小角法在基坑变形监测中的应用

引言

随着城市化进程的加快, 建筑基坑开挖的深度加大, 深基坑一方面存在自身变形, 另一方面对基坑周边建筑物以及构筑物的地基产生沉降和倾斜影响。如何利用快捷、简单方便的监测方法, 已成为当前基坑安全监测的一个重要课题。本文介绍小角法监测, 分析其原理, 以工程实例进行总结。

1. 小角法水平位移监测基本原理及精度分析

如图所示, 沿基坑直线边建立一条工作基线, 通过测量固定方向与测站至监测点方向的角度, 并测得测站至监测点的距离, 从而计算出监测点至基准线的距离, 再通过各次测量距离比较差值计算基坑外部维护结构的位移, 其原理图和计算公式如下:

其中, β为测点与基准线的夹角;ρ为换算单位;ρ=206265;L为工作基点至监测点的距离。通过公式 (1) 可以推导出小角法的误差公式为:

取基准点到基坑监测点距离L为100米、150米时, 分别估算0.5秒、1秒、2秒仪器进行基坑水平位移监测时的监测精度如下表

《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013对一、二、三级监测项目水平位移精度要求分别为0.6mm、0.8mm、1.2mm。小角法是能够满足相应等级水平位移监测要求的。

2. 工程应用实例

武汉某地铁基坑监测工程, 基坑长约100米, 宽约22米, 最大开挖深度为12米;我们共布设了12个水平位移监测点。布点情况如下图所示。

该工程从开挖到完工约有半年时间, 数据量比较多, 在这只列举部分数据说明。水平监测计算成果如下表:

在本工程中我们于10月18日和10月27日通过测精密导线的方式对的GL1坐标位置进行了检验, 并换算成位移量为-1.1mm, 与小角度法测得相对位移量-1.05仅差0.05mm。有效的说明了小角度法能够满足工程监测的精度要求。

3. 结论

小角度法进行水平位移监测具有简单投资少实施简便的优点, 但在使用时要注意:选择合理的仪器精度等级, 各个环节的操作必须规范;基准点布设前应根据现场情况进行精度估算, 将基准点选在基坑影响区域外, 并在基准线延长方向上布设检核点以检核基准点的是否因施工影响发生位移。另外, 还要选择合理的工作基线和工作基点, 对于场地狭小没有足够空间布设工作基线且工作基点位于于基基坑坑变变形形影影响响区区域域内内的的施施工工场场地地, , 应应在在每每次次水水平平位位移移监监测测工工作开展前, 要用基准点对工作基点进行检验校核, 确定工作基点是否稳定若工作基点有不能忽略的位移, 则应对监测点的位移值进行修正。

摘要：介绍在基坑开挖施工过程中, 如何运用小角法监测基坑结构水平位移变化情况, 并通过工程实例分析其测量精度, 从而阐明小角法监测的应用优势及适用范围。

关键词：基坑,小角法,水平位移,测量精度