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【摘 要】 本文在简单叙述建筑基坑水平位移的监测中所用到的一些方法的基础上，在艰苦环境下对建筑基坑水平位移监测做出了相应的改进。此外，本文还探讨了关于改进后方法的精度，并且以相关的工程实例证明了此方法的可用性和实用性。
【关键词】 建筑工程基坑监测；位移监测
一 .前言
当前，随着我国城市建设步伐的不断加快，各大城市在发展的过程中逐渐向地下空间发展，使得建筑基坑工程越来越多。在建筑深基坑开挖过程中，坑壁受侧向土压力的作用，将向坑內产生较大的水平位移。当基坑离原有建筑物或地下管线距离较近时，为保证这些已有建筑物和地下管线的正常使用，就必须在施工的过程中定期监测基坑的水平位移，以便能指导基坑开挖和基坑支护，且若发现异常情况时可及时采取措施，将水平位移限制在允许值范围内，从而避免或减轻破坏性的后果。
二、基坑支护监测的分类
1 对围护墙侧压力、弯曲应力和变形的监测。
2对支撑（锚杆）轴力、弯曲应力的监测。
3对腰梁（围檩）轴力、弯曲应力的监测。
4对立柱沉降、抬起的监测等；周围环境监测包括：
（1）坑外地形的变形监测。
（2）临近建筑物的沉降和倾斜监测。
（3）地下管线的沉降和位移监测等。
三.基坑监测工程的位移监测方法
3.1、基准点的埋设
基准点的埋设必须稳固，便于保存，通视良好，便于观测及定期检验。根据基坑周边实际状况，在基坑周边稳定位置埋设3个钻孔基准点。
3.2、采用的仪器设备
本项目位移监测采用日本拓普康GTP3002LN型全站仪进行观测，仪器的标称精度为角度测量方向2秒，距离观测中误差±2mm+2ppm。仪器检定在有效期内。
3.3、位移观测方法
测定水平位移的方法很多，常用的有：极坐标法、测小角法、视准线法等。
3.3.1极坐标法观测
3.3.1.1、极坐标法的实施是首先在基准点架设全站仪，仪器调平后瞄准后视点得起始方向值，测量起始方向到工作基点的水平角和基准点到工作基点的距离，通过计算到工作基点坐标。第二步搬站到工作基点，用同样方法依次观测各测点与工作基点的水平角和工作基点与各测点的距离，通过计算得到各测点的坐标值，两次坐标值的差就是测点位移变化量。
3.1.2、将水平位移坐标分量转换为与基坑坑壁垂直方向的水平位移量
由于基坑是不规则的形状，所采用的独立坐标系的坐标轴与基坑的边线不平行，与基坑的对称轴线成一夹角，致使测算出的水平位移坐标分量与基坑的对称轴线不垂直，难以判断其水平位移量的大小和变化，需要换算成比较直观的与基坑坑壁垂直的水平位移量。
设基坑AD方向为X轴方向，与测量坐标X轴的夹角是，AB方向为Y轴方向，构成基坑坐标系，测量坐标系原点O在基坑坐标系的坐标为（，），当在测量控制点上第一次测得基坑水平位移观测点i的测量坐标为 （，）时。此时，基坑坐标系下的水平位移分量则是与坑壁垂直的水平位移量，即我们需要监测的水平位移量。当测定基坑AB、DC方向各点的水平位移时，测算的，就是它们向坑内的水平位移量；当测定基坑AD、BC方向各点的水平位移时，测算的， 就是它们向坑内的水平位移量；正负符号表明了它们的移动方向。
3.3.2、小角法观测
测小角法是利用精密全站仪精确地测出基准线与测站点（J1）到观测点（A）视线之间的微小角度（？），读数取值精确至0.2秒，首次观测4个测回，取平均值，经检查无误后，计算偏离值：
L =（？/ρ）*S（1-1）式
式中，S为测站（J1）到观测点（A）的距离；ρ〃=206265〃。
3.3.2.1、精度估计：
主要误差来源是仪器误差、人为误差、外界因素所带来的误差。
3.3.2.2、对于距离S的精度要求：
因此，要求mL=0.5毫米，而设偏离值L=40毫米，则，mS/S=1/250，当L=100毫米时，边长相对中误差仅要求mS/S=1/1000。
以1/2000的精度测量边长就完全满足精度要求，所以在测小角法时，边长需测量一次即可，在以后的各期观测中，此值可认为不变。
水平角观测的误差分析知：一般情况下，观测误差包括了仪器误差、测站对中误差、目标对中误差、角度观测误差、外界影响等，根据上述估算，能满足委托方提出基坑边坡上的观测点相对于控制线的一次偏离值的测定精度为±3.0mm的要求。实测结果证明，采用测小角法进行基坑水平位移观测，准确、客观反映了基坑位移值，做到了准确报警，起到了信息化施工的作用。
3.3.3、视准线法观测
