基坑变形监测十篇

基坑变形监测篇1

关键词：基坑，变形监测，水平位移监测，沉降观测

随着城市的快速发展，近年来地下工程和超高层建筑物越来越多，各种深基坑开挖的深度和规模也越来越大。国内因地下工程或挖掘深基坑而造成的塌陷事件屡见不鲜。为加强对地下工程和深基坑安全监测，实现地下工程和深基坑监测工作的动态管理，保障工程施工安全，降低工程的造价，在深基坑施工中的变形监测已越来越受到人们的重视。

（一）基坑变形监测的内容：

基坑开挖施工的基本特点是先变形，后支撑。在进行基坑开挖及支护施工过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间，都与围护结构、土移等存在较强的相关性。这就是基坑开挖中经常运用的时空效应规律，做好监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土移的潜力，从而达到保护环境、最大限度保护相关方面利益的目的。

根据本工程的要求、周围环境、基坑本身的特点及相关工程的经验，按照安全、经济、合理的原则，测点布置主要选择在3倍基坑开挖深度范围内布点，拟设置的监测项目如下：

1、基坑顶部水平、垂直位移监测

2、支护结构水平、垂直位移监测

3、深层水平位移

4、管网变形监测

5、道路变形监测

6、建筑物沉降监测

7、锚杆拉力监测

（二）基坑变形监测方法：

1.监测点的布设

（1）基坑顶部水平和垂直位移监测点

基坑顶部竖向位移监测点和水平位移监测点可共用一个标志，也可分别布设。监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点；监测点水平间距不宜超过20m。测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的围护墙顶部，并测得稳定的初始值。本项目拟布设垂直和水平位移监测点各16个，编号PD1～PD16。

（2）支护结构水平、竖向位移监测点

支护结构竖向位移监测点和水平位移监测点可共用一个标志，也可分别布设。监测点应沿布设在支护结构中部、阳角处；监测点水平间距不宜超过20m。测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的支护结构上，并测得稳定的初始值。本项目拟布设垂直和水平位移监测点各8个，编号Z1～Z8。

（3）深层水平位移监测点

根据《基坑支护方案》的要求，本工程共布设深层水平位移监测点6点，编号S1-S6。

（4） 周边建筑物沉降监测点

周边建筑物沉降监测点埋设于周边建筑物上，采用植入铸铁标志方式。本项目拟布设监测点40点，编号CJ1～CJ40。

2.监测初始值测定

测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点布设3个，并设在施工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。

为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，观测监测初始值测定次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。

3.监测点垂直位移测量

按建筑变形测量规范二级水准测量规范要求，历次沉降变形监测是通过工作基点间联测一条水准闭合或附合线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程，某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移，本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。

4.监测点水平位移测量

水平位移监测方法原理如图所示。在受施工影响较小的场地处埋设工作基点A、B、O，并使OA和OB分别大致平行于基坑的两边（对于基坑外形不规则的情况，使OA和OB分别与基坑主要边长大致平行/垂直即可）。设O点自由坐标为（1000，1000），并设OA为X轴反向。在O点设工作基点，并摆设全站仪，测量B点坐标作为检核。在待测点上安装反射棱镜，使用OA作为基线，使用全站仪的坐标测量模式直接测定各变形监测点位的坐标，并与初始值对比，作为该变形监测点的水平位移量，精度为1mm。

5.深层水平位移监测

（三）基坑变形监测周期：

1.监测周期

本方案基坑监测从围护结构施工开始，至基坑侧壁回填土完工结束，预计监测工期约为4个月。

2.监测频率

本工程基坑监测等级为一级，根据《建筑基坑工程监测技术规范》要求，并结合本地区其他类似工程的经验，监测频率拟遵从如下规定：

（1）开挖深度小于5m时，1次/2d；

（2）开挖深度在5-10m时，1次/1d；

（3）开挖深度大于10m时，2次/d；

（4）当垫层、底板防水施工完成后7天内，所有测量项目均为1次/2d；

（5）当垫层、底板防水施工完成后7-14天，所有测量项目均为1次/3d；

（6）当垫层、底板防水施工完成后14-28天内，所有测量项目均为1次/5d；

（7）当垫层、底板防水施工完成28天后，所有测量项目均为1次/10d；

（8）监测值相对稳定时，可适当降低监测频率；

（9）监测数据有突变时，应增加监测频率，甚至连续观测；

（10）各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进；

（11）基坑侧壁回填土完工，监测工作结束。

（四）异常情况下的监测措施

当出现下列情况之一时，应加强监测，提高监测频率，并及时向委托方及相关单位报告监测结果：

1、监测数据达到报警值；

2、监测数据连续3天超过报警值的一半；

3、监测数据变化量较大或者速率加快；

4、基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏；

5、支护结构出现开裂；

6、周边地面出现突然较大沉降或严重开裂；

7、基坑底部、坡体或支护结构出现管涌、渗漏或流砂等现象；

8、基坑工程发生事故后重新组织施工；

9、出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况；

10、当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测。

（四）监测数据处理及信息反馈

在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。每次观察数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。监测成果当天提交给业主、监理、施工单位及其它有关方面。

现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责人审核无误后当天提交。如果监测结果超过设计的警戒值应立即向建设方、总包方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。同时根据相关单位要求提供监测阶段报告，并附带变化曲线汇总图；监测工程结束后一个月内提供监测总结报告。

参考文献：

[1]吴志连 浅谈对基坑变形监测 科技信息 2010（22）

[2]岳建平，田林亚等 变形监测技术与应用 国防工业出版社； （2010年6月1日）

基坑变形监测篇2

关键词：GPS技术；建筑基坑变形监测；应用

近年来，地下工程发展速度有所加快，与此同时基坑深度、面积等必然会随之扩大，一旦基坑支护结构出现变形、倒塌等，其后果不堪设想，为切实保障建筑基坑安全，必须借助GPS技术动态监测其变形数据，并将其以直观形象的方式表达出来，以此为科学规划地下空间、安全进行基坑施工、减少地面沉降等提供有力参考。

1 概述

建筑基坑变形是指在开挖基坑时，因坑内卸荷致使围护结构因内外压力差值产生位移，造成其外侧土体出现变形，最终导致建筑移动或沉降。GPS主要由空间星座、地面控制、用户设备三大部分构成，其通过卫星不断发送相关的时间信息和星历参数，而用户在接收到上述信息后会加以计算和分析，以此获取测站的三维方向、位置、时间信息、运动速度等数据，其通常借助伪距法、载波相位等定位方法，以及静态、动态两种数据处理方法服务于建筑基坑变形监测工作。

相对而言，融合了网络、计算机、数据处理、数据分析等多种现代技术的GPS系统，可使布设变形监测网更为自由、方便，可自动、实时采集、传递、处理、分析建筑基坑变形数据，也可实现全天候观测，不仅能够对测点的三维位移进行同时测定，而且可以弱化或规避系统误差对监测数据的影响，从而定位快，精度高，利于及时、准确、动态掌握建筑基坑变形情况，也正因此被广泛应用于建筑基坑变形、地质灾害监测、地面沉降等工作领域。

