工程測量中深基坑變形觀測方法分析

舒勇

摘要：工程測量是工程施工的一個關鍵環節，為后續施工提供的依據決定著施工的整體質量、效率以及實際收益。而深基坑變形觀測則是工程測量的主要手段之一，為達成施工目標，我們有必要對其應用展開分析。特別是在社會經濟發展越來越快的趨勢下，社會大眾的生活水平不斷提升，對于施工質量的要求也越來越高，因此我們更要對深基坑變形觀測的方法展開討論，與行業同人共同思考。

關鍵詞：工程測量；深基坑變形觀測；觀測方法

深基坑變形觀測是工程測量的一個關鍵環節，是為后續設計與施工提供參考的重要環節。為了保證設計與施工的質量，首先必須要明確深基坑變形觀測的技術要點。本文將展開探討，探索技術應用的方向。只有掌握了深基坑變形觀測的工作重點，才能夠保證觀測結果的可靠性。

1.深基坑變形觀測概述

在建筑基坑的施工深度達到5m之后，便能夠將其被定義為深基坑。對于深基坑，需要借助加護施工去保證基坑的整體穩定性。而深基坑變形觀測的主要目標是確保工程的安全性與穩定性，具體的觀測內容包括管線工程、基坑周邊建筑、坑底隆起、變形情況、平面位移等。深基坑變形觀測的主要特征包括高精度以及時效性等。這項工作主要是在降水與開挖過程中完成，時效性是指工作中需要隨時觀測整個過程中動態反應，記錄基坑的變形過程，保證相關技術人員能夠及時獲取每個環節的信息，并且對基坑變形問題及時做出應對，合理地進行處理。而高精度則主要是指在測量過程當中，誤差的限制范圍應當精確到毫米，例如高程不超過60m的建筑，工程測量誤差的范圍應當在±2.5mm，觀測的精準度應當達到每天體現0.1mm變化。

2.深基坑變形觀測的相關設備

因深基坑變形觀測有著很高的精準度要求，而且隨著技術的不斷發展，變形觀測的質量要求越來越高，所以在實際檢測過程當中，傳統的監測儀器已經無法滿足實際的觀測要求。為此必須要依據監測環境與實際的監測要求去選擇優質觀測設備。其中最為常用的設備包括以下幾種：其一是測斜儀，其最主要的作用是用于測量并維護結構，同時觀測內部水平位移情況與鉛垂方向土層的儀器，利用測斜儀，能夠完成對于單雙向位移距離的測量，并且依據位移信息去計算結構的矢量和，進而對位移方向及最大值進行確認；其二是土壓力計，這種儀器是用于對支護結構施工后土體壓力情況進行測量確認的儀器，能夠測出土體壓力的主動、被動、停止、壓力大小等諸多信息，這樣能夠對支護結構位移信息進行更加精準的判斷；其三是全站儀及水準儀，這兩種儀器，其最主要的測量內容是施工現場的周遭環境，包括支護結構變位、地下管線的情況等等；其四是水位計，主要針對圍護結構的滲漏情況進行測量，此外還有地下水位變化、降水效果等等；其五是鋼筋應力計，主要測量支護結構軸力、彎矩等信息，判斷支護結構的穩定性。這些設備都是工程測量的基礎設備，但是隨著技術的不斷發展，還會有更多設備不斷被開發并投用[1]。

3.深基坑施工監測特點

首先，時效性。通常的工程測量在時間上通常都沒有限定，但基坑監測在時效性方面則有著鮮明特點。監測結果通常都是動態的，也只有真正做到實施監測，才能夠獲得更真實、可靠性更強的監測結果。因此，在深基坑施工中，一定要實施開展監測工作。從時效性這一層面來講，其深基坑施工監測工作中引用的設備，必須要擁有可以快速采集數據的能力，且要堅持實施運行。特別是在面對較為惡劣，或者是復雜多變的環境時，要堅持順利運行；其次，等精度。在具體施工監測中，需要測量的是相對變化值，這一數值并非是絕對的。針對基坑邊壁變形測量中，只要明確相對位置的移動數值即可，其他數據不需要反復測量。所以在實際監測中，只需要按照標準要求，確保測量位置可以始終保持一致即可，所以，才要充分考慮到精度這一特點；最后，高精度。以往的普通工程測量中，誤差一般都是數毫米，而針對基坑施工來講，則要進一步精確其誤差。所以，為了達到這一要求，在基坑施工中應引用更先進、更加精確的儀器，確保最終獲得結果的精準性。

