基坑变形监测水平位移测量的几种方法

城市建筑┃岩土·基础工程┃U RBANISM A ND A RCHITECTURE ┃G ROUND F OUNDATION E NGINEERING155基坑墙（桩）顶水平位移监测方法探索Explore the Monitoring Method of Horizontal Displacement in Pit Top of the Wall (Pile)■ 夏汉庸1郭利刚2■ Xia Hanyong 1Guo Ligang 2[摘 要] 基坑开挖期间，墙（桩）顶水平位移监测数据对基坑整体变形的判断尤为重要，根据施工场地条件及所采用的仪器设备精度等因素，采用适宜的监测方法能够很大程度上提高监测精度，减少监测时间。

本文介绍了几种常用的墙（桩）顶水平位移具体监测方法、数据处理过程以及监测过程中的注意事项。

[关键词] 基坑墙顶水平位移监测[Abstract] During the excavation of pit, the monitoring data of wall (pile) top horizontal displacement is particularly importa- nt to judge the overall deformation of pit. According to some aspects of the conditions of the construction site and the accur- acy of used equipment, using appropriate monitoring methods can greatly improve the monitoring precision and reduce the monitoring time. In this article, the author describes several co- mmon top of the wall (pile) horizontal displacements of the sp- ecific monitoring methods, data processing and the monitoring process considerations.[Keywords] pit top of the wall, horizontal displacement, moni- toring基坑墙顶水平位移是指因基坑开挖引起的围护结构墙顶监测点移动轨迹在垂直于基坑边方向上的水平分量。

自由设站法检测基坑水平位移传统的基坑水平位移监测，一般是采用经纬仪等光学仪器进行视准线法观测，但是，由于基坑周边环境常常比较复杂，特别是由于基坑形状不规则、基坑周边场地狭小以及周围密集的构筑物等因素的制约，很难同时在基坑两端选择两个既通视又稳定，同时又能设站的基准点作为平行于基坑的基准线，视准线法也就无法使用。

利用全站仪自由设站法进行观测，则可很容易地在基坑影响区域以外的建(构)筑物或场地上建立两个稳定点，作为平行于基坑的基准点(或基准线)进行基坑水平位移监测。

1、全站仪自由设站观测原理全站仪自由设站法观测，是一种以角度与距离同时测量的极坐标法为基础，应用高精度全站仪在基坑附近一方便观测的位置设一观测站，从观测站上观测若干已知点(或一基准线的两个基准点)及变形监测点的方向和距离，按极坐标法计算出两基点及各变形点在以仪器中心为坐标原点的坐标系中的平面坐标，通过坐标变换(或是按最小二乘法进行平差)计算出各变形观测点在以基准点为坐标原点的坐标系中的平面坐标，通过对各点的周期性观测，便可得到各变形观测点的位移变化。

2、基坑监测系统的建立2．1建立坐标系统在基坑开挖影响区域以外的稳固地面或已经稳定的旧建筑物上布设两个基准点形成一近似平行于基坑的基准线，两基准点间的水平距离在基坑开挖前由高精度全站仪经多测回观测确定。

该基准线在水平面内的水平投影为该独立坐标系统的X轴方向，在水平面内与X轴垂直的方向为Y轴方向。

2．2坐标计算公式在基坑附近任选一测站设置全站仪，观测两基准点A、B，测鼍设站点到两基准点的水平距离为S A、S B以及仪器中心点O与A、B两基准点间的夹角β。

在全站仪的三轴中心引出平面坐标系O—X’Y’，其中X’轴平行于该基坑独市坐标系统的X轴，如图1所示，则在O—X’Y’坐标系中，A点的平面坐标为：X’A=S A×cosα；Y’A= S A×cosαB点的平面坐标为：X’B=S B×cos(α+β)；Y’B=S B×sin(α+β)式中：α为0A方向与Y轴间的夹角。