2 GPS技术在建筑基坑变形监测中的应用

2.1 实践应用

基于GPS技术的似单差法算法模型可实现解算模糊度的简化，规避周跳的修复与探测，而直接从载波相位监测数值中获取相应的变形信息，而GPS一机多天线技术可将监测点的定位误差控制在1mm左右，直接达到了基坑变形监测一级精度的标准，而且可以减少GPS双频接收机数量，利于降低系统造价，加之可以同步监测基坑整体变形量，应用前景十分广阔。下面以平阳景苑工程基坑变形监测为例，着重讲解GPS的实践应用。

首先是基于现有资料，明确平阳景苑工程基坑变形的监测内容，具体包括周边建筑倾斜角度、垂直位移、地下综合管线的水平和垂直位移、地表沉降、地下水位、锚头拉力、土钉内力和拉力、立柱内力、深层水平位移等诸多监测对象。其次是选择合适的监测方法，此时需要以侧边为主，采用边角网，结合部分角度构建平均边长为300m左右的一级平面控制网，但其测角误差不得大于0.7″，相邻基准点位置误差不得大于1.5mm，同一方向测回互差和半测回归零差不得超过3″等，在测量边长时，可借助电磁波来完成，且往返较差应不得超过2*（a+b*D）mm等；采用方向观测方法，尽量将测量读差控制在2″内，利用徕卡TS30全站仪测量监测点的水平位移，并借助徕卡变形监测分析系统平差加以计算；监测基坑垂直位移时，应在其外部布设四个工作基点，结合水准网加以联测，且在水准限差中，保证基辅分划的测量高差在0.7m内，而沉降量以本次与前次所测高程差为准；监测地下水位时，可利用水位计进行直接测量等。

再者是合理布设监测点，为清楚、全面的认识基坑变形信息，需要在基坑水平位移监测点设置6个观测墩；在埋设垂直位移基点时，应将其设置在变形影响范围以外，易于保存且稳定的区域；为监测基坑围护顶部时，必须在阳角处、周边中部设置监测点，且水平间距控制在20m左右；用于监测地表沉降的点应分布在周边道路附近，此外锚头、锚索、土钉等内力、拉力等监测点的布设位置和数量，应以实际情况为准。该环节基于GPS技术，还应用了测斜仪、全站仪、振弦式传感器、计算机等设备基坑辅助变形监测。

最后是利用GPS技术获取的监测点数据，借助相应的应用软件，严密的平差方法，准确计算其变形测量结果，并加以检查和核实，以此为采取行之有效的变形控制措施听过有力依据。

2.2 应用趋势

一是基于GPS技术的建筑基坑变形集成监测系统的构建，集成GPS、特殊变形测量、摄影、INSAR等技术而形成的综合变形监测体系，通过数据处理、管理、查询、变形预测、可视化等诸多模块的构建，可有效克服GPS技术在建筑基坑变形监测应用中的局限性，准确、全面掌握建筑沉降、地下水位、基坑支护结构位移、支撑轴力等信息，以此为应对基坑变形提供重要依据，如GPS/INS系统可精确、动态、整体测定（x，y，z，t）四维形变场。

二是实现建筑基坑变形监测数据的可视化，此时主要基于GPS技术，融合三维可视化先进技术，以建筑所在地的地质、沿线地形、周边建筑等信息资料为依据，构建三维地质建筑和地质模型，如此一来，我们不仅可以直观形象的看到受控建筑、时序曲线、监测数据，更可以对基坑开发过程进行动态模拟，以及实时查看基坑变形数据和变形分布，用于科学、安全施工，以免引发不必要的损失和事故。

三是以3S技术为基础的实时在线分析系统的构建，当下的GPS、RS、GIS三大技术已进入相互融合、相互集成的发展阶段，不仅为建筑基坑变形监测，也为局部地壳变形、滑坡等监测带来了便利。通过该系统，可实现对变形监测数据的及时、自动的分析、处理和评价，利于快速掌握基坑变形现状，并作出切实有效的应对措施。此外基于GPS和Web的自动反馈和报警系统可根据建筑基坑变形监测区域的具体情况自动生成变形速率、曲线图以及预测图等，并在网上进行，从而使管理人员无论身处何地，都可以借助互联网了解建筑物基坑变形情况，以此为后续工作提供便利。

3 结束语

总之，GPS技术为可为有效控制建筑基坑变形，安全、经济施工，合理开发地下空间提供有力参考和依据，因此我们应增强创新能力，提高GPS技术的适用性、可靠性与高效性，以此促进建筑基坑监测工作迈上新台阶。

参考文献

[1]李黎.GPS技术在变形监测中的应用及发展趋势[J].勘察科学术，2012（20）.

基坑变形监测篇3

关键词：城市建筑区；深基坑；变形；监测

中图分类号：TU433文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）50-0031-02

1城市深基坑变形监测的必要性及意义

当今社会的建筑物很是密集，再加上地表复杂性，使得深基坑极易变形，从而会影响基坑周边的建筑物、地下管道、交通路线等的正常使用。当基坑开挖后，其侧部和底部的土体由于卸载作用会出现隆起现象，同时支护体受到内外两侧的压力而产生压力差，使得支护体向坑内侧移动，并且围护墙后面的地面也会下沉，从而影响相邻的建筑物的变形情况。深基坑变形监测的意义。①现场监测是一个提供动态信息的过程，不仅可以了解深基坑的设计强度，还可以为以后施工提供指导信息；②深基坑变形的监测可以及时掌握施工情况，及时发现问题并且采取相应的急救措施，保证工程顺利进行；③深基坑变形的监测还可以提前了解周边建筑物、地下管道、交通线路等的情况，从而对施工环境做到心中有数。

2城市深基坑变形监测的原则

2.1合规原则

即所使用的监测方法、监测频率以及监测仪器都是符合相关规定以及设计要求的，这样所得到的监测数据才是可靠的，否则数据会有偏差，在使用数据的时候会出现很大问题。这样就可以保证能够及时提供准确的数据，来满足工程所需。

2.2充分原则

即在设置监测内容的过程中要保证其监测点可以充分的满足施工过程中各项要求，可以全面反映基坑和其周边环境在整个施工过程的变化，防止有监测盲点，从而造成不可挽回的损失。因此监测内容力求充分全面。

3城市深基坑变形监测的内容

城市深基坑变形监测的对象为周边建筑物、交通线路、地下管道、支护体系以及场地水位。其监测项目有：沉降监测包括基坑回弹和建筑场地沉降等；位移监测包括倾斜观测和基坑侧向位移等；特殊变形观测；相邻环境观测等。由于变形监测持续在整个工程期内，工作人员需要进行巡视，来保证时时监测。所谓巡查就是指定相关工作人员定期来现场巡查，一方面用肉眼来判断各类情况，另一方面也要用锤钎等工具辅助判定，同时用文字及照片记录每次巡查的各个关键场地。完成每次巡查后要与之前的数据做对比，从总体来分析是否出现异常情况。如果不能确定，则需要和总包技术质量部人员进行及时的沟通，以尽快明确是否异常。巡查的内容可以分为四大类：支护结构，包括支护结构成型质量、立柱有无较大变形、冠梁有无裂缝等；施工工况，包括基坑周边地面有无超载、基坑是否于设计要求一致、场地地表水排放是否正常等；周边环境，包括邻近基坑及建筑的施工变化情况、周边管道情况、周边道路情况、周边原有建筑物情况等；监测设施，包括基准点状况、监测点状况、监测元件状况等。

