工程测量中深基坑变形观测方法分析

舒勇

摘要：工程测量是工程施工的一个关键环节，为后续施工提供的依据决定着施工的整体质量、效率以及实际收益。而深基坑变形观测则是工程测量的主要手段之一，为达成施工目标，我们有必要对其应用展开分析。特别是在社会经济发展越来越快的趋势下，社会大众的生活水平不断提升，对于施工质量的要求也越来越高，因此我们更要对深基坑变形观测的方法展开讨论，与行业同人共同思考。

关键词：工程测量；深基坑变形观测；观测方法

深基坑变形观测是工程测量的一个关键环节，是为后续设计与施工提供参考的重要环节。为了保证设计与施工的质量，首先必须要明确深基坑变形观测的技术要点。本文将展开探讨，探索技术应用的方向。只有掌握了深基坑变形观测的工作重点，才能够保证观测结果的可靠性。

1.深基坑变形观测概述

在建筑基坑的施工深度达到5m之后，便能够将其被定义为深基坑。对于深基坑，需要借助加护施工去保证基坑的整体稳定性。而深基坑变形观测的主要目标是确保工程的安全性与稳定性，具体的观测内容包括管线工程、基坑周边建筑、坑底隆起、变形情况、平面位移等。深基坑变形观测的主要特征包括高精度以及时效性等。这项工作主要是在降水与开挖过程中完成，时效性是指工作中需要随时观测整个过程中动态反应，记录基坑的变形过程，保证相关技术人员能够及时获取每个环节的信息，并且对基坑变形问题及时做出应对，合理地进行处理。而高精度则主要是指在测量过程当中，误差的限制范围应当精确到毫米，例如高程不超过60m的建筑，工程测量误差的范围应当在±2.5mm，观测的精准度应当达到每天体现0.1mm变化。

2.深基坑变形观测的相关设备

因深基坑变形观测有着很高的精准度要求，而且随着技术的不断发展，变形观测的质量要求越来越高，所以在实际检测过程当中，传统的监测仪器已经无法满足实际的观测要求。为此必须要依据监测环境与实际的监测要求去选择优质观测设备。其中最为常用的设备包括以下几种：其一是测斜仪，其最主要的作用是用于测量并维护结构，同时观测内部水平位移情况与铅垂方向土层的仪器，利用测斜仪，能够完成对于单双向位移距离的测量，并且依据位移信息去计算结构的矢量和，进而对位移方向及最大值进行确认；其二是土压力计，这种仪器是用于对支护结构施工后土体压力情况进行测量确认的仪器，能够测出土体压力的主动、被动、停止、压力大小等诸多信息，这样能够对支护结构位移信息进行更加精准的判断；其三是全站仪及水准仪，这两种仪器，其最主要的测量内容是施工现场的周遭环境，包括支护结构变位、地下管线的情况等等；其四是水位计，主要针对围护结构的渗漏情况进行测量，此外还有地下水位变化、降水效果等等；其五是钢筋应力计，主要测量支护结构轴力、弯矩等信息，判断支护结构的稳定性。这些设备都是工程测量的基础设备，但是随着技术的不断发展，还会有更多设备不断被开发并投用[1]。

3.深基坑施工监测特点

首先，时效性。通常的工程测量在时间上通常都没有限定，但基坑监测在时效性方面则有着鲜明特点。监测结果通常都是动态的，也只有真正做到实施监测，才能够获得更真实、可靠性更强的监测结果。因此，在深基坑施工中，一定要实施开展监测工作。从时效性这一层面来讲，其深基坑施工监测工作中引用的设备，必须要拥有可以快速采集数据的能力，且要坚持实施运行。特别是在面对较为恶劣，或者是复杂多变的环境时，要坚持顺利运行；其次，等精度。在具体施工监测中，需要测量的是相对变化值，这一数值并非是绝对的。针对基坑边壁变形测量中，只要明确相对位置的移动数值即可，其他数据不需要反复测量。所以在实际监测中，只需要按照标准要求，确保测量位置可以始终保持一致即可，所以，才要充分考虑到精度这一特点；最后，高精度。以往的普通工程测量中，误差一般都是数毫米，而针对基坑施工来讲，则要进一步精确其误差。所以，为了达到这一要求，在基坑施工中应引用更先进、更加精确的仪器，确保最终获得结果的精准性。