4.深基坑觀測技術方法及其作用

4.1加固結構水平位移觀測法

高精度全站儀一般都應用在基坑水平位移監測當中，針對這類儀器來講，其在水準儀、經緯儀上的優勢特點是不容忽視的。但因為基坑施工環境通常都較為復雜，難以有效的明確全站儀觀測位置。所以，為了順利開展各項監測工作，應結合具體情況自由設置監測站，合理引用后方交會法。這一監測方法著重強調的是：在水平位置的基準面監測點要在三個以上，全站要盡量進行三個基準點的設置，在計算出觀測基準點坐標之后，可以采用“測回法”來分別檢測基坑的每一個點。

4.2加固結構深層側向變形監測法

測斜儀可以更合理的測量深層土體水平位移，以及垂直位置。針對基坑監測參數來講，通常都涉及樁體、開挖土體產生的水平位置，以及加固結構水平存在的偏差等問題。針對加固結構深層側向變形的監測工作，一般都是正式進行基坑施工前開展的，在鋼筋結構或者是土體中進行測斜管的埋置，進而使得槽當中的兩對導槽、基坑邊緣可以始終保持垂直。在實際落實各項監測工作中，可以在管中設置測斜儀，然后在導軌槽當中對側導輪夾持，最后沿著在導軌槽來滑動監測。

4.3周邊環境垂直位移監測法

這一監測方法是基于電子、光學技術來實施的，通過數字水準儀的科學引用，能夠更好地監測基坑周邊環境的垂直位移。且這一技術的應用推廣，為各項基坑沉降觀測工作的高效、有序開展提供一定便捷，在進一步提升監測速度的基礎上，能夠顯著增強監測數據自身的可靠性、準確性。數字水準儀是由自動調平裝置、電子設備，以及光學機械共同構成的，基于這一技術能夠圍繞基坑周邊沉降，引用環路封閉水平線來給予實時監測，之所以要引用這一水平線，關鍵還是在于其水平自身存在冗余觀測，能夠為野外觀測工作的順利開展提供很大便捷，從而采集到更豐富、可靠的野外觀測數據，充分保障其數據的真實性、準確性。

4.4地下水位監測法

在基坑工作中，地下水位監測法主要監測的就是基坑水位。通常情況下，是基于鋼尺水位計來實施的。在具體監測中，其實就是在需要監測的部位合理埋設水位管，然后再在管道上進行進水孔的有效設置，引用濾網來將其包裹住，為之后水的滲透提供一定便捷。水位檢測管的埋置深度要結合具體情況，合理控制在地下水位的3m以下。在結束一系列安裝之后，要引用中砂在孔的周邊實施回填，同時，引用蓋子密封管頂。在實際監測水位過程中，擰松繞線盤后部的止緊螺，就可以自由的轉動繞線盤，按下電源按鈕就可以在水位管中放置測頭。之后再引用鋼尺電纜來慢慢詳細移動測頭，在其與水面接觸之后，接受系統會發出聲音，這樣就可以將相關數值讀取出來，而讀出的數值便是地下水與管口之間的距離。

4.5加固結構錨索內力監測法

在加固結構中，錨索內力的監測法通常都應用在基坑變形當中。通常情況下，就是引用振動線式錨索這些儀器設備來進行，在鋼筋當中，因為錨索內力會直接影響到鋼筋樁的受力，對于樁后土體位移帶來的影響也是不容忽視的。針對振動線式錨索測力計的工作原理來講，其實就是負載可能會導致儀器內部出現的變形，將內部變形傳輸到振動弦，而相關儀器設備也能夠將振動弦合理轉換成振動弦壓力，由此來適當調整振動頻率。