4城市深基坑变形监测的实施

4.1监测点布设

监测点的布设要结合工程需要和基地现场情况来进行，如果布设的好，不仅可以全面及时监测，还可以做到经济。为了有效布设，在确定方案之前，需要对基地的地质以及基坑的防护方案进行详细了解，然后结合现实和理论进行监测点的布设，包括密度和范围。布设设计出来之后，凡是能在开工前埋设的点就要提早完成，在开工前测取其静态初始值，并且还需要对其稳定性负责。凡是可以安装在被监测物上的测点都应该尽量直接接触，例如位移、沉降的测点。而地下管道不能直接挖测点的就需要进行模拟监测，例如在人行道上埋设水泥桩。由于在基坑开挖前就已经降低了地下水位，这可能会引起地下水由坑外向坑内渗透，很可能引起塌方。因此地下水位的监测是保障基坑安全的基本要素。而地下水监测管的埋设要根据水文资料，选择水量大、渗水强的地方，以20~30m的间距平行于基坑边。

4.2监测频率

监测频率的确定要结合工程阶段、周边环境等因素。当监测值较为稳定时，可以适当降低监测频率，相反，当出现不稳定值时，就要提高监测频率。不稳定情况包括监测数据达到预警值、变化幅度大、积水多、管道泄漏、邻近建筑物沉降等。

4.3监测数据观测及处理

按照观测频率进行数据收集，每次监测后要讲将此次数据和上次数据进行对比，做差值，根据一定的规定范围判断其是否具有稳定性，对异常数据要进行标准比对，判断其偏离程度及严重程度。当各个观测点相互联系而构成一个体系时，就要进行组合差值比较。当差值不足以判断时，还需要结合统计检验的方法来进一步检验。所有数据都要妥善保存，可以对数据进行长期趋势分析，这样可以发现在长期将出现的问题，提早防范可能出现的各类异常情况。总而言之，在建筑工程过程中，深基坑变形监测是十分重要的，是保障工程安全的关键环节。工作人员要给予充分重视，制定完善的监测体系，不断改进监测措施，使得工程的其他进程无后顾之忧。

参考文献

[1]乐世铭.关于城市深基坑变形监测中的问题及新技术应用研究[J].科技创新于应用，2012，28：38~39.

[2]潘桂才.深基坑支护工程变形监测探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2012.

基坑变形监测篇4

关键词：深基坑；变形；观测；监测方法

基坑工程施工中对基坑监测及其周边相邻建筑物、道路、地下管线、隧道等保护对象进行沉降及水平位移监测，已越来越受到人们的重视和推广。在过去几年中，因深基坑工程开挖引起基坑变形、周边相邻建（构）筑物沉降，从而导致基坑坍塌、相邻建 （构）筑物开裂甚至倒塌的工程事故频发，造成了严重的人员伤亡事故和经济损失。深基坑的支护设计、施工及其监测已逐渐形成共识的系统施工工艺流程，且基坑监测是其中一个重要的组成部分，而施工场地变形监测作为基坑监测的一个重要内容越来越受到重视。因此，信息化施工将成为未来施工的显著特征之一。作为一个与复杂地质环境紧密相关的系统工程，及时的信息采集、分析、处理，既可以真实地反映基坑实际的运作状态，指导下一步的工作，又可以及时采取相应的措施。

一、基坑变形的概述

随着建筑行业施工的日益规范化，基坑工程开挖采用信息化施工必将成为一个发展趋势。基坑在开挖施工过程中由于受基坑土质、开挖深度及尺寸、周围荷载、支护系统及施工方法等诸多因素影响，变形将是不可避免的。尽量减少基坑开挖对周边环境的影响，对基坑周边建筑物、基坑土体及支护桩的位移等进行变形监测，尽可能的对它们在后续施工中的变形进行预测，了解其有无较大的不均匀沉降，以便采取有效的补救措施，是现代建筑基坑施工中面临的重要问题。

深基坑工程是综合性较高的一门学科，不仅涉及到测绘工程，还涉及到岩土工程、结构工程以及施工技术等多学科的相互交叉，是多种复杂因素交互影响的系统工程。

二、基坑变形的机理

基坑变形包括支护结构变形、坑底隆起和基坑周围地层位移。基坑周围地层移动是基坑工程变形控制设计的首要问题。基坑的开挖过程是基坑开挖面上卸载的过程，由于卸载而引起坑底土体产生以向上为主的位移，同时也引起围护墙在两侧土压力差的作用下而产生水平位移， 因此产生基坑周围地层位移，而坑底土体隆起和围护结构的位移是引起周围地层移动的主要原因。

三、深基坑工程特点

根据建设部建质 200987 号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：深基坑一般是指开挖深度超过 5 米（含 5 米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过 5 米，但地质条件、周围环境及地下管线特别复杂的工程。其特点归纳起来主要有以下几个方面：

（1）基坑支护体系是临时性的结构，其安全储备较小，具有较大的风险性。基于此特点，基坑工程在施工过程中应进行监测，并制定相应的应急措施，一旦在施工过程中出现险情，必需及时进行抢救，确保工程和施工人员的安全。

（2）基坑工程具有很强的区域性。不同地基土的地质条件和水文条件不同，相应的基坑工程差异性也很大。而且，在同一城市的不同区域基坑工程也有很大差异。因此，基坑工程的支护体系设计、施工以及基坑开挖都要因地制宜，而不能照搬外地经验。

（3）基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计、施工和基坑开挖的相关影响因素有很多，比如，工程地质条件、水文条件、基坑周边的建筑物、道路、地下管线等。这些因素在设计及施工过程中，都应该考虑到，以免造成安全事故或者破坏周边的已有建筑物或设施。由此可见基坑工程具有很强的个性。因此，如何对基坑工程进行分类、如何规定统一的支护结构变形容许值标准对，在目前来说是比较困难的。

（4）基坑工程综合性强。基坑工程是一项综合性的岩土工程，不仅包含岩土工程知识，还包含了结构力学、水力学、计算理论、测试技术、施工机械及技术等多学科的综合知识。

（5）基坑工程具有较强的时空效应。对支护体系的变形和稳定性有大较大影响的因素主要有基坑的平面形状及基坑深度。此外，也需要对地基土体的蠕变性加以关注和研究，特别是软粘土的蠕变效应。在蠕变效应的作用下，随着时间的推移地基土体强度降低，土坡稳定性变小变得易于发生失稳破坏。所以必需重视基坑工程的时空效应带来的不良影响。

（6）基坑工程是系统工程。基坑工程由支护体系设计、施工以及基坑开挖三部分组成。基坑开挖的施工组织是否合理将对支护体系能否成功支撑住基坑边、安全稳定地运行产生重要影响。不合理的基坑开挖顺序以及过快的开挖速度都可能引起主体结构桩基变位、造成支护结构变形过大，甚至引起支护体系失稳而导致破坏，引发工程事故。同时在施工过程中，应加强对支护结构变形的监测，密切关注支护结构的工作情况，一旦出现异常情况能够及时发现和采取应急补救措施。

