關于超大型深基坑變形監測方案探討

【摘 要】超大型深基坑變形監測是一項重要的工作，本文對超大型深基坑變形監測特點、超大型深基坑變形監測技術方法、超大型深基坑變形監測誤差進行了分析，并探討了如何提升監測精度，希望給我們的工作起到一定指導作用。

【關鍵詞】超大型深基坑；變形監測；誤差；精度

1、引言

隨著社會的發展，各種超大型深基坑越來越多。在其施工過程中，由于基坑周邊環境較為復雜，影響因素也比較多，因此做好其變形監測是一項非常有必要的工作。基于此，本文關于這方面的探討是有實踐指導作用的。

2、超大型深基坑變形監測特點分析

超大型深基坑變形監測工作中，主要具備以下幾個特點：時效性、高精度、等精度。以下為詳細分析：

（1）時效性

對于一般的工程而言，時間效應是不存在或者不明顯的，但在超大型深基坑變形監測中，由于監測工作需要配合降水以及開挖的過程，因此時間性比較鮮明。正是由于變形監測具備時間性，因此其測量結果屬于動態結果，有時候幾個小時之前所測得的數據往往都不再具有意義。基于此，在超大型深基坑變形監測中，要確保隨時進行，一般頻率取為1次/d，如果測量對象變化非常快的話，則可以適當增加每天測量的次數。另外，基于超大型深基坑變形監測時效性方面的考慮，需要監測方案以及監測設備具有全天候工作能力，即使在大霧天氣或者夜晚也能夠很好的適應。

（2）高精度

在我們普通的工程中，誤差限制一般在數毫米之內就足夠了，舉例來說，針對60m以下的建筑，高差中誤差限值取為2.5mm。但是對于超大型深基坑來說，在其施工過程中，其環境變形速率有可能處于 0.1mm/d以下，在這種情況下要想確保測量的精度，使用一些普通的方法以及儀器是難以實現目標的，這就要求我們使用一些較為特殊的高精度儀器。

（3）等精度

在超大型深基坑變形監測過程中，監測的往往不是絕對值，而是相對變化值。舉例來說，對于普通建筑，我們需要將建筑物在地面定位，而對于深基坑變形監測，則只需要對邊壁相對于原基準位置的位移進行測量就可以了。正是由于基坑變形監測的等精度特點，使得這一監測工作中有很多自身的規律：基坑監測過程中，考慮到環境條件影響，前后視距有可能無法相等，甚至前后視距具有非常大的懸殊，但其結果卻依然可用。

3、超大型深基坑變形監測技術方法

超大型深基坑變形監測的技術方法是可以被細化為很多部分的，比如變形監測首先又包括水平位移監測、沉降位移監測以及周邊水源的監測。其中，水平位移監測是我們工作的重點，我們將主要對其進行探討。

在基坑水平位移監測過程中，存在著一些不同的方法，它們的精度也有著較大的差別，因此應用過程中范圍也有所不同。具體來看：測小角法主要是在基坑之外的一段距離上建立一個基準點，然后對基線進行選定，最后于基準點之上進行精密經緯儀的架設對基線和測站點至觀測點視線間微小的角度變化進行精確測定，其中水平位移的變化主要可以利用Δi =Δ α· si /ρ這一公式進行計算。整體來說，這一方法計算以及操作都非常簡單，但由于場地要求比較高，而且基準點距離基坑要達到一定的距離，這樣才可以基坑變形對測量精度的影響。此外，此方法對基坑形狀要求也有一定的要求。

至于交會法，主要是通過變形觀測點以及兩個基準點構成一個三角形，然后對三角形的邊角元素進行測定，并最終求出變形觀測點位移變化量。此方法較多的應用在曲線橋梁、拱壩等建筑物的位移監測中，對于解決一些形狀不規則建筑物的基坑變形監測發揮了不錯的效果，但是此方法中，觀測次數比較多，而且測量誤差也比較大，計算較為繁瑣，因此也還有較多不足之處。，