4.深基坑观测技术方法及其作用

4.1加固结构水平位移观测法

高精度全站仪一般都应用在基坑水平位移监测当中，针对这类仪器来讲，其在水准仪、经纬仪上的优势特点是不容忽视的。但因为基坑施工环境通常都较为复杂，难以有效的明确全站仪观测位置。所以，为了顺利开展各项监测工作，应结合具体情况自由设置监测站，合理引用后方交会法。这一监测方法着重强调的是：在水平位置的基准面监测点要在三个以上，全站要尽量进行三个基准点的设置，在计算出观测基准点坐标之后，可以采用“测回法”来分别检测基坑的每一个点。

4.2加固结构深层侧向变形监测法

测斜仪可以更合理的测量深层土体水平位移，以及垂直位置。针对基坑监测参数来讲，通常都涉及桩体、开挖土体产生的水平位置，以及加固结构水平存在的偏差等问题。针对加固结构深层侧向变形的监测工作，一般都是正式进行基坑施工前开展的，在钢筋结构或者是土体中进行测斜管的埋置，进而使得槽当中的两对导槽、基坑边缘可以始终保持垂直。在实际落实各项监测工作中，可以在管中设置测斜仪，然后在导轨槽当中对侧导轮夹持，最后沿着在导轨槽来滑动监测。

4.3周边环境垂直位移监测法

這一监测方法是基于电子、光学技术来实施的，通过数字水准仪的科学引用，能够更好地监测基坑周边环境的垂直位移。且这一技术的应用推广，为各项基坑沉降观测工作的高效、有序开展提供一定便捷，在进一步提升监测速度的基础上，能够显著增强监测数据自身的可靠性、准确性。数字水准仪是由自动调平装置、电子设备，以及光学机械共同构成的，基于这一技术能够围绕基坑周边沉降，引用环路封闭水平线来给予实时监测，之所以要引用这一水平线，关键还是在于其水平自身存在冗余观测，能够为野外观测工作的顺利开展提供很大便捷，从而采集到更丰富、可靠的野外观测数据，充分保障其数据的真实性、准确性。

4.4地下水位监测法

在基坑工作中，地下水位监测法主要监测的就是基坑水位。通常情况下，是基于钢尺水位计来实施的。在具体监测中，其实就是在需要监测的部位合理埋设水位管，然后再在管道上进行进水孔的有效设置，引用滤网来将其包裹住，为之后水的渗透提供一定便捷。水位检测管的埋置深度要结合具体情况，合理控制在地下水位的3m以下。在结束一系列安装之后，要引用中砂在孔的周边实施回填，同时，引用盖子密封管顶。在实际监测水位过程中，拧松绕线盘后部的止紧螺，就可以自由的转动绕线盘，按下电源按钮就可以在水位管中放置测头。之后再引用钢尺电缆来慢慢详细移动测头，在其与水面接触之后，接受系统会发出声音，这样就可以将相关数值读取出来，而读出的数值便是地下水与管口之间的距离。

4.5加固结构锚索内力监测法

在加固结构中，锚索内力的监测法通常都应用在基坑变形当中。通常情况下，就是引用振动线式锚索这些仪器设备来进行，在钢筋当中，因为锚索内力会直接影响到钢筋桩的受力，对于桩后土体位移带来的影响也是不容忽视的。针对振动线式锚索测力计的工作原理来讲，其实就是负载可能会导致仪器内部出现的变形，将内部变形传输到振动弦，而相关仪器设备也能够将振动弦合理转换成振动弦压力，由此来适当调整振动频率。