（7）基坑工程具有环境效应。基坑开挖必然会引起周围土体地下水位的变化和应力场的改变，从而导致周围地基土体产生变形，并对周围建筑物、道路和地下管线产生影响，甚至影响其正常使用或安全。此外，大量土方外运也将对城市交通、路面卫生和弃土点环境产生影响，施工过程中产生的施工噪音也会对附近居民产生影响。

四、基坑的三维变形监测

4.1 利用全站仪进行三维变形监测

4.2利用深层沉降仪进行变形监测

基坑变形监测篇5

【关键词】坑外土体；基坑围护；变形规律

【Abstract】This paper takes a square under a fan room end well and tunnel foundation pit for example， the use of the foundation pit during the construction monitoring of retaining structures outside the pit soil and foundation pit surrounding environment of the whole process， analyze and discuss the distribution regularity of the deformation monitoring of foundation pit retaining structure， through the analysis of the monitoring results， safety to guide the excavation during construction， provides the reference for the follow-up project construction process， process arrangement， in order to take timely and effective measures to prevent the accident.

【Key words】Pit soil；Bracing of foundation pit；Deformation law

1. 工程概况

本场地土划分为13个工程地质层，60.0m深度以内均为第四系堆积物，在垂直向上具有明显沉积韵律，水平方向上岩相较稳定，局部亚层多呈透镜体分布，据钻孔内水位观测，拟建工程区地下水水位埋深为39.9～41.6m。

2. 基坑围护结构变形的监测

2.1 在围护结构桩体、基坑外侧土体水平位移监测点布置。

沿基坑周边墙体内布设观测孔，根据设计图纸要求，本工程共布设围护结构桩体水平位移监测点6个，编号为ZTS01、ZTS02、……、ZTS06；布设基坑外侧土体水平位移监测点17个，编号为TTS01、TTS02、……、TTS17。

2.2 桩体、基坑外侧土体水平位移监测点埋设及技术要求。

2.2.1 埋设方法。

围护结构桩体、基坑外侧土体水平位移均采用测斜仪进行监测，其测点埋设方法分别如下：

（1）围护结构桩体测斜管埋设拟采用绑扎埋设。测斜管通过直接绑扎固定在围护结构桩钢筋笼上，钢筋笼入槽（孔）后，浇筑混凝土。埋设示意图见图1，效果图见图2。

（2）基坑外侧土体测斜管埋设拟采用地质钻机成孔，将底端密封好的测斜管下到孔底，在测斜管与孔壁间用干净细砂填实。

2.2.2 埋设技术要求。

（1） 管底宜与钢筋笼底部持平或略高于钢筋笼底部，顶部达到地面（或导墙顶）。

（2） 测斜管与支护结构的钢筋笼绑扎埋设，绑扎间距不宜大于1.5m。

（3） 测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头处牢固固定、密封。

（4） 管绑扎时应调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向）。

（5）封好底部和顶部，保持测斜管的干净、通畅和平直。

（6）做好清晰的标示和可靠的保护措施。

2.3 基坑围护结构监测方法。

2.3.1 观测方法：（1） 用模拟测头检查测斜管导槽；（2） 使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，深点深度同第一次相同；

（3） 每一深度的正反两读数的绝对值宜相同，当读数有异常时应及时补测（监测仪器采用XB338-2型测斜仪见图3）。

2.3.2 观测注意事项：（1） 初始值测定：测斜管应在测试前5天装设完毕，在3～5天内用测斜仪对同一测斜管作3次重复测量，判明处于稳定状态后，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值；（2） 观测技术要求：测斜探头放入测斜管底在恒温10～15分钟后开始读数，观测时应注意仪器探头和电缆线的密封性，以防探头数据传输部分进水。测斜观测时每0.5m标记要卡在相同位置，每次读数一定要等候电压值稳定才能读数，确保读数准确性。

2.4 基坑围护结构监测的规律。

（1）首先必须设定好监测基础点，围护体变形观测的监测基础点一般设在测斜管的底部。当被测围护体产生变形时，测斜管轴线产生挠曲，用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角，结合测斜探头0.5m的固定长度，便可计算出围护体的水平位移。设监测基础点为O点，坐标为（X0，Y0），于是测斜管轴线各测点的平面坐标由下列两式确定：

3. 基坑围护结构变形数据的分析

3.1 观测点稳定性分析原则如下：（1）观测点的稳定性分析基于稳定的监测基础点作为监测基础点而进行的平差计算成果；（2）相邻两期观测点的变动分析通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差（取两倍中误差）斫行，当变形量小于最大误差时，可认为该观测点在这两个周期内没有变动或变动不显著；（3）对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。

3.2 监测点报警判断分析原则如下：（1）将阶段变形速率及累计变形量与控制标准进行比较，如阶段变形速率或累计变形值小于报警值，则为正常状态，如阶段变形速率或累计变形值大于报警值则为报警状态。（2）分析确认有异常情况时，应及时通知有关各方采取措施。

3.3 监测数据成果规律分析原则：（1）通过绘制时程曲线图、监测横断面图、监测纵断面图，对监测数据的变化规律、影响范围进行分析；（2）通过比对监测数据的变化与施工工序、工法的关系，并综合地层条件、外界影响等因素；（3）结合类似工程经验判断，如出现异常现象，及时提出补测（探）措施；（4）结合其它测项数据，相互印证，综合分析（地面沉降测点标志埋设形式图见图5）。

3.4 地面沉降监测点埋设的分析。

（1）开挖直径约80mm，深度大于1m孔洞，夯实底部，清除渣土，向孔洞内部注入适量清水养护；

（2）在底部灌注标号不低于C20，厚度为25cm左右的混凝土；在孔中心置入长度不小于80cm的中心标志，振捣密实；

（3）上部用砂土填实至地表5cm左右，钢筋标志应露出砂土面约1～2cm；上部加装钢制保护盖。

4. 结论

（1）在土建施工过程中对周边环境和工程自身关键部位实施监测，及时掌握基坑施工过程中坑外土体、周边地表及建筑、围护结构体系和围岩的动态变化，明确各施工阶段对坑外土体、基坑周边环境、围护结构体系和围岩的影响；

基坑变形监测篇6

关键词 基坑工程；支护结构；内力变形

中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0157-02

随着现代化城市进程的不断扩张，我国的基坑工作也在不断的增加，同时也伴随着风险和质量的不断增加。而基坑工作是一项综合性很强的系统工程，它包括了基坑支护体系的设计施工和土方开挖，这就要求各个部门的技术人员之间要进行密切的配合。同时基坑工程在每个地方表现出来的差异性也不一样，受到各个方面因素的影响，每个基坑的变形情况也不同，而其中一个很大的影响因素就是开挖地区的土体物理性状。