视准线法，将测站设在基坑围护结构的转角上，所测得的位移值是相对基坑转角处的位移值。当全站仪架设调平后，在基坑相反方向找一个固定的目标作为后视方向，用带有刻画的读数觇牌或T形尺，设置在观测点上，读取数值。一般用经纬仪正倒镜4次读数，取中数作为一次观测。初始值要测两遍，以保证无误。以后每次监测结果与初始值比较，求得测点的水平位移量。
四、基坑监测的特点
1 时效性
基坑监测工作应惯穿于基坑工程和地下工程施工全过程，其测量数据是动态变化的，因此监测频率应能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程，而又不遗漏其变化时刻为原则。实际操作时，还应考虑基坑工程等级、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境和自然条件的变化。因此基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，测对象变化快的关键时期，可能每天进行数次。对有特殊要求的周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束监测工作。当基坑工程等级为三级时，监测频率可根据具体情况要求适当降低观测次数。
2 精度要求高
基坑随施工环境不同，观测点的位移变化也不同，其值随时间变化较大，甚至达到0。1mm/d以下，普通测量方法和仪器都不能监测其瞬间变化真值，需要一些高精度仪器对其进行监测。
3 要求等精度的原则
基坑监测一般只要求测量其相对位移变化值，不同与一般工程测量，需要已知点的坐标进行测量，在基坑监测中，有时为方便测设，我们可以设定独立的坐标系统及高程系统，监测已定观测点相对于原来基准位置的位移变化即可。
结语
在实地的监测工程中，由于建筑工地的原因，经常遇到基准点不能够建立在稳定地区，而且使用上述的方法，需要充分地考虑到基准点的位移变化和消除。当水平位移变化量稍大于限度值时，能根据实地的情况进行分析与讨论。
参考文献：
[1]《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
[2]《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497-2009
[3]《工程测量规范》GB 50026-2007
[4]《建筑基坑支护工程技术规程》DBJ/T15-20-97
【关键词】 建筑工程基坑监测；位移监测
一 .前言
当前，随着我国城市建设步伐的不断加快，各大城市在发展的过程中逐渐向地下空间发展，使得建筑基坑工程越来越多。在建筑深基坑开挖过程中，坑壁受侧向土压力的作用，将向坑內产生较大的水平位移。当基坑离原有建筑物或地下管线距离较近时，为保证这些已有建筑物和地下管线的正常使用，就必须在施工的过程中定期监测基坑的水平位移，以便能指导基坑开挖和基坑支护，且若发现异常情况时可及时采取措施，将水平位移限制在允许值范围内，从而避免或减轻破坏性的后果。
二、基坑支护监测的分类
1 对围护墙侧压力、弯曲应力和变形的监测。
2对支撑（锚杆）轴力、弯曲应力的监测。
3对腰梁（围檩）轴力、弯曲应力的监测。
4对立柱沉降、抬起的监测等；周围环境监测包括：
（1）坑外地形的变形监测。
（2）临近建筑物的沉降和倾斜监测。
（3）地下管线的沉降和位移监测等。
三.基坑监测工程的位移监测方法
3.1、基准点的埋设
基准点的埋设必须稳固，便于保存，通视良好，便于观测及定期检验。根据基坑周边实际状况，在基坑周边稳定位置埋设3个钻孔基准点。
3.2、采用的仪器设备
本项目位移监测采用日本拓普康GTP3002LN型全站仪进行观测，仪器的标称精度为角度测量方向2秒，距离观测中误差±2mm+2ppm。仪器检定在有效期内。
3.3、位移观测方法
测定水平位移的方法很多，常用的有：极坐标法、测小角法、视准线法等。
3.3.1极坐标法观测
3.3.1.1、极坐标法的实施是首先在基准点架设全站仪，仪器调平后瞄准后视点得起始方向值，测量起始方向到工作基点的水平角和基准点到工作基点的距离，通过计算到工作基点坐标。第二步搬站到工作基点，用同样方法依次观测各测点与工作基点的水平角和工作基点与各测点的距离，通过计算得到各测点的坐标值，两次坐标值的差就是测点位移变化量。
3.1.2、将水平位移坐标分量转换为与基坑坑壁垂直方向的水平位移量
