點(diǎn)的橫向偏移量，然后，測∠A1i角波動量，從而計(jì)算出i點(diǎn)橫向偏移量。

1.4 交叉法

交叉法是將虛擬的基線建立在距基坑一定距離的穩(wěn)定地段處，基點(diǎn)的設(shè)立不得小于兩個(gè)，并作為基準(zhǔn)，用交叉法測出各測點(diǎn)的偏移量。

如圖4交叉法所示，A、B為平面上的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，P為形變點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)已知，在測出了α、β角的數(shù)值后，可換算出P點(diǎn)的坐標(biāo)。在不同工作周期中，P點(diǎn)兩個(gè)方向的坐標(biāo)變化，就是P點(diǎn)的水平位移，并且可以計(jì)算出偏移量。

2 小角測法與單站補(bǔ)償法的精度比較

單站補(bǔ)償法是對小角測法的改進(jìn)，同時(shí)，兼有小角測法和檢測觀察站設(shè)點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)，此方法不僅能在困難環(huán)境下使用，同時(shí)也能保證測量精度。

3 結(jié)論

（1）在儀器測角誤差很大時(shí)，使用小角測法觀察檢測的位移點(diǎn)誤差變大，此時(shí)，不考慮環(huán)境因素，中軸線法優(yōu)于小角測法，因此需要根據(jù)設(shè)備精度及工況選擇適宜的測量方法。

（2）單站補(bǔ)償法是對小角測法的改進(jìn)，比小角測法精度更高，適用于施工環(huán)境更復(fù)雜，但環(huán)境許可的情況下，考慮到其經(jīng)濟(jì)性等特性，相比小角測法更合適。

參考文獻(xiàn)

[1]熊春寶，潘延玲，岳樹信.基坑水平位移監(jiān)測的方法比較與精度分析[J].城市勘察，1996，（4）：15-22.

[2]劉寶俊.水平位移基準(zhǔn)線隨機(jī)測站觀察法[J].工程勘察，1998，（2）：54-57，53.

（作者單位：山東科信達(dá)建筑安裝有限公司）