1 基坑支护结构内力变形监测要求

基坑的变形现象主要体现在在3个方面，支护墙体的变形、基坑底部的突起以及地表不同程度的沉降。其中对支护结构变形的预测是作为基坑变形的一项最常见的预测，因为基坑支护墙墙体的变形就会导致墙体的的外侧地面发生变化，促使基坑内的位移和底部土体的拱起。由于受到地质水以及各方面的影响就使得我们在实验室内而得到的支护机构应力变形等数据域实际测量工作中得到的数据还是有很大的差距的。为看了让实际检测的数据和实验得要的理论数据相一致，我们就可以从实际的检测到的数据用反分析的方法去修改计算机模型中的一些参数，再根据这些参数，运用正分析的方面从而计算出下一个施工阶段的数据。

2 基坑支护结构内力变形的控制措施

2.1 控制要求

基坑变形主要控制方法主要为加深、加刚、加固、降水、随挖随撑，增加维护结构和支撑的刚度，增加围护结构的入土深度，加固被动区土体，控制降水减少开挖时间，随挖随撑，缩短暴露。

2.2 控制措施

2.2.1 冻结＋排桩支护技术

地基冻结排装桩伐法顾名思义就是将两种技术互相结合取长补短，是一种大胆的技术创新，将含有水的地基坑的封水结构，利用排桩和内部的支撑系统来作为受力层用来抵抗水土带来的压力。但是由于现在的岩土力学这方面的基本理论还不是很成熟，就使得运用这种技术所得到的力学数据与实际检测到的数据还是有很大的出入，这就要求我们要多次的进行工程检测，将信息反复的比较及时的发现和解决问题，以保证工程的安全的进行。冻结止水适用于各种不良地质，并且基坑越深，经济上、工期上的优势也就越大，特别是对地下水丰富的软土地层就更加具有优越性，适用于25 50米的大型和特大型基坑，矩形、圆形和其他几何形状的施工。

2.2.2 型钢＋搅拌桩支护结构技术

型钢＋水泥土复合搅拌桩支护结构的主要工程就是可以抵抗侧向水土的压力已经能够有效的驻足地下水渗漏，目前这种技术主要引用在深基坑支护。目前主要是使用的是以下两种结构的形式：一种就是在水泥土墙中插入断面交大的H型钢，主要是利用型钢能够承受的侧压力，基本上就是不考虑水泥土的承载能力，水泥土只是作为止水幕墙，而型钢一般也是不需要喷涂隔离剂，等到基坑工作结束以后再将型钢拔出，达到节省钢材的目的。另一种方面就是在水泥墙内外两侧压力比较大的区域插入断面比较小的工字钢等，这种方面的原理就是利用水泥土和工字钢的共同作用来承受水土带来的巨大压力还可以有效的止水。成墙厚度可低至550毫米，围护结构占地和施工占地大大减少。废土外运量少，施工时无振动、无噪声、无泥浆污染。工程造价较常用的钻孔灌注排桩方法可节省20% 30％。该技术可在黏性土、粉土、砂砾土使用，目前在国内主要在软土地区都有成功应用。这种技术目前可应用在开挖深度15米下的基坑围护工程。

3 基坑支护结构内力变形的控制辅助措施

3.1 严格分包管理

在基坑工程方面，一定要强调建设单位不得将基坑工程分为几个部分承包给不同的单位。基坑环境包补等位二级以及以上的单位，在围护设计前必须要委托给有一定的资质的房屋检测单位，通过对周边建筑物的倾斜、差异以及沉降结构的接侧来确定其对基坑检测的影响，从而作为设计单位未来确定基坑变形控制标注的一个依据。对于在基坑工程施工当中比较关键或危险性比较大的工段的时候，施工方必须要求设计人员应驻在现场，以防止不必要的危险发生。而总到单位必须对基坑工程中的一切的质量安全问题负全责。

3.2 强调监理管理

在基坑工程开挖前进行严格验收是建设单位必须要的一项强制要求，只有拿到总监理工程师亲自签署的开挖令才可以实施。对于以下行为建设单位不接受的，监理单位应当及时的上报给当地的建设行政管理部门，如出现质量、安全事故等隐患时，监理下达书面指令要求其整改或者暂停施工而拒绝实施的。

3.3 注重施工堆载管理

设计单位应明确堆载限值和基坑周边堆载范围。由于临时需要在原定的堆载范围以外堆土的，施工单位必须要要经过明确的查验以后制定对应的方案，从而来确定具体的堆载限制和范围，并且申报给总包单位等到验收以后才可以堆土的。另外在已经建好的建筑物周边堆土或者是覆土的，也是要建设单位必须要跟原建筑物的设计单位之间进行协商和核算，由于地面堆载对周围建筑物地基造成的附加变形，经妥善协商处理好以后才能进行施工。

总之，在现代建筑施工中，我们要因地制宜地做好基坑支护结构的设计和施工，要密切监测在基坑开挖过程中所引起支护结构的内力变形，同时积极进行管理，确保每个基坑工程都能安全保质保量的完成。

参考文献

[1]单永新.新建地下车库深基坑工程监测控制难点与对策分析[J].中国医院建筑与装备，2012(4)：70-73.

[2]曾彩华.深基坑支护工程的结构型式与工程实例[J].安全与健康(上半月版)，2006(7)：44-46.

[3]刘二栓.深基坑工程特点及存在的问题[J].有色金属设计[J]，2004(1)：45-47．

[4]齐干，陈学军，朱瑞钧.BP神经网络在深基坑工程中的应用[J].建筑技术开发，2004，31(5)：22-26．

基坑变形监测篇7

关键词：深基坑；变形状况；监测流程；研究手段

前言：基坑变化细节监测和工程总体布置形式设计，如今已经被定义为深基坑工程安全质量完善期间的特定要素，其间对于钻孔灌注桩以及内部支撑单元产生更加严格的规范要求。可现实中，我国在基坑支护控制经验上仍旧处于单一落魄境遇，因此后期工程系统化覆盖指标不可避免地遗留某种滞后效应。这就需要研究主体结合施工现场试验数据、以往研究经验，加以科学整编演练，确保基坑监测创新形式的举措得以快速浮出水面。

一、针对基坑变形细节加以科学监控的现实意义论述

首先，技术人员在基坑挖掘期间会借助某类高新技术手段，将施工现场内部各类动态信息传输出去，可因为内部因素影响状况极为复杂，使得基坑和周围建筑物安全稳定性难以贯彻落实。由此，一切监测数据的搜集便是为了进一步掌控基坑内部结构参数变化状况，使得对应施工管制部门能够及时吸纳最新监测数据信息，避免今后施工方案创新改良和覆盖进度遭受不必要的限制作用。

其次，联合基坑变形监测数据加以精准解析调试，能够为各类建筑、生活设施威胁程度校验快速提供疏导线索。也就是说，一旦基坑变形程度超出预设要求，施工管制主体就可借助变形监控分析系统整编现场资料内容，确保施工方案得以快速改良和顺利落实。

最后，基坑内部任何险情预测和警告。施工期间一切安全事故，其实都与基坑施工监测人员正向态度相关，一旦任何数据校验分析不当，都会令现场失去控制，造成不必要的人员伤亡和成本损失结果。针对施工流程和深基坑各类变动参数加以解析，可以在合理期限范围内预测险情状况，为施工流程布置期间可能遭遇的不安问题提早加以预防补救。

