徠卡變形監測解決方案在基坑變形監測中的應用

楊茂偉

（山東省地礦工程勘察院，山東濟南250014）

徠卡測量新技術應用專欄

徠卡變形監測解決方案在基坑變形監測中的應用

楊茂偉

（山東省地礦工程勘察院，山東濟南250014）

建筑物基坑邊坡穩定性監測工作中，需要采用傳統測量方法測定監測點的水平位移，并采用精密水準測量監測邊坡的垂直位移。

施工過程中的現場監測對取得大量測試數據，以及總結經驗、完善基坑的支撐、提高設計水平有著重要意義。首先，可了解基坑的設計強度，為今后降低工程成本指標提供設計依據；其次，可及時了解地下土層、地下管線、地下設施、地面建筑在施工過程中所受的影響及其程度；最后，能夠及時發現和預報險情的發生及其程度，為及時采取安全補救措施提供保障。

徠卡變形監測解決方案所用儀器由Leica TS30專業型全站儀和Leica DNA03數字水準儀組成［6］，兩種儀器分別監測基坑坡頂的水平位移和垂直位移。

本文結合濟南力高國際項目基坑監測所積累的經驗，參照相關規范和文獻，對深坑監測進行論述，并總結徠卡變形監測解決方案在基坑變形監測中的應用優勢及存在的問題。

一、工程實例

1.工程概況

該項目基坑監測工程位于濟南市歷下區奧體西路東、涵源大街北側、乘風路西側的一片拆遷空地內。項目總占地面積約50 000.00 m2，基坑北側開挖深度 5.50～6.30 m，基坑東側開挖深度 5.50～10.00 m，基坑西側開挖深度5.30～11.30 m，基坑南側開挖深度9.50～11.30 m。場區地下水埋深較大，基坑監測不考慮地下水影響。

2.監測項目

采用儀器監測與巡視檢查相結合的方法對以下方面進行監測:①坡頂水平位移監測；②坡頂沉降監測；③周邊建筑物沉降監測；④周邊路面沉降監測；⑤周邊管線沉降監測；⑥周邊裂縫監測。

本文重點分析坡頂水平位移監測和坡頂沉降監測。

3.測量儀器及方法

（1）測量儀器及其各自精度

1）Leica TS30專業型全站儀:測角精度0.5″，測距精度1 mm+1×10-6D。

2）Leica DNA03數字水準儀:每千米偶然中誤差為0.30 mm，標尺使用因瓦（合金）數碼標尺。

（2）測量方法

本次基坑變形監測工作采用任意直角坐標系統和假定高程基準。水平位移基準點和工作基點之間以D級精度靜態GPS進行測量。垂直位移基準點以閉合路線的形式按二等水準測量要求進行往返觀測。測繪過程中固定人員、儀器，盡量在相同時段進行相應的觀測，盡量減少大氣折光和人為因素對觀測結果的影響。

基坑變形監測水平位移觀測采用極坐標法，垂直位移觀測采用二等水準測量方法進行。

（3）基坑監測點的布設與測量

基坑水平位移和沉降觀測點隨基坑開挖進度進行設置，基坑水平位移和沉降觀測共用監測點，觀測標志為十字形鋼標，在基坑周邊上鉆孔設置，共設43個水平位移和沉降監測點，編號為W1—W43。

4.觀測周期

于2012年3月12日至2013年8月5日，共進行了50個周期基坑監測工作。

5.觀測精度

水平位移采用三等觀測精度；基準點觀測采用一級沉降觀測精度；沉降監測點觀測采用二級沉降觀測精度。

6.平差計算

平差方法采用南方平差軟件和建筑沉降分析系統ST5.5軟件進行計算分析，并繪制位移和沉降過程線，輸出成果資料。如表1、圖1—圖4所示。

圖1

圖2

圖3

圖4

1）水平位移控制網精度情況為:①GJ3:點位中誤差0.8 mm；②GJ4:點位中誤差0.7 mm；③GJ5:點位中誤差0.6 mm；④GJ6:點位中誤差0.6 mm。

2）水準測量基準點精度情況為:

表1

水準測量測站中誤差為

水準環閉合差為-0.42 mm。

兩個指標均符合規范要求。

7.位移與沉降變形分析

（1）基坑位移

X方向位移累積最大為 W22點，位移量為-17 mm，位移速度為-0.038 mm/d；X方向位移累積最小為W2點，位移量為0 mm，位移速度為0 mm/d。Y方向位移累積最大為W36點，位移量為+13 mm，位移速度為0.033 mm/d；Y方向位移累積最小為W10點，位移量為0 mm，位移速度為0 mm/d。X方向平均位移為-2.07 mm，位移速度為-0.010 mm/d；Y方向平均位移為2.88 mm，位移速度為0.016 mm/d。

（2）基坑沉降

沉降累積最大為W36點，沉降量為9.13 mm，沉降速度為0.023 mm/d。沉降累積最小為W23點，沉降量為-0.27 mm，沉降速度為-0.001 mm/d。發生最大沉降為W36點第35期，沉降量為9.43 mm，沉降速度為0.032 mm/d。平均沉降為-0.22 mm，沉降速度為-0.003 mm/d。

8.監測結論

根據以上監測項目測量數據的統計情況及變形過程線，監測數據變化量均在預警值范圍內，說明基坑在開挖和使用期間處于穩定狀態。

二、結束語

1）Leica TS30專業型全站儀自動尋找目標，自動對中觀測，其獲得的數據很大程度上消除了人為觀測帶來的誤差。數據形成的曲線很好地反映了被測點的變化趨勢，雖然也存在少量跳變，但是跳變幅度逐漸變小，說明基坑隨著時間的推移越來越穩定。

2）Leica DNA03數字水準儀自動安平讀取因瓦（合金）數碼標尺，同樣消除了人為觀測讀數帶來的各種誤差。儀器獲得的數據穩定可靠、精度高，從曲線圖可以看出被觀測點的變化趨勢明顯。

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（本專欄由徠卡測量系統和本刊編輯部共同主辦）