5.深基坑变形观测存在的问题

5.1相关人员专业素养与能力不足

施工人员的专业能力与个人素养决定着深基坑变形观测的工作结果。为了达成施工目标，必须要对相关技术人员的能力素养提起重视，确保深基坑变形观测工作顺利完成。但是就目前的实际情况来看，工程监测的相关人员显然普遍存在能力与个人素质不足的问题。许多企业为了缩减人力成本，甚至会招收不具备专业工作经验以及专业知识的低素质人员，这必然会使得深基坑观测的结果受到影响，甚至出现严重误差。

5.2规章制度落实不到位

随着我国工程领域的不断发展，工程体系愈发复杂，许多不法企业也有了很多可乘之机。例如对于工程的多层转包，会使得工程的权、责、利的分配愈发混乱。所以即便当前的工程观测工作已经有了相应的法规依据，却依然会有漏洞被利用的情况，使得相关部门与人员有了逃避责任的机会。

5.3技术革新不及时

以上曾谈及深基坑变形观测是一项精准度要求极高的工作。所以为了确保观测结果的准确性，必须要利用先进的、符合深基坑变形观测标准要求的专业技术去完成观测工作，以保证观测结果的可靠性，确保观测结果具有参考价值。但是技术的引入及研究，都需要耗费相应的人、物与财力，所以许多企业往往会得过且过，即便是采取招投标的方式，将相应的业务分包给其他单位，也往往并不重视相关单位的业务水平。

6.深基坑变形观测方法以及注意事项

6.1利用深层沉降仪进行观测

深层沉降仪是基坑变形观测的主要仪器，在深基坑变形观测过程当中，深层沉降仪的应用目标主要是为掌握基坑不同土层的沉降概况，以此作为后续工作的依据。深层沉降仪器主要的构成部分包括探头与导线，在实际测量过程中，借助探头在深基坑中的移动测量，能够反映出土层变化的数值，因深层沉降仪的探头具有磁性，而且导线加设了标尺，所以根据实际数据可以对基坑土层的沉降情况进行准确判断。埋设方法如图1。

例如南方某项工程的测量过程中，使用了一款磁性的沉降仪，其刻度的划分单位为1mm，读数的精准度可精确到0.5mm。在实际开展观测工作的过程中，为了确保仪器的测定精准度，需要先完成沉降标的安装。实际步骤主要包括以下几步：其一是要完成钻孔作业，要依照实际的施工情况与测量要求对钻孔位与尺寸进行明确，并且要确保安装环境良好。其二是要做好对于探头的选择，这是精准获取观测数据的必要条件。必须要严格遵照国家所制定的标准去确认探头的质量，确保探头的材质符合标准要求。当前在实际观测过程中所使用的探头，大多以具备抗腐蚀能力的PVC为主要材质，但是实际使用过程当中，不能对导管的两侧部分进行封堵，并且在每次完成测量之后，为避免导管重复使用，都必须要对导管进行更换。除此之外，为了避免探头的磁性受到影响，导管的安装必须要符合实际安装标准。其三是要做好对于探头的加固，需要固定的部分包括孔口与探头，进而有效缩减测量过程中误差值。但是需要注意的是，测量磁性圆环初始位置时，为了求出平均值，应当保证至少测量三次以上，进而确保测量结果的可靠性。在完成了沉降标的安装作业之后，需要进一步分析测量时所获取的信息，在每次使用磁性沉降仪时，必须要严格遵守观测作业的规范，根据观测需要进行操作，实际观测过程中要做好对于磁性沉降标孔口的保护。此外必须要做好后续养护，为了保证孔位测量结果的精准度，要对孔位做好清理，确保每个孔位的数据相对应，不能出现混淆。最后是在实际观测过程中，相关人员必须要意识到大多数情况下孔口的标高是需要根据实际施工需求进行调整的，并不是一成不变的。此外如果基坑的负荷较重，为了防止正常测量受到影响，必须要做好对于磁性环境的维护[2]。