二、深基坑变形状况监测分析的科学举措内容解析

（一）监测点的精确选取

监测点设置工作主要针对基坑开挖期间核心影响部位加以掌控，基本上会超出基坑预设深度两倍左右，如若想要在合理期限范围内获得合理经济效益，布置流程必须足够科学。技术人员在进行测点布设前期，有必要适当将核心注意力投射在基坑区域地质变动细节和维护方案设计层面之上，后期联合以往安全保护经验和支承控制理论，进行测点布置范畴和密度检验调试。客观层面理解，可以加以预埋的监测点必须在工程开始之前加以快速埋设，在对应工作稳定期限得以延续基础上，异质化静态初始值都应该测取完备。需要注意的是，有关沉降、位移的观测点有必要直接在被监测的物体之上安装。

（二）辅监测仪器的科学匹配沿用

主要结合施工现场地质检验结果，进行容易引起坍塌结果的位置埋设，全程沿着围护结构平行方向25m间距加以布置。需要注意的是，用于围护桩体结构的测斜管，大致上会在围护桩浇灌期间放入。具体规范流程如下所示：首先，技术人员有必要结合基坑整体开挖深度事先测斜管孔深确认目标，其实就是将基底标高特定支护结构的土体侧向位移数据暂且视为零，并且将其作为预测判定基准媒介。其次，快速将测斜管放置在底盖之上，并进行逐层组装。技术人员要做的是，详细检验内部导槽稳定性，确保其能够时刻和坑壁走向保持平行、垂直关系；再就是管内需注入合理数量的清水，持续到沉管到达孔底期间，在斜管、孔壁之间遗留的空隙，要用砂子逐层填实。最后，便是针对测斜管管口坐标、高程进行精确计算，提供明显的标示以保护管口位置。毕竟现场测量前期，技术人员始终须依照孔位科学布置指示图，进行钻孔列表结构完善布置。确保最终测量结果分析预测能够有据可依。

（三）监测频率的确认和科学调试

基坑工程监测频率，核心价值在于精准映射既定项目变化细节，技术人员可以考虑依照不同工程管理机动需求，进行监测方案精确调整。实际上，开挖期间监测间距不宜过长，持续到外界条件变化剧烈期间适当增加监测管控能效。需要注意的是，一旦说基坑冠梁衍生任何裂缝问题时，监管主体可以依照实际状况加以科学监测，针对单位裂缝宽度极限位置和末端进行观测标示匹配，其中裂缝观测周期主要依照现场数据变化速度而定。

另外，各监测点和监测基点要严格保护并做明显标记，施工过程中严禁破坏。监测应定人、定仪器、定时进行，不许漏测，开挖接近槽底时，应加强监测。对监测数据应如实记录，及时进行汇总、分析和评定，并根据变形趋势做出预报。监测中如发现变形异常，应及时提交变形资料以便及时进行处理。同时后期实践验证，边坡沉降控制在规定的沉降值范围内，并且在基坑开挖过程中，通过变形监测，施工方及时掌握基坑的各种变形值，对可能发生的安全险情，进行预防和安全措施补救，在整个基坑开挖过程中，基本未发生任何安全事故，施工工期得到有效保障，经济效益明显。

结语：综上所述，在进行深基坑开挖过程中内部变形状况监测方面，相关部门主张大力推动对应监测设备更新效率，确保当中边坡、附近管线的水平和竖向细节都得到合理检验，进一步为后期施工期间一切可能滋生的安全险情加以精准预测，防治。相信长此以往，必定为我国深基坑施工工期、社会经济效益指标完善奠定深刻适应基础，再就是为今后超大型深基坑变形精准监测和系统防护工作提供更多标准指导性建议。

参考文献：

[1]李永辉.黄土深基坑施工监测分析与数值模拟[D].西安建筑科技大学，2009.

[2]于洋.深基坑支护与稳定性分析[D].辽宁工程技术大学，2010.

基坑变形监测篇8

关键词：深基坑；变形监测；监测方法；数据比对

Abstract: the deformation monitoring in deep foundation pit construction and plays an important role in the process, the data can be intuitive reflect the supporting structure and the surrounding environment changes degree, thus for deep foundation pit construction to provide the correct guidance, and is convenient for security hidden danger to handle in time.

Keywords: deep foundation pit; Deformation monitoring; Monitoring methods; Data than

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号

0引言

沿海城市的填海区，地质条件复杂，多为杂填土、淤泥、卵石等不利地层。且地下水丰富，给深基坑支护施工增加了很多难度。由于支护体系变形量很难通过计算获得，所以基坑支护结构及周边环境的变形监测尤为重要。准确的监测数据能直观的反应出支护结构及周边环境的变化程度，从而为深基坑施工提供正确的指导，及时发现安全隐患并进行妥善处理。本文选取一个有代表性的实例，对各监测项数据联合比对分析并指导施工的过程进行介绍。

1 深基坑支护条件和支护结构

本例深基坑位于某沿海城市海滨回填区，基坑深度平均22米变形影响范围内没有重要建（构）筑物。根据钻孔资料揭露，场地地层在勘探深度范围内自上而下为：

①杂填土：杂色，稍湿－湿，稍密，主要建筑垃圾、生活垃圾、粘性土、碎石、碎砖块、炉渣、杂物构成，该层最大层厚8.1m，层底标高-0.09～-1.38m。

②淤泥质土：灰褐－黑褐色，成份包括淤泥质粉质粘土、淤泥质粉土，淤泥间夹薄层淤泥质粉砂等软弱土层，该层在水平和垂直方向上分布有所差异，成份混杂，混有圆砾、角砾，土层下部砾石、砂明显增多，该土层含有机质、贝壳类生物残骸，有腥臭味，流塑状态。该层最大厚度3.60m，该层层底标高-1.18～-3.78m。

③砂卵石：灰褐－黄褐色，石英岩卵石含量为60%，粒径20～50mm，钻探所见最大粒径60～80mm占20%，砂砾石充填，磨圆度较好，分选级配差饱和，稍密状态，该层最大厚度8.00m，该层层底标高-7.85～-12.25m。

④2全风化板岩：土黄褐色，岩石风化剧烈，散体结构，岩芯呈土状，少量碎片状，冲击可钻进，呈软塑状态，仅CZK2、CZK3号孔揭露，岩体极破碎，岩体质量等级为Ⅴ级。该层厚2.00m，该层层底标高-10.25～-14.05m。

④1强风石英岩板岩互层：白－黄褐色，岩石构造节理裂隙极发育，局部夹板岩层。胶结性差，岩芯呈碎块状、块 （图一）支护结构图

状、少量短柱状，岩体基本质量等级Ⅴ级，该层最大厚度6.30m，该层层底标高-10.06～-17.35m。

④中风石英岩板岩互层：白－黄褐色，岩石风化裂隙发育，局部夹板岩层，胶结性差，岩芯呈块状、短柱状，少量柱状，岩质坚硬，岩体较完整，局部较破碎，岩体基本质量等级IV级，该层最大揭露厚度11.80m，本次勘察未穿透此层。

