基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析

・４・

地矿测绘

２００９，２５（２）：４—６

ＣＮ５３—１１２４／ＴＤＩＳＳＮｌ００７—９３９４

ＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ

基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析＋

张伟１’２…，向

察设计院，天津３００２２２）

摘要：以厦门机场路一期工程ＪＣ２和ＪＣ３标段为实例，介绍采用全站仪进行基坑水平位移监测的技术方案，论述了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施，分析了基坑水平位移监测结果，得到了可靠的监测数据。

关键词：伞站仪；基坑水平位移；监测结果分析；精度中图分类号：Ｐ

２５８；ＴＵ１９６

东１”，于中伟１”，花向红１，２

（１．武汉大学灾害监测与防治研究中心，湖北武汉４３００７９；２．武汉大学测绘学院，湖北武汉４３００７９；３．中交第一航务工程勘

文献标识码：Ａ

文章编号：１００７—９３９４（２００９）０２—０００４—０３

ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＲｅｓｕｌｔｓＡｎａｌｙｓｉｓ

ｏｆＰｉｔＳｕｒｖｅｙｅｄｂｙＴｏｔａｌＳｔａｔｉｏｎ

ＺＨＡＮＧＷｅｉｌ，２”，ＸＩＡＮＧＤｏｎ９１”，ＹＵＺｈｏｎｇ．ｗｅｉｌ”，ＨＵＡＸｉａｎｇ—ｈｏｎ９１

（１．ＨａｚａｒｄＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

ａｎｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｗｕｈａｎ

ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７９，Ｃｈｉｎａ；３．ＣＣＣＣＦｉｒｓｔＨａｒｂｏｕｒ

ｔ２

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｄｅｓｙａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓ，

Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２２２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｆｉｒｓｔｐｈａｓｅｐｒｏｊｅｃｔＪＣ２

ａｎｄＪＣ３ｓｅｇｍｅｎｔ

ｏｎ

Ｘｉａｍｅｎａｉｒｄｒｏｍｅｒｏａｄ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏ－

ｇＹｐｒｏｇｒａｍｏｆｐｉｔｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｕｒｖｅｙｅｄｂｙｔｏｔａｌｓｔａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｍｕｓｔｂｅｔａｋｅｎ

ｃａｒｅ

ａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｐｉｔ

ａｒｅ

ｄｅｓｃｒｉｐｅｄ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉ—

ｔｏｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｉｔａｒｅｇｉｖｅｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｔａｌｓｔａｔｉｏｎ；ｐｉｔｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ

Ｏ引言

厦门机场路一期工程ＪＣ２、ＪＣ３标段总长１

８５０

即为监测点的水平位移。１．１基准点位置的确定

Ｅｆｌ，处于建

基准点作为整个工程水平位移监测的参考标准，应布设在变形影响范围外地基坚实稳定并利于标石长期保存与观测的地方。按照基准点布设要求，结合厦门机场路一期工程现场的实际环境和文献［１］的工程实例。利用了部分施工单位布设的平面点，并增加了部分测点（图１为基准点布设示意图）。如图１所示，基准点呈线状分布，横跨厦门主干道莲前西路，沿道路四周布设了１３个点，绝大部分远离形变监测区域。使用双频ＧＰＳ接收机Ｌｅｉｃａ１２３０（５ｉｎｌｎ＋Ｏ．５×１０一・Ｄ），采用静态测量的方法联测各基准点构成首级水平位移监测网，联测结果表明，ＧＰＳ网点位坐标整体精度较高，精度均匀，其各项精度指标满足规范要求。考虑到仍有少部分基准点靠近形变监测区域，需要定期

（构）筑物林立的厦门市区，部分工程采用明挖施工，由此产生数个深２０ｎｌ，平均半径８０ｍ左右的大型基坑，基坑极可能产生水平位移，为避免部分松软坡体下滑造成施工人员伤亡和周边建（构）筑物的地基沉降及倾斜效应，保证坑内作业的施工队伍和周边建（构）筑物的安全，必须提供有效的监测方案，定期监测基坑边坡的水平位移。考虑到现场的施工环境限制，本文提出采用全站仪结合边角网法和极坐标法测定基坑水平位移，并给出了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施，最后的结果显示监测工作取得了较好的效果。

