1、浅析基坑变形监测基准点检验及变形摘要：基坑变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段,首要问题就是要保证基准网的稳定。在变形监测点位稳定性分析中，平均间隙法是一种常用的方法，而对基坑监测的变形分析，监测点变形曲线图表法比较形象直观。本文结合监测实例，分析了平均间隙法和曲线图表法在实际工程中的应用。 关键词：基坑监测；基准点；平均间隙法；变形分析 中图分类号： U23 文献标识码： A 前言 随着我国城市建设的发展，基坑监测工程越来越多，基坑的现场监测、数据反馈分析，对其进行预测控制，是实时掌握基坑稳定性和指导下一步施工的重要手段。其中，基准点的稳定性检验和变形分析的方法，是本文尝试进行讨论的主要
2、内容。基准点的选择就是要全面地考虑、合理地解决变形观测过程中基准点的稳定性；利用文字结合图表来进行变形分析，直观、形象地展示基坑变形状态和趋势，帮助管理部门的正确决策。 1、基坑监测实例 1.1 工程概况 某一工程基坑周长 900 多米，呈长方体。基坑挖深 7.6 米，基坑周围建筑物、管线多，该项目基坑安全等级为二级。为确保支护结构和相邻建筑物的安全，对基坑围护结构墙顶的水平位移监测。设计要求：水平位移报警值为 40mm，每天发展不超过 3mm。基坑安全运行时间为 6 个月。基坑监测布置示意图如下。 因施工场地狭窄，采用全站仪坐标法测定监测点的坐标，通过相邻周期坐标计算，快速、准确地获取监测点
3、的位移量。 1.2 基坑变形监测 在基坑变形监测时，必须有一些固定的测量点作为基准点，以求得所需要的位移值。本基坑变形监测工程观测网共包含 5 个点，3 个已知点在基坑较远稳定区域，另外 2 个为布置在基坑附近方便观测的工作点。共对这 5 个点构成的基准网进行一等水准观测，平均每个月都进行一次基准网的稳定性检验，以满足工程精度的需要。 根据设计要求和现场情况，在基坑周围共布设 86 个监测点。由于基坑监测时间长,监测点很容易被破坏,监测网的网型可能发生变化。为判断基准点的稳定性,不能无根据地以某一点作为起算点，而应根据重复观测的成果，进行统计分析确定其稳定性。只有在监测的起算数据可靠的前提下，
4、对数据成果进行变形分析才具有指导施工的意义。 2、基准网点的稳定性检验 2.1 稳定性检验方法 基坑监测点的变形是相对于监测基准网点的,如果基准点不稳定,所观测的变形数据就是失真的。结合实际，我们采用平均间隙法对基准点的进行整体检验。其基本思想：先进行两周期图形一致性检验及整体检验，如果检验通过，则确认所有参考点是稳定的。否则，就要找出不稳定的点，寻找不稳定点的方法是“尝试法” ，依次去掉每一点，计算图形不一致性减少的程度，使图形不一致性减少最大的那一点就是不稳定点。排除不稳定点后再重复上述过程，直到去掉不稳定性点后的图形一致性通过检验为止。 平均间隙法的原理:通过两期观测，可分别进行平差，得
5、出各点两期的坐标值，而且这些点的坐标值对同名点各不相同。如果各点（包括原来认为不动的基准点和可能动的移动物体上的点）在两期观测期间没有移动，在同名点的坐标差只反映观测误差，因此通过这些坐标即可得到观测值的一个经验方差 2。这个方差可由两期观测值改正数得到，即通常使用经验方差 2 进行比较和检验。若 QXV=0，QlV=0，说明平差后，观测值改正数 V 与未知数 X 及观测值平差值是相互独立的，因此用这两个方差的比构成的统计量服从 F 分布。用此量进行检验，看出这两个方差是否相等，即是否出自同一统计体，如果是，则表示坐标值的差完全由观测误差所引起的，因此判断点位确实没有移动，否则点位产生移动。2