基坑变形监测简介基坑是指在土地上将土壤挖掘下去，形成一个较大的凹地，用于建设地下工程或者地下设施。

在基坑开挖的过程中，土壤会发生变形，而基坑的变形监测是用于了解基坑变形情况的一种技术手段。

基坑变形监测可以帮助工程师了解基坑变形的趋势和速度，及时采取措施避免可能的安全问题。

监测方法基坑变形监测可以通过多种方法来实施，下面介绍几种常用的监测方法：水平测量法水平测量法是通过测量基坑周边的固定点的水平位移来监测基坑的变形情况。

在监测开始前，需要在基坑周边设置一系列的控制点，然后定期测量这些控制点的位置变化。

这种方法适用于较大的基坑，可以提供较为准确的变形数据。

垂直测量法垂直测量法主要是通过测量基坑内地下水位和地面露头的高度来判断基坑的变形情况。

测量时可以使用水位计或者压力计来测量地下水位的变化，同时使用水尺或者测高器来测量地面露头的高度。

这种方法适用于较小的基坑，操作相对简便。

应变测量法应变测量法是通过在基坑周边或者基坑内部设置应变计来监测基坑的变形情况。

应变计可以测量土壤中的应变变化，从而推算出基坑的变形情况。

这种方法需要一定的专业知识和技术支持，适用于对基坑变形情况要求较高的工程。

遥感监测法遥感监测法利用遥感技术获取基坑的变形信息。

通过使用卫星遥感、航空摄影等技术手段，可以获取整个基坑区域的图像信息，再通过图像处理和分析，可以得到基坑的变形情况。

这种方法适用于对基坑变形范围较大、监测周期较长的工程。

监测数据处理与分析基坑变形监测得到的数据一般是大量的原始数据，需要进行数据处理和分析才能得出有意义的结论。

下面介绍一些常用的数据处理与分析方法：数据平滑基坑变形监测得到的原始数据往往存在一定的噪声，为了消除噪声的影响，需要对数据进行平滑处理。

常用的平滑方法包括移动平均法、中值滤波法等。

趋势分析通过对监测数据进行趋势分析，可以了解基坑的变形趋势和速度。

常用的趋势分析方法包括线性回归法、指数平滑法等。

空间分析基坑变形监测的数据通常是多维的，可以通过空间分析方法对这些数据进行处理和分析。

基坑监测中监测点位置如何确定有哪些监测方法多数情况下，工程变形监测由建设单位委托第三方有资质的单位进行，但在工程施工过程中总承包也需要对工程实施环境监测必要的监测，以便于对工程的安全性做出延后预判，防止事故发生。

在施工准备阶段及过程当中，即需要提前设置好控制点监测点位，为监测工作做好统筹准备。

开挖浅层大于等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施衬砌工程监测。

一、基坑监测原则变形监测是一项系统工程，是施工行政管理的重要组成部分，须按照计划进行。

一般情况下，监测工作应严格遵守以下4条原则：1、可靠性原则：可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。

为了确保其可靠性，必须做到：（1）由具有丰富经验人员的作业人员，使用满足精度要求的提议监测仪器，采用先进的监测方法来保证外业采集数据的真实可靠性；（2）基准点、监测点设置应合理，并在监测期间控管保护好点位标志，使监测其他工作具有连续性。

2、操作方便性原则：为使监测工作正常高负荷进行并满足监测精度的要求，变形监测站在布设时应联络线考虑到水准线路的联测方便，能够帮助节省外业时间、提高点位精度的原则。

3、数据及时性原则：监测数据必须是及早的。

监测数据需在现场及时计算处理，计算有风险问题应及时复测。

因为施工是一个动态的过程，只有保证即时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。

监测应整理完整跟踪的监测记录表、数据报表、形像的图表和曲线，监测结束后及时整理出监测报告。

4、经济合理性原则：监测方案编制时应考虑选用适合于本工程基本建设监测作业，并满足监测精度要求的仪器设备。

二、监测方案一般情况下，监测方案应包括下列内容：1、工程概况2、建设场地岩土工程条件及基坑周边环境状况3、监测目的和依据4、监测内容和项目5、基准点、站点的布设和保护6、监测方法及精度7、监测周期和监测频率8、监测报警及异常情况下的监测措施9、监测数据处理与胡富10、监测人员的配备11、后处理设备及检定要求12、作业安全及其他管理制度三、监测项目1、基坑工程现场工程监测点对象应包括：（1）支护结构；（2）地下水状况；（3）基坑底部及周边土体；（4）周边建筑；（5）周边管线及设施；（6）周边重要的道路；（7）其他应监测的对象。

土木工程知识点-怎样监测建筑施工深基坑水平、竖向位移？监测频率是怎样的？一、监测方法1、竖向位移观测竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准等方法。

坑底隆起（回弹）宜通过设置回弹监测标, 采用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测, 传递高程的金属杆或钢尺等应进行温度、尺长和拉力等项修正。

围护墙（边坡）顶部、立柱、基坑周边地表、管线和邻近建筑的竖向位移监测精度应根据竖向位移报警值按下表确定。

竖向位移监测精度(mm)（表格出自建筑基坑工程监测技术规范（GB50497））2、水平位移观测测定特定方向上的水平位移时, 可采用视准线法、小角度法、投点法等；测定监测点任意方向的水平位移时可视监测点的分布情况, 采用前方交会法、后方交会法、极坐标法等；当测点与基坑点无法通视或距离较远时, 可采用GNSS 测量法或三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。