１水平位移监测方案实施

通过对施工现场的考察和分析，采用以下监测方案：首先，根据现场环境布设基坑水平位移基准点，采用ＧＰＳ测鼍技术，联测各基准点构成首级水平位移监测网。然后，鉴于大部分基准点不能直接与监测点通视，再进一步布设工作基点，并采用边角网法测定工作基点位置。最后，采用极坐标的方法，通过工作基点定期观测布设在基坑边坡的监测点，两期监测点坐标之差

・收稿日期：２００８—１２—１６

对其复测，检查点位位置情况，确保基准点位置的稳定性和可靠性。

１．２工作基点位置的确定

工作基点应选设在靠近监测点且便于联测基准点的稳定或相对稳定的位置。根据工作基点选设要求并考虑到现场实际环

万方数据　

第２５卷第２期张伟，向东，于中伟，花向红：基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析

・５・

图１

厦门机场路一期工程平面监测基准网示意图

Ｆｉｇ．１

Ｔｈｅｐｌａｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂａｓｅｎｅｔｗｏｒｋｏｆｆｉｒｓｔｐｈａｓｅ

ｐｒｏｊｅｃｔ

ｏｎ

Ｘｉａｍｅｎａｉｒｄｒｏｍｅｒｏａｄ

境情况，先选用首级水平位移监测网中的ＢＳ０６，ＢＳ０９基准点作为基坑水平位移监测的参考基准，再选设了两个位置稳定点ＳＪ４，ＳＪ６和一个靠近基坑形变区域的点ＪＤ２３作为基坑水平位移监测的工作基点，最后使用ＴＣＲＡｌｌ０１Ｐ（测角精度１．５”，测距精度２＋２×１０～・Ｄ）全站仪联测ＢＳ０６，ＳＪ４，ＳＪ６、ＪＤ２３构成边角网（如图２所示）。角度观测４个测回，边长往返观测二次，采用间接平差方法解算出工作基点坐标。考虑到工作基点ＪＤ２３靠近形变区域，可能发生位移，需要定期检查该点位置情况，并根据该点位移变化量及时改正监测点的水平位移。

图２边角网布设图

Ｆｉｇ．２

Ｌａｉｄｆｉｇｕｒｅｏｆｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｒａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ

按照相关设计和监测要求，沿基坑四周布设测点，测点间距ｍ，另外，对于基坑边缘极易产生水平位移的位置应考虑现场情况，本文采用极坐标法监测基坑边坡的水平位采用极坐标法监测基坑边坡水平位移时的精度主要受以下万　

方数据１．４．１．１仪器测量误差

这部分误差主要由仪器在测量过程中的测角和测距误差造成，根据文献［２］，可知由这种误差造成点Ｐ的点位中误差％为：

ｍ２，＝（口＋ｂ・Ｄ）２＋Ｄ２・ｍ；／ｐ２

（１）

式中：ａ，ｂ分别为全站仪测距的固定误差和比例误差；Ｄ为站点至监测点的水平距离：ｒｌｔＢ为测角中误差。可见，监测点的点位中误差与测距和测角误差成正比，采用ＴＣＲＡｌｌ０１Ｐ全站仪观测，在水平距离小于１５０ｍ，测角误差小于１．５”时，可以保证监测点的点位中误差在２．６ｍｍ内。１．４．１．２其他误差

这部分误差主要有照准误差，仪器对中误差，目标偏心误差，大气折射误差等，随目标成像，大气条件等的不同而异，根据各项误差的经验公式和误差传播定律知此部分误差可使监测点的点位中误差最大为２．５

ｍｉｌｌ。

结合以上两类误差，考虑到工作基点与监测点之间的水平距离均小于１５０ｍ，故采用本文所提供的仪器和方法可保证监测点最终的点位中误差在３．６ｌｌｌｍ内。监测点在ｘ，ｙ方向的位移量为：

ｆ缸２

Ｘｌ—ｘ２

（２）

【Ａｙ＝Ｙ１一Ｙ２

为简化起见，假定茹，和龙：，），。和ｙ２不相关，按照误差传播定律，推算出监测点的位移中误差ｍ为：

ｍ＝±￣／２（ｍ：＋ｍ：）

（３）

式中：￣／（ｍ：＋ｍ：）为监测点的点位中误差，由此可计算出监测

点的位移中误差为５．１ｎ瑚，能够满足监测需要。１．４．２采取的技术措施

采用上述技术方案，在监测工作中，要保证基坑水平位移监

测达到厦门机场路一期工程尬和ＪＧ：３标段的精度要求，必须

采取相关的技术措施，具体如下：

１）采用高精度稳定的测量仪器。如本次采用徕卡公司生产的ＴＣＲＡｌｌ０１Ｐ全站仪用极坐标法观测监测点，角度观测两个测回，边长观测两次，同时检核各项限差，若超限应立即按照要求重测。