该场地地下水丰富，主要赋存于杂填土、淤泥质土和砂卵石层中，容水性、给水性、透水性好，与海水联通，涌水量大，水位受潮汐变化影响。

基坑支护结构采用顶部地表以下3米按1:0.5放坡，中部采用Φ800机械钻孔混凝土灌注桩加4排预应力锚杆，下部岩石采用1:0.75放坡方式联合支护。支护桩间距1.5米，预应力锚杆水平间距1.5米，竖向间距约2.5米。（支护结构见图一）

2变形监测项及监测方法

根据基坑支护设计文件要求和基坑结构及周边环境，在基坑施工过程中，施工单位和第三方监测单位同时对基坑进行了变形监测。

共设计监测项6项，桩顶水平位移、桩顶垂直位移、桩体水平位移（测斜）、地表沉降、地下水位观测和爆破震动监测。根据基坑大小及形状，布设10个监测断面。各监测项监测点尽量位于同一断面内，保证各监测项的数据的可比性，以便进行相互验证。

（1）水平位移

水平位移监测基准网采用导线网，基准点以该工程平面控制系统为基准建立，采用闭合导线形式，起始并闭合于同一控制点上。水平位移监测基准网由水平基准点和工作基点组成，基准点根据场地围挡条件及基坑位置合理分布，设置工作基点，同观测点一起布设成监测网。根据现场情况，在基坑周边布设5个工作基点。为减少对中误差，采用强制归心的水泥观测墩。

桩顶水平监测采用极坐标法，施测选用徕卡TS30型全站仪。利用基坑四周监测点进行相互验证，尽量减小误差，保证数据稳定性。根据设计要求，基坑桩顶水平位移控制值为40mm，变形速率控制值为4mm/d。

（2）垂直位移

垂直位移监测基准采用Ⅱ等水准测量精度要求施测，基准点以该工程高程控制点为基准，在施工影响范围以外设立4个垂直位移监测工作基点。

地表沉降和桩顶沉降监测闭合水准路线要求组织实施。施测选用天宝DINI03高精度数字电子水准仪配以LD12铟瓦条码尺。在观测过程中采用同一仪器和设备，观测人员相对固定，按照相同的水准观测路线与观测方法，施测一条闭合的水准路线，确保观测误差降到最低。根据设计要求，地表沉降控制值为50mm，变形速率控制值为5mm/d。桩顶沉降控制值为20mm，变形速率控制值为2mm/d。

（3）深层水平位移

桩体水平位移（测斜）宜采用基康GK-603测斜仪进行观测，自上而下按0.5M等距离量测，自动存储记录，正倒向180°两次读数。测斜仪的分辨率大于0.01mm/m，精度为±0.1 mm，电缆长度大于最深的测斜孔深度。量测围护桩在不同深度处的水平位移变化。

（4）爆破振动监测

爆破振动监测采用TC-4850爆破测振仪进行施测，包括传感器、相应的采集设备以及处理软件。传感器固定在预埋件上，爆破引起的振动讯号由传感器检测，并转为电讯号，微弱的讯号经放大后自动存储，然后输入计算机采用配套处理软件进行分析、处理，最后输出爆破振动波形及振动的3向速度(垂直方向、水平径向、水平切向)。根据设计要求，爆破振动监测控制值为5.0cm/s。

3施工过程中监测数据分析

在基坑开挖至-13米时，基坑东部揭露砂卵石层约3米，发现该层与勘察报告中描述的差别较大，卵石粒径最大可达到100mm，此粒径含量约为20%。造成第三层锚杆施工困难施工工期延长。又因为地下水量丰富，造成该层锚杆注浆量大且注浆效果不好。锚杆拉力达不到设计拉力值。受各种客观因素影响，基坑东部三个断面各监测项数据变化较大。各监测项数据曲线如图二、图三、图四所示：

从各项监测数据比对分析可以看出，监测数据随基坑各工序施工而有所变化，在加固施工后有明显的变化收敛趋势。而在8月16日数据突变后，各监测项数据持续变大，尤其是水平位移监测数据。变形最大点1038累计变形量从22mm逐渐变化至35mm，其对应的地表沉降点和桩体水平位移点也有持续的变化趋势。结合施工现场第三层锚杆施工困难，造成支护不及时的情况，监测工程师立即向项目总工进行了汇报，并向参建各方下达了橙色预警通知单。

4对危险边的加固处理

根据监测结果，结合现场施工情况，参建各方经研究决定加密监测频次，密切关注基坑变形趋势。立即对东侧边坡进行土方回填至第二层锚杆下方，有效控制基坑东侧的变形。然后进行砂卵石层地表高压注浆，改善砂卵石层的稳定性，为下步继续开挖和第三层锚杆施工创造有利的地质条件。

经过加固处理措施的实施，各项监测数据变化稳定。基坑继续向下开挖过程中，再未出现数据持续变大或突变的情况。

5结论

（1）变形监测在深基坑施工过程中，有着重要的作用，是验证基坑支护体系对基坑自身及周边环境保护程度的重要手段；

（2）合理的布设各监测项的监测点位，正确的进行各监测项数据的比对分析，能对监测数据的准确性和客观性提供有利的保障；

（3）准确的监测数据对基坑施工有着重要的指导意义，是设计和施工各项参数调整的有力支持条件。

参考文献：

[1]《工程测量规范》GB50026-2007.

[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99.

[3]《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009.

[4]辽宁有色大连勘察院.《中石油大厦基坑监测总结报告》,2011年.

基坑变形监测篇9

关键词：深基坑变形监测数据；平稳性；模型识别；预测

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0135-02

1 建模数据来源

本文以某深基坑南侧燃气管线上监测点的高程值进行数据分析，对所选取的开挖中连续25期数据中的前20期数据来建模，以M1-M9为监测点，对最后5期数据作预测。见表1。

上表中的数据每期为3天，M1-M9是以相同的时间间隔依次排序。第一，以时间序列模型为基础分别进行9个监测点沉降数据的建模；第二，对所建模型进行检验；第三，预测模型。

2 数据预处理

要对前文的序列的平稳性、正态、零均值进行相关性的判断，分析序列的平稳性和进行零均值的处理。

2.1 平稳性分析

根据M1监测点的高程变化曲线分析得知M1序列为非平稳，由此，需要进行ADF（Augmented Dickey-Fuller）单位根检验（unit root test），其结果为：（图1）。

根据以上数据进行M1序列存在单位根的假设，在t统计量中，p=0.9835远超出0.05（显著性水平），假设成立，由此M1序列有ADF单位根，断定M1序列为非平稳。进行M1序列的差分处理得到每期的高程变化量，记作序列DM1。

再次假设DM1序列存在单位根，由t统计量得知其p=0.0003

2.2 零均值处理

从对序列DM1的统计分析得知序列DM1均值是-0.1925，但根据时间序列建模的序列均值为0的要求，就要对原序列重新生成新的0均值序列。由此开始DM1序列的Series X1=DM1+0.1925操作，得到序列X1，新序列为0均值、平稳非白噪声，并进行描述统计分析。通过对原序列的整体平移所得的X1新序列，依然保持着原来的统计特性。