由于基坑是不规则的形状，所采用的独立坐标系的坐标轴与基坑的边线不平行，与基坑的对称轴线成一夹角，致使测算出的水平位移坐标分量与基坑的对称轴线不垂直，难以判断其水平位移量的大小和变化，需要换算成比较直观的与基坑坑壁垂直的水平位移量。
设基坑AD方向为X轴方向，与测量坐标X轴的夹角是，AB方向为Y轴方向，构成基坑坐标系，测量坐标系原点O在基坑坐标系的坐标为（，），当在测量控制点上第一次测得基坑水平位移观测点i的测量坐标为 （，）时。此时，基坑坐标系下的水平位移分量则是与坑壁垂直的水平位移量，即我们需要监测的水平位移量。当测定基坑AB、DC方向各点的水平位移时，测算的，就是它们向坑内的水平位移量；当测定基坑AD、BC方向各点的水平位移时，测算的， 就是它们向坑内的水平位移量；正负符号表明了它们的移动方向。
3.3.2、小角法观测
测小角法是利用精密全站仪精确地测出基准线与测站点（J1）到观测点（A）视线之间的微小角度（？），读数取值精确至0.2秒，首次观测4个测回，取平均值，经检查无误后，计算偏离值：
L =（？/ρ）*S（1-1）式
式中，S为测站（J1）到观测点（A）的距离；ρ〃=206265〃。
3.3.2.1、精度估计：
主要误差来源是仪器误差、人为误差、外界因素所带来的误差。
3.3.2.2、对于距离S的精度要求：
因此，要求mL=0.5毫米，而设偏离值L=40毫米，则，mS/S=1/250，当L=100毫米时，边长相对中误差仅要求mS/S=1/1000。
以1/2000的精度测量边长就完全满足精度要求，所以在测小角法时，边长需测量一次即可，在以后的各期观测中，此值可认为不变。
水平角观测的误差分析知：一般情况下，观测误差包括了仪器误差、测站对中误差、目标对中误差、角度观测误差、外界影响等，根据上述估算，能满足委托方提出基坑边坡上的观测点相对于控制线的一次偏离值的测定精度为±3.0mm的要求。实测结果证明，采用测小角法进行基坑水平位移观测，准确、客观反映了基坑位移值，做到了准确报警，起到了信息化施工的作用。
3.3.3、视准线法观测
视准线法，将测站设在基坑围护结构的转角上，所测得的位移值是相对基坑转角处的位移值。当全站仪架设调平后，在基坑相反方向找一个固定的目标作为后视方向，用带有刻画的读数觇牌或T形尺，设置在观测点上，读取数值。一般用经纬仪正倒镜4次读数，取中数作为一次观测。初始值要测两遍，以保证无误。以后每次监测结果与初始值比较，求得测点的水平位移量。
四、基坑监测的特点
1 时效性
基坑监测工作应惯穿于基坑工程和地下工程施工全过程，其测量数据是动态变化的，因此监测频率应能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程，而又不遗漏其变化时刻为原则。实际操作时，还应考虑基坑工程等级、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境和自然条件的变化。因此基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，测对象变化快的关键时期，可能每天进行数次。对有特殊要求的周边环境的监测应根据需要延续至变形趋于稳定后才能结束监测工作。当基坑工程等级为三级时，监测频率可根据具体情况要求适当降低观测次数。
2 精度要求高
基坑随施工环境不同，观测点的位移变化也不同，其值随时间变化较大，甚至达到0。1mm/d以下，普通测量方法和仪器都不能监测其瞬间变化真值，需要一些高精度仪器对其进行监测。
3 要求等精度的原则
基坑监测一般只要求测量其相对位移变化值，不同与一般工程测量，需要已知点的坐标进行测量，在基坑监测中，有时为方便测设，我们可以设定独立的坐标系统及高程系统，监测已定观测点相对于原来基准位置的位移变化即可。
结语
在实地的监测工程中，由于建筑工地的原因，经常遇到基准点不能够建立在稳定地区，而且使用上述的方法，需要充分地考虑到基准点的位移变化和消除。当水平位移变化量稍大于限度值时，能根据实地的情况进行分析与讨论。
参考文献：
[1]《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
[2]《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497-2009
[3]《工程测量规范》GB 50026-2007
[4]《建筑基坑支护工程技术规程》DBJ/T15-20-97