6.2利用测斜仪进行观测

为了做到精准测量土层信息，测斜仪的应用至关重要。测斜仪的应用，有利于相关人员掌握土层的位移情况，避免因土层出现严重位移而影响施工的进行。测斜仪的实际使用步骤主要包括以下几点。其一是对于测斜管的埋设。实际埋管之前，要首先对埋设位置精准确认以及钻孔。钻孔过程中需要考量各方面因素，必须确保位置的精准度，才能够保证测量的准确度，以保证钻口深度符合实际要求。沉降标的安装与测斜管的埋设至关重要，对于测斜管，在安装之前需要做好性能及外观的检测，之后可以进行底部封堵，加以固定。埋管完毕后，为了确保仪器后续的正常运行，必须要做好清洁工作，要认真清理钻孔内部，确保测斜管依然能够进行准确测量。完成测斜管的安装作业之后，为了避免仪器后续的运行受到干扰，需要做好测斜斜管的管口保护，才能够确保后续测量所得结果的精准度与真实性。其二是要对测量结果做好分析。首先，必须要秉持严谨规范的原则去完成测量数据的收集，要做好对于测斜仪探头与测读仪的连接，并且要在完成连接之后确认连接的可靠性。这样一来在实际的连接过程中才能够更加准确的读取数值。其次是在完成测读仪连接之后，关键的一个步骤便是探头的插入。应当将探头插入测斜管中，在插入过程当中，要确保滚轮能够牢固地卡在导槽上。在下放探头时，要做好速度的控制，要做到缓慢下放探头，确保探头的位置是在距离孔底0.5m左右，探头彻底插入时，必须要做好状态确认，要避免出现探头接触管底或是管壁膨胀的情况。要确保探头有足够的空间运动，避免探头的下放受阻，这样才能保证最终得出的测量结果更加精准。再次，是在第一次测量结束之后要对探头的角度进行调转，应当旋转180度，依照以上所谈及的方法，在测斜管当中插入探头，开展第二次测量，两次测量的位置要确保一致，这样才能避免因位置变化而影响测量结果。需要注意的是，为了确保测量数据的精准度，对于初始位置的测量，次数应当确保在三次以上，这样才能保证最终求出的取平均值更加精准，尽可能缩小误差范围，确保测量数据更加接近土层变化的情况。最后是要重视对于技术的革新。近年来随着科学技术水平的不断提升，测斜仪的功能也在不断优化，在增设了可以连接电脑的数据接口之后，数据的获取与传输都更加便利，对于探测到的数据，能够第一时间传输到计算机设备当中，经过汇总之后最终形成变形观测数值表，或是更加直观的条形图，确保测试结果更加全面精准，方便技术人员进行计算与分析。可见技术革新是必然的趋势，也是最需要重视的问题，为了保证相关设备的适用性，必须要保证设备功能的不断优化，这样才能够确保测量结果的可靠度，确保测量结果在施工过程中具备参考价值[3]。

7.结语

工程测量环节当中，深基坑变形观测是一个关键环节，这一环节获取的数据，是后续设计与实际施工的重要依据。所以为了保证施工质量与效率的提升，必须要对深基坑变形观测的技术要点展开讨论。本文叙述了对于深基坑变形观测技术的应用见解，分享给同行业人员，共同探讨、共同思考未來的施工优化方向。

参考文献：

[1]张国全，高擎，王颖玉.工程测量中深基坑变形观测要点[J].居舍， 2019（23）： 31.

[2]王晓华.工程测量中深基坑变形观测方法研究[J].智能城市， 2018， 4（02）： 154-155.

[3]袁龙.浅析工程测量中深基坑变形观测方法[J].门窗， 2015（07）： 252.