后方交会在基坑位移监测中的实践与剖析

后方交会在基坑位移监测中的实践与剖析

王涛

西安天博测绘科技有限公司 陕西省西安市 710100

摘要：基坑水平位移监测能及时了解基坑在开挖过程中的水平、竖向位移变化情况，为确保基坑开挖过程中的安全提供有效的预警。城市复杂环境中开挖基坑，对基坑水平位移的监测精度一般要求较高。传统的基坑位移监测方法有视准线法、小角法、极坐标法、前方交会法、后方交会法等。不论哪种方法工作的前提都是工作基点稳定或者工作基点位移能精密测量出来。本文就后方交会法在基坑水平位移监测中的实践进行分析，以供参考。

关键词：后方交会；基坑水平位移监测；基坑竖向位移监测

引言

随着现代城市建设的突飞发展，各大城市相继出现了众多高层、超高层建筑，而作为工程建设第一步的基坑工程又是各种建筑上部施工的关键，因此，在施工过程中对基坑监测时效性和准确性尤为重要。由于基坑围挡内空间狭小，基坑周边均存在变形，基准点稳定性很难保证，本文结合全站仪后方交会法，基准点可布设在施工场地以外周边稳定地带或者建构筑物上，有效提高了基坑位移监测的准确性和时效性，能快速、准确反应基坑位移变化情况，从而大大降低了基坑变形坍塌、人员伤亡事故，做到未雨绸缪，确保生命财产安全提供了可靠的依据。

1概述

在基坑施工过程中，一般都要对施工现场进行围挡，施工场地狭小。施工机械、车辆、临时堆积的材料等往往阻碍视线，基坑开挖过程中对周围土体的影响也会造成工作基点的移动。传统单一的监测方法已不能很好适应目前基坑水平位移监测工作。结合全站仪后方交会法和极坐标法，根据施工现场条件灵活、快速测定临时控制点坐标，再从临时控制点测定其它点位，能够有效解决以上问题。

2全站仪后方交会的原理：

全站仪后方交会法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自由设站观测，在从观测站上观测若干个已知点（基准点）以及变形监测点的方向与距离，按极坐标法计算两基点和各变形监测点，在以仪器中心为坐标原点的坐标系中的平面坐标，通过坐标换算（或是按最小二乘法进行平差）计算出各变形监测点在以基准点为坐标原点的坐标系中的平面坐标，通过对各变形监测点周期性的观测，可得到各变形监测点的位移变化情况。

即在基坑影响范围之外选两个基准点A、B，在基坑周围选几个工作基点，布设一条通过基准点、工作基点的导线。首先将全站仪架设在任意稳定A点，将望远镜对准已知基点P,输入P点坐标，测出P点至A点平距，然后将望远镜对准已知基点B，输入B点坐标，测出P点至B点平距,这时全站仪就会算出P点坐标。以A、B为基准点建立独立坐标系求出工作基点的坐标，再由工作基点求出变形观测点的坐标进而求得位移量。

2、基坑支护结构变形点的布设及观测、预警值范围

1、水平位移和竖向位移监测点根据相关《规范》按15～20m布设一个监测点，监测点应布设在基坑四角或基坑凹凸变化处凹进处，监测点布设在支护桩冠梁或支护土钉墙顶边轴线上，用角钢布设粘反光贴。

2、依据基坑现场实际情况布设水平位移监测点和竖向位移沉降点。

3、基坑水平位移监测采用全站仪后方交会法。

4、监测控制值及注意事项

每次观测后，应及时整理绘制出各观测点的滑动曲线。出现特殊情况，可加密观测。当发现有异常观测值，要利用位移对数和时间关系曲线判断有拐点时，应在加强观测的同时，采用资料综合分析和现场监视相结合的方法密切注意观察征兆，结合工程地质、水文地质、地震和气象等方面资料，全面分析，及时报警以采取应急措施。当出现下列情况时，立即报警：

各监测项目控制、报警值表 表1

注意事项：

1、基坑边坡1.5m范围内有平行于基坑边坡的裂缝出现。

2、基坑边坡发现明显的地下水渗漏，且范围较大时。

3、支护结构坡顶累计水平位移超过基坑开挖深度的3.5‰。

4、连续下雨或渗水情况出现，影响基坑边坡稳定的其它不安全因素。和现象时，应加密监测和及时报告委托方采取预防措施。

3、基坑竖向位移监测

3.1基坑竖向位移监测点的布设

1、监测点设在能反映变形特征的位置。根据具体情况布设竖向位移监测点。

2、监测点的观测按《规程》中的二级精度进行，可从临近的基准点上对其进行观测，构成闭合或符合路线，首次观测时要进行往返观测，以后按单程观测。按《规程》要求对所使用的电子水准仪和水准条码尺检验，有关技术要求如下：

表2

注：表中N为测站数

表3

3.2基坑竖向位移监测基准网的布设

1、监测基准网应布设闭合环高程路线。基准网按《规程》要求需定期复测。

2、基准点选在降水变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置，数量最少为3个，其标石应埋设在原状土层中。

3、基准点应避开交通要道、地下管线、松软填土、机器震动及其他能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方。

4、监测基准网的观测按相关《规范》中的一级精度进行，在项目开始前要按《规程》要求对所使用的水准仪和水准标尺检验。

3.3数据处理

每次观测完后在计算机上进行水准网的严密平差计算。打印出原始记录数据、平差成果资料、并编制竖向位移监测成果表。整理观测结果，并进行成果分析。掌握基坑竖向位移的变形规律。如发现有异常情况，及时反馈给建设方。

4、结论分析

为及时准确的掌握基坑工程位移监测的变化情况，以达到预期目的，减少财产损失。本文利用全站仪后方交会法针对基坑变形监测做了进一步的剖析，可以得出全站仪后方交会在基坑监测中具有明显的优势，它摆脱了传统需要固定测站的测量方式，有效的避开障碍物的遮挡，基准点布点灵活，能满足高精度的基坑水平位移监测，操作便捷、时效性强、精确性高能确保监测成果的真实可靠性。

结束语

全站仪后方交会法能有效的解决了城市基坑开挖过程中，由于施工现场内空间狭小，施工车辆机械、临时材料堆放等阻碍通视以及基坑开挖过程中引起周围土体变形导致工作基点不稳定等影响观测精度的问题。能及时掌握基坑施工过程中的变形情况，以达到及时预警及时处理的目的。

参考文献

［1］工程测量规范（GB50026-2019）

［2］建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2019）

［3］建筑变形测量规范（JGJ8-2016）

［4］建筑基坑支护技术与安全规程（DBJ61/T105-2015）