边坡变形监测方案实施及数据处理分析

边坡变形监测方案实施及数据处理分析

【摘要】边坡工程施工过程中，由于填挖面大，引起周边环境变形的可能性就高，需要对边坡进行有效的变形监测，针对变化及时采取一些方法处理，以保证设施的安全。这种项目就需要正确地采用一个合理的监测方案，对数据处理、分析。本文结合已完成项目的实例，对边坡进行水平位移和沉降监测，采用监测方法为精密二等水准、极坐标法，并对其进行分析。

【关键词】变形监测；基准网；变形点；边角网；极坐标法；闭合水准路线

1 工程概况

某变电站东南侧边坡于2011年发生滑坡，后采用42根抗滑桩进行加固处理。根据施工单位的反映，抗滑桩施工2012年3月施工完毕后至2012年5月初，抗滑桩发生位移，附近水泥地面发现裂缝，呈放大趋势。为了准确了解抗滑桩变形情况，要求对桩顶水平及垂直位移进行变形监测。

2 监测方案的实施

2.1 基准控制点和监测点的布设

2.1.1 基准网的建立

选择通视良好、无扰动、稳固可靠、远离形变护坡高度3倍即45m外比较稳定的地方埋设四个工作基点，其中三个工作基点A1、A2、A3采用有强制归心装置的观测墩，照准标志采用强制对中装置的觇牌。A2、A3为观测墩，地面高度约1.2m，埋深至基岩位置，A4为主要检核点，埋设在加固坎上，地质较为稳定。

A3、D12、SZ1为沉降基准点，D12在是4×4m的高压电塔加固水泥墩上，建成已超过一年，SZ1在另一电塔水泥墩上，墩台3.5×3.5m，建成时间超过三年，非常稳固。

2.1.2 变形点的建立

变形点应布置在边坡变形较大并能严格控制变形的边坡边沿位置。在边坡顶上布置27个变形监测点，编号分别为东侧为1-27。用膨胀螺栓垂直植入护坡混凝土中，螺栓孔深不小于100mm，露出地面30-80mm，用红色油漆在螺栓上做标记，并将螺栓顶部磨半圆。

基准点与各点位埋设完毕等候5天后，水泥凝固稳定后方可开始进行观测。

2.2 监测精度及频率要求

根据设计图纸及国家相关规范要求，边坡的检测级别定为二级。

2.2.1 水平位移监测网主要技术要求为

观测点坐标中误差≤3.0mm；测距中误差≤10.0mm；测角中误差≤±1.5″；平均边长300m；测距相对中误差≤1/100000。

2.2.2 垂直位移监测网主要技术要求

高程中误差≤0.5mm；单程双测站所测高差较差≤0.7 ■；往返较差、附合或环线闭合差≤1.0■mm；检测已测高差较差≤1.5■mm。

2.2.3 观测频率

工期60天或经观测抗滑桩变形趋于稳定或拟采取新措施处理之前。基准网复测周期是12天复测一次，观测次数为5次，当复测成果出现异常或测区受到如地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测。

变形点观测周期是3天测量一次。观测次数为20次，当复测成果出现异常或测区受到如地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测。

3 监测方法及过程

3.1 水平位移观测方法

水平位移监测网观测用Ⅰ级测距精度、J1（或J2）级别测角精度的全站仪，按二等三角要求采用边角网进行观测。内业的平差计算与精度评定采用经典严密平差法或自由网平差法。

3.2 垂直位移观测

垂直位移监测网、沉降观测点用S1级水准仪按二等水准要求观测，点之间构成闭合水准路线，内业计算可按单一水准路线平差。

3.3 观测过程

严格按照技术设计的要求进行，水平基准网按边角网方式观测4个测回，变形点水平位移按极坐标法分别在A2、A3上各观测2个测回。

垂直位移监测网往测的奇数站：后、前、前、后；往测的偶数站：前、后、后、前；返测时观测方法与往测方法相反；每测段或全线路一定为偶数站落点。

各期观测使用相同测量路线、仪器和设备，并由同一个人负责。每次观测应

在标尺分划线呈像清晰而稳定时进行，为避免外界大气及温度的影响，施测时要做到：日出后半小时在太阳下不宜观测，日落后半小时后不宜观测，正午（太阳中天）前后2.5小时不宜观测，在每次观测前，应将仪器置于露天阴影下约半小时，以使仪器与外界温度趋于一致。

4 数据处理与分析

4.1 基准网数据处理结果

4.1.1 水平基准网成果（篇幅所限，仅列举4期）

表1

4.1.2 垂直基准网成果

表2

由以上两表格数据可见，基准网各个点较为稳定，观测期间两个月内，各点变化较小，完全可作为基准点使用。

表3

4.2 变形点数据分析

4.2.1 水平位移中期数据如表3（篇幅所限，仅列举20-27号点）。

4.2.2 垂直位移中期数据如表4（篇幅所限，仅列举20-27号点）。

表4

4.2.3 根据10、11次观测数据分析，边坡呈外扩且下沉趋势，尤其是10-16号变形点位移速率较快，边坡上的裂缝明显增大。应立即对边坡采取支护桩加固等有效措施，以防再度变形导致崩塌。

5 小结

在监测过程中注意一些事项：布设水平基准网应注意两点之间的倾角不能过大，选择倾角<15°的位置进行埋设基准点。对水平基准网采用边角网观测，可有效控制网内各点的精度。按测量规范的要求施测，各次观测按固定的观测路线进行，观测时要避免阳光直射，避免大气折光影响。基准点、工作基点和变形点，点位要稳定后才开始观测；观测人员、所用仪器设备要相同。

在较小的区域范围监测形建筑物时，使用常规的全站仪、水准仪，结合一定的方法，可在保证项目顺利进行的同时，降低了成本，提高效益。

【参考文献】

[1]JGJ/T 8-97 建筑变形测量规程[S].北京，1998.

[2]隋立芬，宋力杰.误差理论与测量平差基础[M].北京：解放军出版社，2004.

[3]李青岳，陈永奇.工程测量学[M].北京：测绘出版社，1995.

[4]黄声享，监测网的稳定性分析[J].测绘信息与工程，2001.