２）加强检核，保证测鼍成果可靠、准确。一方面，定期检查基准点和工作基点的稳定性。另一方面，在任意方向较远处选择多个清晰的固定目标与零方向点进行联测。

３）选择有利的监测时间。为保证测量成果质量，夏季外业测量一般选在上午７：００～１０：３０，下午１５：３０一１８：３０监测为宜，其他季节全天均可测量。

按照上述监测方案，对厦门机场路一期工程ＪＣ２、ＪＣ３标段基坑进行了有效的水平位移监测，取得了较好的效果。为了方便地说明各监测点沿着基坑方向的累计位移ＡＹ’和垂直于基坑

方向的累计位移甜’，根据现场情况，已将计算得到的位移艋、到２００７年１１月２日之间Ｊ０２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２四个监测点相对于９月１７日观测的累计水平位移观测数据，见表１。并绘制出了对应的累计水平位移过程线图，见图３和图４。

１．３监测点位置的确定

一般为２０加设监测点，部分监测点点位见图２。

移。如图２所示，ＪＤ２３为工作基点。ＪＤ２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２为基坑边坡的水平位移监测点，通过测出ＪＤ２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２与ＪＤ２３点的水平距离和与零方向的夹角即可解算出ＪＤ２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２的坐标。通过周期监测，即可求出各监测点所在基坑边坡的水平位移。

１．４基坑水平位移监测精度分析与技术措施１．４．１精度分析

误差因素影响：

２基坑水平位移监测成果分析

ＡＹ化算为必’、／ｔｙ’。限于篇幅，本文给出了２００７年９月１７日

・６・

地矿测绘

２００９年６月

图３监测点Ｘ’方向累计水平位移过程线图

Ｆｉｇ．３

Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｘ‘ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

图４监测点ｙ，方向累计水平位移过程线图

Ｆｉｇ．４

Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ

ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔＹ’ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

表１

Ｔａｂ．１

监测点ｘ’和ｙ，方向累计水平位移量（单位：ｎｎｎ）由表１、图２、图３、图４可以看出：监测点ＪＤ２４，ＪＤ３１，Ｊ０３２位于基坑左侧，三者ｘ’方向的累计位移鼍大部分为正，表明三个点均向基坑方向移动，而ＪＤ３０位于基坑右侧，ｘ’方向的累计位移营也为正，表明该点也向基坑方向移动，但幅度均较小。各监测点的Ｙ’方向位移幅度均不大。同时注意到由于９月２５日前后在监测点ＪＤ３０边坡的频繁施工，导致该点出现相对较大的位移，但数值上并不大，对基坑边坡没有造成危害，因此，基坑是稳定的。

ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｐｌａｎｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔＸ’ａｎｄＹ’ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

（ｕｎｉｔ：ｎｌｌｎ）

３结论

基坑水平位移监测是很多工程都需要面对的问题，在特殊的地理环境下，难以有效的监测基坑的水平位移。本次水平位移监测中，因当地的地理环境的影响使监测Ｔ作受到极大的限制，仅采用一种监测方法满足不了监测工作的需要，要准确的反映基坑边坡水平位移必须依据现场情况结合多种适宜的监测方法，本文所述的边角网和极坐标法结合的做法即为其一，并获得了比较町靠的基坑水平位移监测数据。

