常用的基坑水平位移监测方法简介

常用的基坑水平位移监测方法简介
摘要：人们物质文明、精神文明的不断提高对房屋建筑质量提出了更高要求。

基坑作为建筑物基础施工所开挖的地面以下空间，其挖掘、测绘、监测方法合理运用对自身和周边建筑安全都有着重要影响。

本文重点对常用基坑水平位移监测方法展开深入探究，对多种水平位移监测法精度、优点、不足进行全面分析，着重强调基于自由测站水平位移监测方法对基坑监测重要作用和意义，切实推动我国建筑企业走向可持续发展道路，促进我国经济平稳向上发展。

关键词：基坑；水平位移监测方法；精度比较；可持续发展
基于2007年10月，胡锦涛同志在党的“十七大”报告中提出的“深入贯彻落实科学发展观”、“促进国民经济又好又快发展”重要方针，建筑业作为关乎国计民生、经济发展的支柱产业，其安全性、科学性、创新性，备受社会各界关注。

近些年全国各地正大力修建地铁站、高铁站、高层建筑，在基坑开挖施工过程中，采取何种水平位移监测方法，既保证节约成本，施工精度、同时切实保证周围建筑安全，是目前基坑监测的关键问题。

笔者通过视觉线法、测小角法、自由侧站法等常用基坑水平位移检测方法原理、监测范围、优劣点、精细度进行比较，力求从基坑监测质量、技术应用等方面探索出科学合理监测方法，客观全面分析问题，切实提高施工质量，减少建筑安全隐患，为基坑合理施工提供一定可行性建议。

一、常用基坑水平位移监测方法原理、优劣点分析
基坑监测指在施工和试用期内，对基坑周边支护结构、自然环境、地下水状况以及周边建筑物、地下管线、道路分布情况进行检查、监控工作。

根据实际地质特点、环境分布、监测范围等属性，基坑水平位移检测方法有：测小角法、视觉线法、自由侧站法。

1.1测小角水平位移监测方法
①、测小角法适用范围：测小角法适合较为开阔场地，要求基坑形状结构较为规则。

常用于监测垂直于基坑维护体方向等特定方向的位移监测。

②、测小角法应用原理：在待测基坑区域内某一方向、一定距离以外建立基准点，监测点应尽可能分布与工作几点同一直线，即基准线上。

监测点和基准点连线方向选定一控制点，设为零方向。

在控制点设置觇牌，在基准点架设精密经纬仪器测定基准点与零方向的角度变换值，则水平检测位移量为：δ = Δβ × D / ρ ′。

③、测小角法优劣点：此方法便于实际操作，方法简单，精度较高。

该法不足之处在于对场地质量要求较高，需选择在较为开阔的场地，且不能受到其他施工影响。

1.2自由测站的水平位移监测方法
①、自由测站法适用范围：适用于较为复杂地形环境，主要解决应基坑开挖引起周边土体变形，导致工作不稳定影响监测精度的关键问题，可满足一级深坑精度要求，对大型地下车库、人防工程等建筑基坑位移监测有良好效果。

②、自由测站法应用原理：自由测站法是以角度与距离公式测算为基础，应用全站仪的测算方法。

在基坑附近设置观测站，可根据实际要求任意设置观测点，坐标及方位角定向，建立自由坐标系。

进而在观测站观测基准点与变形监测点的方向、距离。

全站仪内自由测站观测程序通过基准点、测站点坐标周期性变化，监测变形体观测点位移变化。

③、自由侧站法优劣点：应用范围较广，位移监测精度较高，可快速高效反馈变形信息。

1.3视准线水平位移监测方法
①、视准线法使用范围：与测小角法使用范围相同，适合测定变形体某一特定方向（如垂直基坑维护体方向）的位移监测。

②、视准线法应用原理：在两个基准点所在视准线范围内，选取多个位移观测点。

对基坑观测过程中，将经纬仪设置在一个基准点上，该仪器方向设定为另一基准点。

转动经纬仪过程中，当竖直转动至所选位移观测点时，用测量工具测算位移观测点到该条基准线距离，多次测量后测算出水平位移。

③、视准线法优劣点：此法操作简单、使用范围广、成本较少，并根据其基本原理派生出终点设站视准线等多种位移监测方法。

其不足之处在于视线过长，目标存在模糊现象，望远镜调焦误差较大，严重影响测量结果。

二、对比研究不同基坑水平位移检测方法监测精度
①、测小角法、自由测站法、视准线法、等三种方法比较，其中自有侧站法应用广泛较广，可对地铁、高铁、地下车库等建筑工程进行监测。

基本不受土体变形影响，可任意设置观测点，既满足测小角法和视觉线法某一特定方向、特定角度监测，也可满足观测点在变形体附近监测。

②、测小角法、视准线法受到建筑监测精度和基坑形状限制，水平交会法则会受到侧边、测角以及交会角图形结构影响降低精度，而自由测站法在不能直接观测监测点时，可利用自由站与极坐标法结合运用进行测绘，同时监测过程不用考虑测站对中误差，只需考虑测角误差，测距误差。

③、测小角法和视准线法受仪器影响较大，视准线法受测站点仪器、视觉线照准，大气遮光等误差因素影响较大，而测小角法则受到水平角观测和仪器选择
等因素影响精度，经纬仪的选择受地域限制。

三者相比自由侧站法可利用全站仪进行直接测量，简洁、快速、高效，可通过增设多余监测、增加控制点数，有效提高水平位移监测精度，可靠性较高。

④、自由测站法可根据基坑实际情况，监测需求，随时架设，随时测量，与测小角法、视准线法不同，自由测站法可分析通视条件，避开障碍，灵活设站。

结语
本文通过对常用基坑水平位移监测方法进行全面研究，仔细分析了测小角法、视准线法、自由测站法等三种检测方法应用原理、使用范围、优劣点，并通过监测精度比较，明确基于自由测站的水平位移监测方法更适合用于基坑水平位移监测，着重强调自由测站法应用时应秉持科学发展观，求实创新发展理念，切实提高检测质量，保障数据精度，推进我国建筑业平稳、向上蓬勃发展。

参考文献
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[2]郑辉；赵志川；高层建筑深基坑工程监测的应用实践[J]；山西建筑；2010(13)：8-12
[3]张瑞芳；赵祺；自由设站坐标法监测基坑水平位移的精度估算[J]；水电能源科学；2010(7)：3-4
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。