5.深基坑變形觀測存在的問題

5.1相關人員專業素養與能力不足

施工人員的專業能力與個人素養決定著深基坑變形觀測的工作結果。為了達成施工目標，必須要對相關技術人員的能力素養提起重視，確保深基坑變形觀測工作順利完成。但是就目前的實際情況來看，工程監測的相關人員顯然普遍存在能力與個人素質不足的問題。許多企業為了縮減人力成本，甚至會招收不具備專業工作經驗以及專業知識的低素質人員，這必然會使得深基坑觀測的結果受到影響，甚至出現嚴重誤差。

5.2規章制度落實不到位

隨著我國工程領域的不斷發展，工程體系愈發復雜，許多不法企業也有了很多可乘之機。例如對于工程的多層轉包，會使得工程的權、責、利的分配愈發混亂。所以即便當前的工程觀測工作已經有了相應的法規依據，卻依然會有漏洞被利用的情況，使得相關部門與人員有了逃避責任的機會。

5.3技術革新不及時

以上曾談及深基坑變形觀測是一項精準度要求極高的工作。所以為了確保觀測結果的準確性，必須要利用先進的、符合深基坑變形觀測標準要求的專業技術去完成觀測工作，以保證觀測結果的可靠性，確保觀測結果具有參考價值。但是技術的引入及研究，都需要耗費相應的人、物與財力，所以許多企業往往會得過且過，即便是采取招投標的方式，將相應的業務分包給其他單位，也往往并不重視相關單位的業務水平。

6.深基坑變形觀測方法以及注意事項

6.1利用深層沉降儀進行觀測

深層沉降儀是基坑變形觀測的主要儀器，在深基坑變形觀測過程當中，深層沉降儀的應用目標主要是為掌握基坑不同土層的沉降概況，以此作為后續工作的依據。深層沉降儀器主要的構成部分包括探頭與導線，在實際測量過程中，借助探頭在深基坑中的移動測量，能夠反映出土層變化的數值，因深層沉降儀的探頭具有磁性，而且導線加設了標尺，所以根據實際數據可以對基坑土層的沉降情況進行準確判斷。埋設方法如圖1。

例如南方某項工程的測量過程中，使用了一款磁性的沉降儀，其刻度的劃分單位為1mm，讀數的精準度可精確到0.5mm。在實際開展觀測工作的過程中，為了確保儀器的測定精準度，需要先完成沉降標的安裝。實際步驟主要包括以下幾步：其一是要完成鉆孔作業，要依照實際的施工情況與測量要求對鉆孔位與尺寸進行明確，并且要確保安裝環境良好。其二是要做好對于探頭的選擇，這是精準獲取觀測數據的必要條件。必須要嚴格遵照國家所制定的標準去確認探頭的質量，確保探頭的材質符合標準要求。當前在實際觀測過程中所使用的探頭，大多以具備抗腐蝕能力的PVC為主要材質，但是實際使用過程當中，不能對導管的兩側部分進行封堵，并且在每次完成測量之后，為避免導管重復使用，都必須要對導管進行更換。除此之外，為了避免探頭的磁性受到影響，導管的安裝必須要符合實際安裝標準。其三是要做好對于探頭的加固，需要固定的部分包括孔口與探頭，進而有效縮減測量過程中誤差值。但是需要注意的是，測量磁性圓環初始位置時，為了求出平均值，應當保證至少測量三次以上，進而確保測量結果的可靠性。在完成了沉降標的安裝作業之后，需要進一步分析測量時所獲取的信息，在每次使用磁性沉降儀時，必須要嚴格遵守觀測作業的規范，根據觀測需要進行操作，實際觀測過程中要做好對于磁性沉降標孔口的保護。此外必須要做好后續養護，為了保證孔位測量結果的精準度，要對孔位做好清理，確保每個孔位的數據相對應，不能出現混淆。最后是在實際觀測過程中，相關人員必須要意識到大多數情況下孔口的標高是需要根據實際施工需求進行調整的，并不是一成不變的。此外如果基坑的負荷較重，為了防止正常測量受到影響，必須要做好對于磁性環境的維護[2]。