［参考文献］

［１］谷川，李明峰．潘围荣．某码头施工水平位移监测方法与精度探讨

［Ｊ］．测绘信息与工程，２００６，３１（４）：１６～１７．

［２］黄泽健．广州地铁五号线第三方水平位移监测的实践［Ｊ］．测绘

工程，２００６，１５（５）：６１—６４．

［３］谷川，潘国荣．一种改进的水平位移监测方法［Ｊ］．铁道勘察，

２００６，（１）：８一ｌＯ．

［４］万汛平．某深基坑的水平位移实测与分析【Ｊ］．山西建筑，２００６，３２

（２０）：１１０—１１１．

［５］王源，刘建永，胡灿，潘庆林．简易边角网法在基坑水平位移监测

中的应用［Ｊ】．工程勘察，１９９９，（４）：４８—５２．

作者简介：张伟（１９８４一），男，重庆人，硕士研究生，主要从

事变形监测与数据处理研究。

万方数据　

基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析

作者：作者单位：

张伟， 向东， 于中伟， 花向红， ZHANG Wei， XIANG Dong， YU Zhong-wei， HUA Xiang-hong

张伟,ZHANG Wei(武汉大学,灾害监测与防治研究中心,湖北,武汉,430079;武汉大学,测绘学院,湖北,武汉,430079;中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222)， 向东,于中伟,花向红,XIANG Dong,YU Zhong-wei,HUA Xiang-hong(武汉大学,灾害监测与防治研究中心,湖北,武汉,430079;武汉大学,测绘学院,湖北,武汉,430079)

地矿测绘

SURVEYING AND MAPPING OF GEOLOGY AND MINERAL RESOURCES2009,25(2)5次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(5条)

1. 谷川;李明峰;潘围荣 某码头施工水平位移监测方法与精度探讨[期刊论文]-测绘信息与工程 2006(04)2. 黄泽健 广州地铁五号线第三方水平位移监测的实践[期刊论文]-测绘工程 2006(05)3. 谷川;潘国荣 一种改进的水平位移监测方法[期刊论文]-铁道勘察 2006(01)4. 万汛平 某深基坑的水平位移实测与分析[期刊论文]-山西建筑 2006(20)

5. 王源;刘建永;胡灿;潘庆林 简易边角网法在基坑水平位移监测中的应用[期刊论文]-工程勘察 1999(04)

本文读者也读过(10条)

1. 方华明. 王智. Fang Huaming. Wang Zhi 基坑水平位移监测的一种新方法[期刊论文]-城市道桥与防洪2010(12)2. 张瑞芳. 赵祺. ZHANG Ruifang. ZHAO Qi 自由设站坐标法监测基坑水平位移的精度估算[期刊论文]-水电能源科学2010,28(7)

3. 黄泽健. HUANG Ze-jian TCA 2003全站仪在基坑水平位移监测中的应用[期刊论文]-徐州建筑职业技术学院学报2007,7(1)

4. 熊智彪. 王启云 某基坑支护结构水平位移监测报警原因分析和处理[会议论文]-20075. 祝昕刚. 谢晋江 小角法在基坑水平位移监测中的应用[会议论文]-20066. 吴兴龙. 郑加柱 基坑水平位移监测方法分析[会议论文]-2005

7. 侯建国. HOU Jian-guo 狭小场地深基坑水平位移监测的实践[期刊论文]-测绘通报2005(3)8. 寇刚. 姚连璧 基坑水平位移监测方法的探讨[期刊论文]-地矿测绘2002,18(4)

9. 万汛平. WAN Xun-ping 某深基坑的水平位移实测与分析[期刊论文]-山西建筑2006,32(20)

10. 金建平. 赵仲荣. Jin Jianping. Zhao Zhongrong 自由设站法在深基坑水平位移监测中的应用与分析[期刊论文]-勘察科学技术2008(5)

引证文献(5条)

1. 张建坤. 白朝旭. 贾亮. 吴红样. 谭雪 自由设站法在基坑水平位移监测中的应用[期刊论文]-测绘信息与工程2011(3)

2. 曹庆磊. 田祥. 王磊 基于TCA2003全站仪的基坑水平位移监测及其分析[期刊论文]-矿山测量 2011(2)3. 刘乾. 李晓柱 桩顶水平位移各种监测方法在深基坑施工监测中的适用性[期刊论文]-工程与建设 2012(6)4. 杨洪国. 范东明. 谢用 全站仪对边测量在基坑变形监测中的应用[期刊论文]-测绘 2010(4)

5. 陈威. 高伟. 徐猛. 沈长江 改进的极坐标法在基坑水平位移监测中的应用研究[期刊论文]-工程地球物理学报2012(5)

本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dkch200902002.aspx

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地矿测绘

２００９，２５（２）：４—６

ＣＮ５３—１１２４／ＴＤＩＳＳＮｌ００７—９３９４

ＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ

基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析＋

张伟１’２…，向

察设计院，天津３００２２２）

摘要：以厦门机场路一期工程ＪＣ２和ＪＣ３标段为实例，介绍采用全站仪进行基坑水平位移监测的技术方案，论述了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施，分析了基坑水平位移监测结果，得到了可靠的监测数据。