基坑围护墙（边坡）顶部、基坑周边管线、邻近建筑水平位移监测精度应根据水平位移报警值按下表确定。

水平位移监测精度要求(mm) （表格出自建筑基坑工程监测技术规范（GB50497））3、其他监测支护结构内力可采用安装在结构内部或表面的应变计或应力计进行量测。

混凝土构件可采用钢筋应力计或混凝土应变计进行量测；钢构件可采用轴力计或应变计等量测。

围护墙或土体深层水平位移的监测宜采用在墙体或土体中预埋测斜管, 通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法。

测斜仪的系统精度不宜低于0.25mm/m, 分辨率不宜低于0.02mm/500mm。

建筑倾斜观测应根据现场观测条件和要求, 选用投点法、前方交会法、激光铅直仪法、垂吊法、倾斜仪法和差异沉降法等方法。

裂缝监测应监测裂缝的位置、走向、长度、宽度, 必要时尚应监测裂缝深度。

裂缝监测可采用以下方法：裂缝宽度监测宜在裂缝两侧贴埋标志, 用千分尺或游标卡尺等直接量测；也可用裂缝计、粘贴安装千分表量测或摄影量测等；裂缝长度监测宜采用直接测量法。

基坑变形监测水平位移测量的几种方法作者：李月彬李彩云来源：《城市建设理论研究》2012年第18期摘要:随着城市经济建设的快速发展，城市用地越来越紧张，使得城市发展不得不向上或向下发展,基坑开挖的深度越来越深。

为了确保基坑支护的安全，不论是一、二、三级基坑，根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009的要求对基坑坡顶的水平位移都要求进行监测，现就当前基坑监测水平位移监测的几种方法进行探讨。

关键词：水平位移测量；视准线法；小角法；前方交会；后方交会；极坐标Abstract: With the rapid development of the city's economic construction, urban land is more and more tense, which makes the urban development had to go upward or downward, such as the deeper and deeper excavation of foundation pit. In order to ensure the safety of the excavation support system, no matter the primary, secondary, or third pit, according to the requirements of Building Foundation Pit Project Monitoring Technical Regulation GB50497-2009, the horizontal displacement of the pit top are required to be monitored. Hereby, this paper will expounds the several methods for the current horizontal displacement monitoring.Key words: horizontal displacement measurement; collimation line measurement; small-angle measurement; forward intersection; resection; polar coordinates中圖分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）视准线法视准线法，主要应用在场地比较开阔，基坑比较规整的长方形或正方形基坑。

浅谈基坑深层水平位移监测技术深层水平位移监测是指通过使用测斜仪，全面监测基坑挖掘、公路地基、坝体等工程土体内部位移变化情况，这对实时掌握工程质量、保证安全施工可发挥重要作用。

基于此，本文以某工程实例为背景，简述基坑监测中深层水平位移的监测原理以及误差分析。

标签：基坑监测;深层水平位移;测斜仪;原理;误差分析随着我国城市化进程的不断发展，深基坑工程在地铁、立体交通、人防工程、超高层建筑以及地下大型构筑物建设中越来越常见。

深层水平位移监测成为众多深大基坑施工监测工作中至关重要的监测项目。

本文主要论证测斜仪在深层水平位移监测中的应用，通过对观测原理的介绍，分析基坑深层水平位移监测时产生误差的原因及测斜管变形成因。

0概述基坑监测主要由桩（坡）顶水平位移、锚杆（索）拉力地下水位、深层水平位移及支撑轴力等几部分检测工作组成，其中深层水平位移监测工作以反映基坑变化为主要监测目的。

深层水平位移监测是一项技术性较强的测试项目，在挖掘基坑过程中，开展围护结构及其周边环境变化的监测工作，获取监测结果可在施工期间作为评价支护结构工程安全性和施工对周边环境产生影响的重要依据，同时还可及时准确地预测危害环境安全的隐患，以便针对性开展预防工作，避免事故发生。

深层水平位移监测主要使用测斜仪来监测。

测斜仪可分为四个部分：探头、导管、电缆、读数仪。

1测斜仪测斜原理测斜仪是一种伺服加速器式测斜器，主要通过对仪器与铅垂线之间倾角θ的变化值进行精准测量，并以此计算出基坑支护监测点垂直水平位移。

测斜仪以准确测定解构桩（墙）体倾斜值为主要观测方式。

测斜仪是由可以连续多点测量的滑动式仪器作为其主要构成部分，滑动式仪器由测斜管、探头和数据采集系统组成。

选用伺服加速度计作为探头的敏感元件，作为一种力平衡式伺服系统，在重力影响下，其可以将传感器探头和地球重心方向产生的倾斜角θ为基础，向铅垂做出一个角度的摆动，并通过高灵敏度换能器转换为一个信号，待完成信号分析后，监测点水平位移值ΔXi会直接计算出来，并显示于液晶屏。

