工程测量中深基坑变形观测方法研究

苗小芒

郑州工业应用技术学院，河南 新郑 451100

1 深基坑施工观测的特点

相比其它工程测量工作，深基坑施工观测主要体现出以下几个特点：

首先，时效性。普通的工程测量工作往往不会特别限定时间，根据工期定即可，但是基坑监测则体现出显著的时效性。深基坑的变形是动态的、每时每刻都有可能发生的，只有对变形情况进行实时监测才能获得更加准确、可靠的数据，因此深基坑施工监测过程中采用的设备必须具备迅速采集数据的能力，特别是建筑工程施工环境恶劣，对监测设备的性能要求也比较高。其次，精度高。建筑施工普通工程测量的误差精度要求通常为毫米级，而基坑变形观测对精度的要求更高，因为基坑变形是肉眼很难见到的，但是微小的变形都有可能影响到工程安全，因此要应用更加精确的仪器进行监测，缩小测量数据与真实数据之间的误差。最后，等精度。基坑施工测量基坑边壁变形时只需要知道相对位置移动的数值即可，这一测量数据不是绝对的，而是相对的变化值，所以基坑施工监测时只需保持测量位置一致也能够得出准确的测量结果，因此基坑变形监测具有等精度的特点［1］。

2 基坑变形观测的内容

建筑工程施工过程中，基坑开挖会影响到周围地层结构，改变地层水平方向或垂直方向上的土体原始应力，水平方向上的土层受到坑内外部土压力的影响，围护结构发生位移，加大了地表沉降；垂直方向的土层存在高差，地面超载作用于土层会导致坑底出现隆起问题，由此可见，坑底土体隆起、围护结构位移是导致基坑发生位移变形的重要原因。鉴于上述原因，基坑变形观测的主要内容具体如下：

（1）加固结构水平位移的监测：该项内容的监测需要科学确定全站仪的观测位置，由于测量过程较为复杂，需要利用高质量的仪器进行监测，监测的过程也需要专业人员全程参与其中。监测时在水平位置至少设置三个以上的平面进行监测。在确定好平面测试点的位置之后，要测量每个点之间的距离，做好水平距离的测量。（2）周边环境垂直位移的监测：测试垂直位移同样要采用精准、科学的仪器进行监测，精准的仪器不仅能够进行自动化的测量而且准确性高，其包括自动调平装置、光学机械及电子设备。（3）加固结构深层侧向变形监测：深层土体水平位移、垂直位移等数据采用测斜仪进行测量，基坑施工前，在钢筋结构或土体中埋置测斜管，两对导槽及基坑边缘保持垂直可以完成加固结构深层侧向变形的监测。（4）加固结构锚索内力监测：加固结构锚索内力监测主要采用震动线式锚索测力计进行测量，钢筋中锚索内力会直接影响到钢筋桩的受力，且会作用于桩后土体位移。加固结构中负载会对振动线式锚索测量计内部产生变形，当内部产生变形之后就会使得仪器中振动弦的压力同时发生变化，从而完成加固结构锚索内力的监测。（5）地下水位监测：应用钢尺水位计监测地下水位，监测时需要在监测位置地下水位三米以下埋设有进水孔的水位管，水位管中放置测头，测头接触水面读取数值，测量地下水与管口的距离［2］。

3 工程测量中深基坑变形观测方法

3.1 深层沉降仪的应用

深层沉降观测包括两大部分，即井口标高观测及场地土深层沉降观测。深测量基础沉降深基坑施工过程中不同深度、水表、仪器、层析的起义与矿床与探针和探头的磁性材料，具有高灵敏度和刻度尺、钻井深度跟进磁性材料一起进行测量，在检测过程中沉降的仪器会发出警示，表明此时的高度能够测量出磁性圆环的位置，正值导线测量得出的高度在驾驶室中磁性戒指，对比分析测量结果的施工阶段，是否沉淀层或隆起。

在实际的监测工程中首先要安装磁性沉降标。在测量现场避开墙柱轴线的预定位置用钻机钻孔，具体布设孔位时，要考虑上部结构重量分布、结构形式、土压力影响深度等影响因素，根据不同的观测目的确定孔的尺寸和孔内沉积梯的位置。磁探头安装在位于PVC 塑胶导管的第一环磁导管，需要在屋顶上钻洞，然后打开磁环的卡爪之后，保证一次性材料的磁性能够得到有效的发挥，在安装一次性材料和磁环的过程中要格外注意，因为一次性的材料由于安装不当，是无法继续使用的，会耗费大量的材料成本。安装时确保磁环在放大导管上依次循环，在定位后的预定深度打开爪。将探头导管固定后，用砂填实导管与钻孔之间的缝隙；制作钢筋混凝土孔口保护圈固定孔口。要谨慎选择测量的位置，测量的位置不能够随意选择，需要根据测量的需求，以及需要测量地点的实际情况，充分考虑测量地点的土壤结构和地面分布物体等等。孔口标高测量三次取平均值，测量各磁性圆环标高三次取平均值。测量磁性沉降标时要保护好孔口，孔位做统一编号，些编号直接对应测量结果，深层沉降标孔口要做好醒目标志。在测量的过程中要根据测量的结果对测量地点和测量方法及时进行修正，保证孔口标高的位置保持稳定，并且根据孔口标高的位置对磁性环进行及时调整，在结果有较大差异的情况下，还需要进行多次调整和监测，直到测试出准确的结果。

3.2 测斜仪的应用

测斜仪主要的作用是测量土层的倾斜度，以便施工时根据测量结果优化施工方案，保证施工的安全性及可靠性。应用测斜仪时，同样要合理确定测斜管的埋设位置，布设测斜管埋设钻孔时，要测算出测斜管的钻孔深度。与深层深降仪一样，测斜管的埋设同样需要导管，只是测斜管的导管底部设有底盖，以保证测斜管良好固定。测斜管固定完毕后彻底清洁导管内部，以保证导管内部的洁净度、通畅性，从而保证探头能够安全通过测斜管。装好探头后再将测斜管的另一头管口保护好，避免测斜仪在工作时受到外界干扰，影响观测数据的真实性与有效性。测斜仪具体测量时先连接测读仪与探头，注意操作规范，并做好检测，保证变形观测的工作效率及数据质量。在测斜管插入探头时，不要完全插入，也不要碰触到管道的周边，防止斜侧仪内部的损坏，导致测量数据的误差。当在第一次测量完成后探头旋转180 度插入同一对导槽中，再重复上述步骤，注意检测时检测点要与上述测量检测点处于同一个位置。与深层沉降仪观测方法相同，测量初始位置时至少要测量三次或以上，最后取平均值，平均值可以减少施工误差，将土层的实际情况更准确的反映出来，保证数据的准确性与有效性。此外，测斜仪是直接连接计算机的，在测量获得变形观测数据后可以将数据实时的传输至计算机中，应用专业软件进行分析，大大保证了测量数据分析的实时性、高效性。

4 结语

总之，深基坑变形观测是工程测量中的关键环节，因为理论计算结果与现场实测数据可能会出现较大差异，且地质条件、周边环境、施工环境、降水不到位等均会对深基坑工程施工质量产生直接影响，测量深基坑变形情况是了解这些因素的重要手段。实际施工过程中，施工技术人员要对加固结构水平位移、周边环境垂直位移、加固结构深层侧向变形、加固结构锚索内力、地下水位等数据进行观测，规范操作深层沉降仪及测斜仪，按照施工标准对各变形数据进行监测，为优化施工方案提供有效参考，保证施工的安全性。