深基坑水平位移監測方法的研究

樊志強　徐光偉　王子健

摘 要：在深基坑開挖的施工過程中，采用何種方法進行水平位移監測，既能夠保證精度，又可節省成本，是基坑施工監測的關鍵問題之一。本文討論了4種常用的支護結構頂部水平位移監測方法，并將軸線法、單站補償法、交叉法與測小角法進行精度比較，得出：測小角法與其他方法相比，計算簡單、操作方便、監測精度較高，是目前基坑監測中運用較廣泛的一種方法。

關鍵詞：深基坑；水平位移監測；軸線法；測小角法

傳統的基坑水平位移監測，采用經緯儀進行觀測是最常見的檢測手段。近幾年，隨著檢測儀器和設備的不斷發展，基坑的水平位移所采用的監測設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站觀測法，克服了視準線法在基坑周圍環境惡劣而不能設置基準點的缺點；吳華平之后又提出了全站儀直接坐標法。

1 四種水平位移監測

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置水平位移點，如圖1中軸線法所表示：A、B兩點是軸線的兩個基準端點，A、B兩點的連線上分布n 個水平位移監測點。中軸線法無需測角也無需測距，檢測過程中，將中軸線用經緯儀分別投射到位移點的一側，并通過鋼卷尺等測量工具分別量取水平位移監測點各個點至 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，同樣是在基坑每個一直線邊緣虛擬一條軸線，確定一個固定的方向，對軸線進行檢測，所謂檢測軸線是對固定方向、測站和位移點連線方向所形成的夾角進行檢測，并通過測距工具得出測站至位移點的距離 D，最終計算出位移點和軸線之間的偏移：

d = Dα/ρ

1.3 補償法

小角測法雖然方法便于操作，計算公式簡便，但由于空間的局限性，有時基坑周圍空間不足，不便于布置視準線，同時在基坑附近建立基準點，由于基準點存在較大的位移量，導致觀測結果出現偏差較大。因此為了確保測量精度，盡最大可能減少室內、室外業工作量，因此將小角測法進行改善，并和觀測點設站法相結合的方法。

如圖3單站補償法所述：A、B兩標靶固定在墻面上。每次觀察檢測時，首先，要測出∠A1B角波動量，計算出1點的橫向偏移量，然后，測∠A1i角波動量，從而計算出i點橫向偏移量。

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定地段處，基點的設立不得小于兩個，并作為基準，用交叉法測出各測點的偏移量。

如圖4交叉法所示，A、B為平面上的兩個基準點，P為形變點，A、B兩點的坐標已知，在測出了α、β角的數值后，可換算出P點的坐標。在不同工作周期中，P點兩個方向的坐標變化，就是P點的水平位移，并且可以計算出偏移量。

2 小角測法與單站補償法的精度比較

單站補償法是對小角測法的改進，同時，兼有小角測法和檢測觀察站設點法的優點，此方法不僅能在困難環境下使用，同時也能保證測量精度。

3 結論

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

（2）單站補償法是對小角測法的改進，比小角測法精度更高，適用于施工環境更復雜，但環境許可的情況下，考慮到其經濟性等特性，相比小角測法更合適。

參考文獻

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

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

（作者單位：山東科信達建筑安裝有限公司）