6、.2 平均间隙法检验过程 用某两周期的成果进行稳定性检验。设这两周期分别为第 1，j 周期根据每一周期观测的成果，按秩亏自由网平差的方法进行平差，由平差改正数可以计算单位权方差的估值 式中分别用上表与下表 1，j 表示不同的两周期观测的成果。一般情况下两个不同周期观测的精度是相等的。可以 12 将 j2 与联合起来求一个共同的单位权方差估值，亦即 式中，f=f1+f2。 如果作假设“两次观测周期间点位没有变动” ，则可以从两个周期所求得的坐标差 X 计算另一方差估值 式中， fX 为独立的 X 的个数。可以证明方差估值 2 与 Q2 是统计独立的 利用 F 检验法，我们可以组成统计量。 在原假
7、设 H0（两次观测期间点位没有变动）F，统计量服从自由度为fX、f 的 F 分布，故可以用下式 来检验点位是否有变动。置信水平通常取 0.05 或 0.1，有与自由度fX、f 可以从（概率论与数理统计）中查得分位值 F1-（fX、f） 。当统计量小于相应分位值时，接受原假设，表明监测基准网点都是稳定的，稳定性分析即完成。反之，则认为网中存在变动点。为此，必须用平均间隙法进一步搜索不稳定的点。 3、基坑监测点变形分析 3.1 数据处理 每期观测后，首先对基准网进行经典平差，以 M1、M2、M3 为基准，计算出工作点 G1、G2 的坐标，然后采用平均间隙法，以当期与首期两期观测作检验进行工作点稳定
8、性分析，若存在不稳定点，再继续寻找动点，并修正。最后，把基坑两侧工作点统一到稳定的基准网中，并以工作点平差计算每个监测点坐标。本工程以监测点B1、B2、B3、B4、B5、E1、E2、E3 的部分观测期过程中平面位移变化量为例，其位移变化量统计表如下。 3.2 变形分析 基坑变形监测点数量较多，如果仅对单一沉监测点的变化进行分析，即不方便，又不能全面地反映实际变形情况。所以，变形分析宜采取整体分析，较直观的方法是将监测的报表绘制成“监测点变形量曲线图”和“监测点变形量速率曲线图” ，即将每一期各测点的累计变形量或速率曲线绘制在以时间为横轴、变形量为竖轴的坐标系中。变形分析如下： （1）整个基坑出
9、现了不同程度的变形。 （2）B3、B5、E1 三个监测点出现预警值，其余各点变形量都正常。（3）在 B3、B5、E1 三个监测点出现预警值后，及时采取措施进行加固基坑，经有效处理后变形量变化正常。 （4）结合实地踏勘和分析，三个监测点变形原因为：周边道路环境影响：基坑周边都是交通要道，受震动较大；土质原因：地质条件较差，基坑大部分是回填土；地面荷载影响：三个监测点附近都有施工机械和运输车辆通过。根据前 12 期观测结果和基坑的变形情况，相关管理部门对基坑进行了加固和压密注浆等处理。从第 13 期之后的观测结果已看出加固取得得了明显效果，基坑基本上处于了稳定状态，为今后基坑下部施工建设的安全提供
10、了保障。 结论 基坑变形监测网一般范围不大，而精度要求较高，从保证成果可靠方面考虑，对监测网的稳定性检验是很必要的。用平均间隙法确定变形模型这种思路本身不需要考虑太多的地质信息，能从测量观测数据中分析出近似变形模型。在工程上有一定的适用性。 在基坑变形监测中，图表分析方法有其优越性。比传统的文字成果更直观丰富，既能全面地展示和分析基坑整体变形状态和趋势，又能明显获得哪些监测点变形较大，更便于理部门的正确决策。当然，在基坑工程监测技术、方法、数据处理等方面，内容还很多，有待于在今后的基坑工程中再学习，再实践。 参考文献 1张正禄等.工程测量学M.武汉:武汉大学出版社，2005. 2黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理M.武汉:武汉大学出版社，2003. 3孔祥元，郭际明.控制测量学M.武汉:武汉大学出版社，2006. 4陶本藻.自由网平差与变形分析M.北京:测绘出版社,1984