6.2利用測斜儀進行觀測

為了做到精準測量土層信息，測斜儀的應用至關重要。測斜儀的應用，有利于相關人員掌握土層的位移情況，避免因土層出現嚴重位移而影響施工的進行。測斜儀的實際使用步驟主要包括以下幾點。其一是對于測斜管的埋設。實際埋管之前，要首先對埋設位置精準確認以及鉆孔。鉆孔過程中需要考量各方面因素，必須確保位置的精準度，才能夠保證測量的準確度，以保證鉆口深度符合實際要求。沉降標的安裝與測斜管的埋設至關重要，對于測斜管，在安裝之前需要做好性能及外觀的檢測，之后可以進行底部封堵，加以固定。埋管完畢后，為了確保儀器后續的正常運行，必須要做好清潔工作，要認真清理鉆孔內部，確保測斜管依然能夠進行準確測量。完成測斜管的安裝作業之后，為了避免儀器后續的運行受到干擾，需要做好測斜斜管的管口保護，才能夠確保后續測量所得結果的精準度與真實性。其二是要對測量結果做好分析。首先，必須要秉持嚴謹規范的原則去完成測量數據的收集，要做好對于測斜儀探頭與測讀儀的連接，并且要在完成連接之后確認連接的可靠性。這樣一來在實際的連接過程中才能夠更加準確的讀取數值。其次是在完成測讀儀連接之后，關鍵的一個步驟便是探頭的插入。應當將探頭插入測斜管中，在插入過程當中，要確保滾輪能夠牢固地卡在導槽上。在下放探頭時，要做好速度的控制，要做到緩慢下放探頭，確保探頭的位置是在距離孔底0.5m左右，探頭徹底插入時，必須要做好狀態確認，要避免出現探頭接觸管底或是管壁膨脹的情況。要確保探頭有足夠的空間運動，避免探頭的下放受阻，這樣才能保證最終得出的測量結果更加精準。再次，是在第一次測量結束之后要對探頭的角度進行調轉，應當旋轉180度，依照以上所談及的方法，在測斜管當中插入探頭，開展第二次測量，兩次測量的位置要確保一致，這樣才能避免因位置變化而影響測量結果。需要注意的是，為了確保測量數據的精準度，對于初始位置的測量，次數應當確保在三次以上，這樣才能保證最終求出的取平均值更加精準，盡可能縮小誤差范圍，確保測量數據更加接近土層變化的情況。最后是要重視對于技術的革新。近年來隨著科學技術水平的不斷提升，測斜儀的功能也在不斷優化，在增設了可以連接電腦的數據接口之后，數據的獲取與傳輸都更加便利，對于探測到的數據，能夠第一時間傳輸到計算機設備當中，經過匯總之后最終形成變形觀測數值表，或是更加直觀的條形圖，確保測試結果更加全面精準，方便技術人員進行計算與分析。可見技術革新是必然的趨勢，也是最需要重視的問題，為了保證相關設備的適用性，必須要保證設備功能的不斷優化，這樣才能夠確保測量結果的可靠度，確保測量結果在施工過程中具備參考價值[3]。

7.結語

工程測量環節當中，深基坑變形觀測是一個關鍵環節，這一環節獲取的數據，是后續設計與實際施工的重要依據。所以為了保證施工質量與效率的提升，必須要對深基坑變形觀測的技術要點展開討論。本文敘述了對于深基坑變形觀測技術的應用見解，分享給同行業人員，共同探討、共同思考未來的施工優化方向。

參考文獻：

[1]張國全，高擎，王穎玉.工程測量中深基坑變形觀測要點[J].居舍， 2019（23）： 31.

[2]王曉華.工程測量中深基坑變形觀測方法研究[J].智能城市， 2018， 4（02）： 154-155.

[3]袁龍.淺析工程測量中深基坑變形觀測方法[J].門窗， 2015（07）： 252.