试论工程测量中深基坑的变形观测方法

龙辉

摘 要：在高层建筑工程中，深基坑施工质量对上部建筑的结构稳定产生了直接影响。随着基坑开挖深度的增加，深基坑变形问题也会更加明显，必须要通过变形观测，动态的掌握土层的沉降、位移等参数，施工单位可以及时采取有效的防范措施，在保证深基坑施工质量的基础上，也维护现场作业人员的安全。目前在深基坑变形观测方面常用的仪器设备有多种，本文以深层沉降仪和测斜仪为例，对仪器的性能特点、操作要点展开了简要分析，并结合以往工作经验，对深基坑变形观测中的注意事项进行了总结。

关键词：工程测量;深基坑;变形监测;测斜仪

引言：对于复杂地质的工程项目来说，深基坑的变形问题不仅会直接影响工程进度、工程质量，而且还极有可能因为基坑滑坡造成人员伤亡事故，必须要引起重视。借助于专门的仪器设备，对深基坑变形状况进行实时观测，并设置预警值，当变形幅度接近最大允许范围时，现场人员采取深基坑加固等技术措施，从而保证深基坑工程的安全性。目前常用的变形观测仪器有多种，且不同仪器的使用条件、操作方法有较大差异。只有熟练掌握仪器操作要点和变形观测方法，才能最大程度上保证工程质量安全。

一、深层沉降仪在深基坑变形观测中的应用

1、深层沉降仪的特点

深层沉降仪主要用于监测施工现场中不同土层的沉降状况，组成部分主要有导线和探头，能够在深基坑内通过上下移动来对土层的变化数值进行测量。其探头带有磁性，导线带有标尺，当对土层沉降进行测量后，既能明确得出是否沉降的结论，且可清晰的知道沉降程度。例如某公司生产的R-4型沉降仪，其读数分辨精度为0.5mm，刻度划分为1mm。

2、磁性沉降标的安装技术要点

根据设计方案，确定磁性沉降标的安装位置。然后在该位置点使用钻机进行钻探成孔，将磁性沉降标放入孔内，既可以起到固定作用，同时又方便进行土层沉降测量。磁性探头是决定变形观测精度的重要元件，可以使用PVC材料的导管，将探头置于导管内部。为了消除干扰，探头导管的两端应保持开放。安装探头导管时，应注意避免有泥土阻塞导管。将探头导管安装结束后，选择配套的磁性圆环套，放置于导管的上端。完成上述操作后，还应进行探头导管的加固工作。固定导管的探头部分和孔口。然后再选用混凝土来保护孔口，确保探测中的观测误差降到最小。另外对于获取的测量结果，还需要至少保证3组以上，并且计算所有结果的平均值，进一步降低误差，保证测量值无限趋近于实际值。

3、深基坑变形观测

完成上述准备工作后，进行实地测量和现场读数。工作人员必须严格遵循深层沉降仪的操纵规程和观测要点。具体来说包括以下几点：其一，每次进行观测和读数前，应当注意检查磁性沉降标孔口位置是否有阻塞、遮挡等情况，如果有此类情况应当先进行清理，然后再进行观测，保证测量结果的真实性和准确性。其二，受到地质条件、土层结构等诸多因素的影响，每个孔口的标高也存在很大差异，在分析测量结果时，还应当根据孔口的高度差进行灵活调整。其三，对于一些超高层建筑来说，基坑深度往往达到了几十米，这种情况下基坑负荷较大，应定期检查磁性环，也是保证变形观测结果精度的有效方法。

二、测斜仪在深基坑变形观测中的应用

1、测斜仪的特点

深基坑的开挖导致原来的土层结构受到了破坏，同时受到重力和挤压力的影响，基坑周边的土层会在各个方向上发生移动。测斜仪的主要功能就是对土层的位移情况进行量化表示。根据不同的分类标准，常用的测斜仪可以具体分成多种，例如按照组成结构的不同，可以分为电阻应变式、电子计式等;按照操作方法的不同，可以分为固定式、便携式等。测斜仪的主要构成元件包括套管、探头、读数仪等几类。

2、布置测斜管

与深层沉降仪类似，在使用测斜仪时同样需要提前在设计位置进行钻孔，钻孔的深度应当为测斜管长度的1.5倍左右。完成钻孔后，进行简单的孔内清理，将测斜管放入钻孔内。测斜仪的探头需要放置于管内，与深沉沉降仪的不同之处在于，为了保护探头，必须在测斜管的两端加上盖子，防止泥土进入管内。布置结束后，先进行几次预读数，检查探头是否能够正常工作。如果几次读数的波动较大，则重新检查测斜管的安装是否合理，探头是否被遮挡，然后重新调整。

3、测量土体水平位移

（1）完成上述準备工作后，将测斜管内的探头和读数仪连接起来。在连接过程中，要注意将连接线从测斜管一侧的预留孔内引出，以保护探头。尤其要注意检查连接点是否接触良好，避免因为接触不良导致无法获取读数。

（2）将探头插入到测斜管中。待滚轮卡放置在导槽上后，才可以缓慢的下放探头，直到距离孔底0.5m左右的位置。需注意的是，探头插入时，探头和管壁不能相互碰撞，且不能碰触到测斜管的底部。因每次测量中间均会出现一段时间的空隙，只有这样，才可以确保测量结果的准确性，进一步提升测斜仪设备的运行效率。

（3）完成每一次测量后，需要180°旋转探头，使其插入到同一对导槽之中，接着在依据上述方法进行重复测量，且前后测量时检测点需要位于同一个位置上。

（4）为了控制测量误差，需要至少读取3组数据。将其中存在明显误差的数据剔除，然后计算剩余数据的平均值。根据工程测量需要，确定变形观测的时间间隔，一般在24-48h之间。同时做好所有观测数据的汇总、统计工作。

三、深基坑变形观测的注意事项

1、体现时效性

深基坑的土层结构、受力状况会随着施工的进行，不断的发生变化，这也就决定了变形观测必须要做到实时、动态，才能对工程建设提供有益的帮助。技术人员需要按照本部门制定的工作规范，每隔一定的时间，利用仪器设备对深基坑变形情况进行测量，并将每次测量结果如实记录下来，观测深基坑各项数据的走势，并对未来一段时间内的变形情况进行相对准确的预测，进而提前采取有效的应对措施。特别是对于一些特殊、复杂的地质，例如富水地区、软土地区，深基坑变形观测的时效性尤其重要。

2、保证高精度

现代工程对测量结果的精度有着严苛的要求，其中深基坑的变形观测结果，误差通常为毫米级，不仅对所用的测量设备有着严格要求，而且也需要技术人员具备较高的操作技术和专业水平。在选择测斜仪或深层沉降仪时，应结合工程测量的参数要求，选择满足测量精度的仪器设备。例如某工程的测量误差要求为±1mm，那么所选深层沉降仪的读数分辨精度必须小于1mm。另外，工作人员的操作水平也是影响观测精度的重要因素。在开展工程测量前，应当对负责变形观测的人员进行必要的培训，消除人为因素导致的误差。

结语：在工程测量中，深基坑变形观测既是重点又是难点。由于深基坑的土层结构、受力条件等始终处于动态变化中，对变形观测的时效性、精确性等均有较高要求。深层沉降仪和测斜仪是目前工程项目深基坑变形观测中常用的两种测量仪器，分别用来对土层沉降幅度、土层位移程度进行精确测量和动态观测，为深基坑施工提供了必要的数据参考。相关人员应当对常见变形观测仪器的操作规程、技术要点做到熟练掌握，确保深基坑工程的质量安全。

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