3 模型识别

通过进行新序列X1的自相关分析，得到其自相关系数（AC）和偏自相关系数（PAC），并对新序列X1的自相关进行分析，可以判断出序列X1是非白噪声序列，依据是自相关系数在随机区间之外的只有第一阶，后续阶次快速衰减到0。而通过对偏自相关系数K的判断后，当k=3后快速接近0，在3阶截尾。k=1处的自相关系数明显不是0，当k=2以后，自相关锡石就进入2倍标准差的置信区间内，由此可以考虑拟合的模型为：AR（1）、AR（2）、AR（3）、ARMA（1，1）、ARMA（2，1）、ARMA（3，1）和MA（1）。然后对所拟合的模型参数估计后来选择最佳的模型。

4 参数估计与模型定阶

采取最小二乘法进行模型的参数估计，结果如表2。

确定最佳模型的标准：第一，R-squared（R2）值在0～1，拟合最好的是R2接近1；第二，越精确的模型要求AIC越小；第三，越精确的模型要求SC越小；第四，残差序列不相关表明DW统计量在1.8～2.1之间。

5 模型检验

通过对X1序列进行拟合，以检验出拟合模型的适用性，以便检验模型残差序列的白噪声。当残差序列at为白噪声，表示所建模型包括了原始时间序列的所有趋势，是能够预测的；当at为非白噪声，表示需要提取另外一些重要信息进行新模型的设定。通过对残差序列进行自相关分析和DAF单位根检验后，得到各阶次的自相关系数满足[-0.447，0.447]范围，表示没有存在自相关；从DAF单位根检验结果，得知P=0.0093

6 预测

通过了新序列X1的AR（3）模型对序列M1的拟合、预测，从而计算出M1序列拟合平均相对误差是10.4%，进一步预测出平均相对误差是7.8%。这就表示AR（3）模型对X1序列的处理效果很好，也就表示深基坑变形数据处理采取时间序列模型的效果很好，能够将深基坑的变形监测进行较高精度的预测。

序列M1的拟合（表3）、预测（表4）结果（单位：mm）。

7 结语

综述，通过用时间序列法选取M1号监测点的高程值序列来建模，第一步进行了M1序列的平稳化和零均值处理，从而得到新序列X1，第二步的自相关分析得到X1的模型，第三，利用四个统计量AIC、SC、R2和DW选出X1序列的最佳模型是AR（3），第四步通过拟合和预测M1序列，得出的预测效果很好，表明进行深基坑变形数据处理用时间序列模型的效果很好。

参考文献

基坑变形监测篇10

【关键词】 三维激光扫描 基坑变形 精度分析

三维激光扫描技术是近年来新发展的一种快速获取空间信息的一种新技术，是测绘技术领域的一次新的革命。其能在短时间内快速获取大量的待测目标的高精度点云数据，为地物的快速建模和空间变化分析提供了一种新的工具，应用领域广泛，是国内外研究的热点之一[1-3]。基坑监测是工程建设必须要做的一项工作。传统利用经纬仪和水准仪进行基坑变形监测，工作量大，任务重，而且是基于单个测量，效率低。如果能利用三维激光扫描技术实现基坑变形监测，将大幅提高工作效率。本文基于目前已有的研究成果，探讨三维激光扫描技术在基坑变形监测中的可行性及关键技术。

1 三维激光扫描技术的测量精度分析

精度是决定一个测量系统的优劣的主要因素之一。影响三维激光扫描系统测量精度的因素较多，主要有离散误差、环境光背景噪声、特征提取的精度、镜头畸变、标定误差、表面散斑等方面。从误差角度来看，影响测量精度的主要误差来源可分为系统误差和偶然误差。系统误差具有一定的规律，可通过一定的措施加以消除。偶然误差具有一定的不确定性，与具体的测量环境紧密相关[1-5]。以下以目前应用较多的三维激光扫描仪徕卡（Leica）介绍其精度概况。徕卡（Leica）是最早的三维激光扫描技术的发起者。经过了10年的发展，徕卡目前正引领着三维激光扫描仪的发展。HDS6000是徕卡最近推出的一款全球最快的三维激光扫描仪。每秒500，000点，扫描距离79米，单点测量的精度3毫米（50米距离），距离读数0.1毫米。其主要技术参数见表1。

2 可行性分析

根据建设部《建筑基坑工程监测技术规范》，基坑围护墙（坡）顶水平位移监测精度应根据围护墙（坡）顶水平位移报警值来确定。具体见表2。

对照HDS6000的技术指标和规范要求，目前的三维激光扫描仪精度基本可以满足设计变形控制值大于30mm的测量的精度要求。

3 技术关键

三维激光扫描的作业流程包括外业数据采集、点云数据处理、变形数据提取与绘制等几个步骤。

3.1 外业数据采集

由于基坑条件复杂，一站无法完全获取全部地形信息，需要分站扫描，然后拼接数据进行后续处理和分析。

在设站扫描之前，首先要熟悉场景，合理确定扫描仪和标靶的位置。一要保证各扫描站结果能覆盖所有的监测区域；二要选择布设较少的测站，以减少后续处理的复杂度。扫描同时应尽可能获取地物的影像信息，以便于后期的数据处理。每一测站扫描完后，对标靶进行精确扫描，以便后期点云数据能够精确配准。标靶距离尽量合理适中，减少识别误差[6，7]。

3.2 点云数据配准

地面三维激光扫描仪每次扫描只能得到测区局部的数据，为了得到测区完整的三维数据，往往需要从不同的位置进行多次扫描，每次扫描得到的数据都处在以当前测站为原点定义的一个局部坐标系中。因此，需要在扫描区域中设置一些控制标靶，利用保证相邻测区的共同标靶，进行数据配准，保证所有点云处于相同坐标系下[7]。

3.3 点云过滤

随着测量精度要求的提高，三维激光扫描仪获取的很多“点云”数目包含大量的冗余数据，因此要对“点云”数据进行筛选压缩处理。一般的筛选压缩方法就是设定一个最小距离，然后沿扫描线方向比较相邻两点的距离，小于阈值的就删除；还可以连接扫描线首末两点，从中间点中选取与两点距离最接近的点作为中断点，然后以第一点与中间点之间、中间点与最后一点之间重复上述过程，知道所求的距离小于某一固定阈值中止，将点排序即可。还有人采用了斜率法和曲率不连续法用于数据点的判断筛选，并应用到产品的设计开发中。

3.4 三维建模和量测

可利用利用扫描仪自带的软件或第三方软件，通过选取、截取、围栏选定的点云数据匹配生成面和复杂形体表面的不规则三角网（TIN），建成不同时期的三维模型，同时在软件上进行坐标量测和等值线图自动生成。

4 结语

三维激光扫描技术通过对激光照射目标获取点云，使得传统的外业测量更多的以数字化的方式转移到室内来进行，明显降低了测量工作的难度和工作量。所得数据的可挖掘性好，多用性好，大大减少了现场测量的时间和次数。

采用三维激光扫描仪可以快速获取变形体的三维数据，变形监测工作人员的劳动强度得以减轻，工作效率提高，监测实验结果令人满意。随着三维激光扫描技术的迅猛发展，三维激光扫描仪器快速和准确等特点一定在基坑变形监测领域内有广阔的发展空间。

参考文献：

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