活動標牌法主要是把活動標牌分別安置到每一個觀測點之上，在觀測的過程中，確保標牌中心于視線之內，這樣我們就可以直接在活動標牌讀數尺上測定觀測點對于基準線的偏離值。這一方法應用過程中不需要進行計算，可以直接獲取結果，但是其要求也比較高，加之成本也比較大，因此也并不完善。

最后，全站儀法主要是將高精度全站儀架設到一個固定測站點之上，然后選擇另一個固定點當做后視點，對各變形觀測點平面坐標進行分別測定，在將所測得的結果進行比較，最終分析出水平位移變化值。此方法計算及操作是非常簡單的，有很多優勢，不過成本較高；另外，當前此方法最高精度為（1 + 1） ppm，也就是說還有很多基坑變形監測需求是滿足不了的。

4、超大型深基坑變形監測誤差分析

受限于篇幅，很多問題不能夠得到有效地展開，這里主要對水平位移監測過程中的誤差進行分析，為了更好地探討這一問題，筆者將借助以往工作的某一工程案例：某一二層地下停車場，基坑開挖深度平均8.25m，周邊長329m，平面面積5476㎡，支護形式為 “人工挖孔樁+預應力錨索”結構。

在其水平位移監測中，主要使用的方法為極坐標法，共設20個監測點，監測過程中嚴格遵循《工程測量規范》以及《建筑變形測量規范》。此外，在觀測的過程中，為減小誤差，主要使用多個測回測量取其平均值的方法。具體來說，點位中誤差可以通過以下公式進行計算：

通過計算我們可以發現，位移點點位誤差和觀測距離以及測角中誤差為正比例關系。

5、超大型深基坑變形監測精度提升措施

要想提升超大型深基坑變形監測的精度，可以從多個角度入手，而每一個角度又有很多方法可供選擇，這里依然以水平位移監測為例進行探討：

針對基坑形狀不規則的情況，要先于合適的位置選在固定的定向點與觀測點，不需要對所布設水平位移監測點是否處于這條直線上進行考慮。不過需要注意的是，盡量的使水平位移監測點所在基坑邊界線和水平位移監測點至固定觀測點連線間的夾角盡量變小，針對具有比較大角度的水平位移監測點，如果測距工具的精度并不是很理想，則我們可以通過適當增加固定觀測點數量來提升精度。此外，我們要對水平位移監測點所在基坑邊界線和水平位移監測點到固定觀測點連線之間夾角以及水平位移監測點到固定觀測點的水平距離進行監測，并將其當做對水平位移變化量進行計算的元素。

基坑水平位移監測的過程中，我們要于固定測站點之上架設高精度經緯儀，然后依照準定向點對水平位移監測點水平角進行測量，測量過程中可以將首次作為初值，然后對測量角度和初值的差值進行計算。實際工作中，使用這一方法是完全可行的，不僅比較簡單，而且非常方便，也能夠符合我們精度的要求。不過即便如此，我們還要注意一下兩個小的細節，這有利于進一步提升監測精度。

首先，角度等于0的時候，如果缺少了距離方面的考慮，那么依照上文的方法進行計算所得出的水平位移變化量相對于實際變化量是要大一些的，這種情況雖然可以對基坑安全性進行提升，但導致了納偽誤差，因此要結合具體的現場情況進行具體的分析。

其次，對水平位移監測點進行布設的時候，盡量使水平位移監測點至固定觀測點連線和其所在基坑邊界線間夾角小于 60°。如果不能夠滿足這一要求，而且測距工具的精度也并不是很理想，則可以增加固定觀測點數量來解決這一問題。

6、結語

要想真正做好超大型深基坑變形監測工作，以上內容是遠遠不夠的，這是因為受制于篇幅，文中有太多東西都沒有進行詳細的探討。因此，我們還要加強這方面的研究和探索，不斷提升自身的技術水平，這樣才能真正做好這一工作。

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