深基坑水平位移监测方法的研究

樊志强　徐光伟　王子健

摘 要：在深基坑开挖的施工过程中，采用何种方法进行水平位移监测，既能够保证精度，又可节省成本，是基坑施工监测的关键问题之一。本文讨论了4种常用的支护结构顶部水平位移监测方法，并将轴线法、单站补偿法、交叉法与测小角法进行精度比较，得出：测小角法与其他方法相比，计算简单、操作方便、监测精度较高，是目前基坑监测中运用较广泛的一种方法。

关键词：深基坑；水平位移监测；轴线法；测小角法

传统的基坑水平位移监测，采用经纬仪进行观测是最常见的检测手段。近几年，随着检测仪器和设备的不断发展，基坑的水平位移所采用的监测设备及工艺也越来越高科技。林泽耿提供了一种利用全站仪的自由设站观测法，克服了视准线法在基坑周围环境恶劣而不能设置基准点的缺点；吴华平之后又提出了全站仪直接坐标法。

1 四种水平位移监测

1.1 中轴线法

在基坑的一条直线边缘位置虚拟一条轴线，并在直线边缘上均匀设置水平位移点，如图1中轴线法所表示：A、B两点是轴线的两个基准端点，A、B两点的连线上分布n 个水平位移监测点。中轴线法无需测角也无需测距，检测过程中，将中轴线用经纬仪分别投射到位移点的一侧，并通过钢卷尺等测量工具分别量取水平位移监测点各个点至 A-B 这条中轴线的距离。通过两次距离偏移量的对比来计算基坑的水平位移量 Δd。

1.2 小角测法

小角度检测法与中轴线法相类似，同样是在基坑每个一直线边缘虚拟一条轴线，确定一个固定的方向，对轴线进行检测，所谓检测轴线是对固定方向、测站和位移点连线方向所形成的夹角进行检测，并通过测距工具得出测站至位移点的距离 D，最终计算出位移点和轴线之间的偏移：

d = Dα/ρ

1.3 补偿法

小角测法虽然方法便于操作，计算公式简便，但由于空间的局限性，有时基坑周围空间不足，不便于布置视准线，同时在基坑附近建立基准点，由于基准点存在较大的位移量，导致观测结果出现偏差较大。因此为了确保测量精度，尽最大可能减少室内、室外业工作量，因此将小角测法进行改善，并和观测点设站法相结合的方法。

如图3单站补偿法所述：A、B两标靶固定在墙面上。每次观察检测时，首先，要测出∠A1B角波动量，计算出1点的横向偏移量，然后，测∠A1i角波动量，从而计算出i点横向偏移量。

1.4 交叉法

交叉法是将虚拟的基线建立在距基坑一定距离的稳定地段处，基点的设立不得小于两个，并作为基准，用交叉法测出各测点的偏移量。

如图4交叉法所示，A、B为平面上的两个基准点，P为形变点，A、B两点的坐标已知，在测出了α、β角的数值后，可换算出P点的坐标。在不同工作周期中，P点两个方向的坐标变化，就是P点的水平位移，并且可以计算出偏移量。

2 小角测法与单站补偿法的精度比较

单站补偿法是对小角测法的改进，同时，兼有小角测法和检测观察站设点法的优点，此方法不仅能在困难环境下使用，同时也能保证测量精度。

3 结论

（1）在仪器测角误差很大时，使用小角测法观察检测的位移点误差变大，此时，不考虑环境因素，中轴线法优于小角测法，因此需要根据设备精度及工况选择适宜的测量方法。

（2）单站补偿法是对小角测法的改进，比小角测法精度更高，适用于施工环境更复杂，但环境许可的情况下，考虑到其经济性等特性，相比小角测法更合适。

参考文献

[1]熊春宝，潘延玲，岳树信.基坑水平位移监测的方法比较与精度分析[J].城市勘察，1996，（4）：15-22.

[2]刘宝俊.水平位移基准线随机测站观察法[J].工程勘察，1998，（2）：54-57，53.

（作者单位：山东科信达建筑安装有限公司）