建筑基坑沉降位移监测的内容及方法建筑基坑沉降和位移监测是对建筑施工过程中基坑土体变形情况的监测与分析。

它可以帮助工程师了解基坑工程的稳定性和土体承载能力，从而制定相应的工程措施，确保施工安全。

本文将探讨基坑沉降和位移监测的内容和方法。

一、基坑沉降和位移监测的内容基坑沉降和位移监测的主要内容包括：1.沉降监测：沉降是指基坑周围土体由于施工活动而导致的下沉现象。

通过监测基坑周边地面和建筑物的沉降情况，可以了解土体变形的程度和分布。

这样可以帮助工程师及时发现并处理沉降引起的安全隐患。

2.位移监测：位移是指土体在受力作用下发生的变形，包括水平位移和垂直位移。

通过位移监测，可以了解土体的变形情况、变形速度和方向。

这对评估基坑稳定性、土体承载能力和与周围建筑物之间的影响至关重要。

3.基坑附近建筑物监测：基坑施工可能对周围建筑物的安全稳定性产生影响。

因此，在进行基坑沉降和位移监测时，还需要监测附近的建筑物变化情况。

这有助于判断施工对建筑物的影响以及采取适当的措施进行调整。

4.监测数据分析：监测数据的收集和分析是基坑沉降和位移监测的最后一步。

通过对监测数据的分析，可以评估基坑工程的稳定性和土体承载能力是否达到设计要求。

同时，还可以作为以后类似工程的参考，对施工过程进行优化和改进。

二、基坑沉降和位移监测的方法基坑沉降和位移监测可以采用多种方法进行，具体方法根据工程情况和监测的要求而定。

以下是几种常见的监测方法：1.易损性监测：易损性监测方法是通过设置易损性点或基准点，通过测量点的位移来判断土体的变化情况。

常见的易损性监测点包括悬挂建筑物、监测桩和基坑围护结构等。

2.干涉测量：干涉测量是通过干涉仪进行测量，如干涉仪、全站仪、全球导航卫星系统（GNSS）等。

这些仪器可以测量点的水平位移和垂直位移，并提供相应的坐标变化数据。

3.激光扫描：激光扫描是一种非接触式测量方法，利用激光器发射射线，通过扫描范围内的物体反射光束。

水平位移几种监测方法 The manuscript was revised on the evening of 2021水平位移几种监测方法的分析和比较【摘要：】本文对常用的几种水平位移的观测方法进行了比较系统的分析和比较，列出了这几种方法的原理，精度分析，优点以及不足，他们适用的场合等内容，对于在生产实践中进行水平位移观测时进行方法的选取具有一定的指导价值。

【关键字：】水平位移，视准线法，测小角法，前方交会法，极坐标法，反演小角法当要观测某一特定方向（譬如垂直于基坑维护体方向）的位移时，经常采用视准线法、小角度法等观测方法。

但当变形体附近难以找到合适的工作基点或需同时观测变形体两个方向位移时，则一般采用前方交会法。

水平位移观测观测实践中利用较多的前方交会法主要有两种：测边前方交会法和测角前方交会法。

另外还有极坐标法以及一些困难条件下的水平位移观测方法。

视准线法：当需要测定变形体某一特定方向（譬如垂直于基坑维护体方向）的位移时，常使用视准线法或测小角法。

原理：如下图所示，点A、B是视准线的两个基准点（端点），1、2、3为水平位移观测点。

观测时将经纬仪置于A点，将仪器照准B点，将水平制动装置制动。

竖直转动经纬仪，分别转至1、2、3 三个点附近，用钢尺等工具测得水准观测点至A—B这条视准线的距离。

根据前后两次的测量距离，得出这段时间内水平位移量。

精度分析：由基准线的设置过程可知，观测误差主要包括仪器测站点仪器对中误差，视准线照准误差，读数照准误差，其中，影响最大的无疑是读数照准误差。

可知，当即准线太长时，目标模糊，读数照准精度太差；且后视点与测点距离相差太远，望远镜调焦误差较大，无疑对观测成果有较大影响。

另外此方法还受到大气折光等因素的影响。

优点：视准线观测方法因其原理简单、方法实用、实施简便、投资较少的特点, 在水平位移观测中得到了广泛应用，并且派生出了多种多样的观测方法，如分段视准线，终点设站视准线等。