关键词：伞站仪；基坑水平位移；监测结果分析；精度中图分类号：Ｐ

２５８；ＴＵ１９６

东１”，于中伟１”，花向红１，２

（１．武汉大学灾害监测与防治研究中心，湖北武汉４３００７９；２．武汉大学测绘学院，湖北武汉４３００７９；３．中交第一航务工程勘

文献标识码：Ａ

文章编号：１００７—９３９４（２００９）０２—０００４—０３

ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＲｅｓｕｌｔｓＡｎａｌｙｓｉｓ

ｏｆＰｉｔＳｕｒｖｅｙｅｄｂｙＴｏｔａｌＳｔａｔｉｏｎ

ＺＨＡＮＧＷｅｉｌ，２”，ＸＩＡＮＧＤｏｎ９１”，ＹＵＺｈｏｎｇ．ｗｅｉｌ”，ＨＵＡＸｉａｎｇ—ｈｏｎ９１

（１．ＨａｚａｒｄＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

ａｎｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｗｕｈａｎ

ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７９，Ｃｈｉｎａ；３．ＣＣＣＣＦｉｒｓｔＨａｒｂｏｕｒ

ｔ２

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｄｅｓｙａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓ，

Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２２２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｆｉｒｓｔｐｈａｓｅｐｒｏｊｅｃｔＪＣ２

ａｎｄＪＣ３ｓｅｇｍｅｎｔ

ｏｎ

Ｘｉａｍｅｎａｉｒｄｒｏｍｅｒｏａｄ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏ－

ｇＹｐｒｏｇｒａｍｏｆｐｉｔｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｕｒｖｅｙｅｄｂｙｔｏｔａｌｓｔａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｍｕｓｔｂｅｔａｋｅｎ

ｃａｒｅ

ａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｐｉｔ

ａｒｅ

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ｔｏｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｉｔａｒｅｇｉｖｅｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｔａｌｓｔａｔｉｏｎ；ｐｉｔｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ

Ｏ引言

厦门机场路一期工程ＪＣ２、ＪＣ３标段总长１

８５０

即为监测点的水平位移。１．１基准点位置的确定

Ｅｆｌ，处于建

基准点作为整个工程水平位移监测的参考标准，应布设在变形影响范围外地基坚实稳定并利于标石长期保存与观测的地方。按照基准点布设要求，结合厦门机场路一期工程现场的实际环境和文献［１］的工程实例。利用了部分施工单位布设的平面点，并增加了部分测点（图１为基准点布设示意图）。如图１所示，基准点呈线状分布，横跨厦门主干道莲前西路，沿道路四周布设了１３个点，绝大部分远离形变监测区域。使用双频ＧＰＳ接收机Ｌｅｉｃａ１２３０（５ｉｎｌｎ＋Ｏ．５×１０一・Ｄ），采用静态测量的方法联测各基准点构成首级水平位移监测网，联测结果表明，ＧＰＳ网点位坐标整体精度较高，精度均匀，其各项精度指标满足规范要求。考虑到仍有少部分基准点靠近形变监测区域，需要定期

（构）筑物林立的厦门市区，部分工程采用明挖施工，由此产生数个深２０ｎｌ，平均半径８０ｍ左右的大型基坑，基坑极可能产生水平位移，为避免部分松软坡体下滑造成施工人员伤亡和周边建（构）筑物的地基沉降及倾斜效应，保证坑内作业的施工队伍和周边建（构）筑物的安全，必须提供有效的监测方案，定期监测基坑边坡的水平位移。考虑到现场的施工环境限制，本文提出采用全站仪结合边角网法和极坐标法测定基坑水平位移，并给出了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施，最后的结果显示监测工作取得了较好的效果。

１水平位移监测方案实施

通过对施工现场的考察和分析，采用以下监测方案：首先，根据现场环境布设基坑水平位移基准点，采用ＧＰＳ测鼍技术，联测各基准点构成首级水平位移监测网。然后，鉴于大部分基准点不能直接与监测点通视，再进一步布设工作基点，并采用边角网法测定工作基点位置。最后，采用极坐标的方法，通过工作基点定期观测布设在基坑边坡的监测点，两期监测点坐标之差

・收稿日期：２００８—１２—１６

对其复测，检查点位位置情况，确保基准点位置的稳定性和可靠性。

１．２工作基点位置的确定

工作基点应选设在靠近监测点且便于联测基准点的稳定或相对稳定的位置。根据工作基点选设要求并考虑到现场实际环

万方数据　

第２５卷第２期张伟，向东，于中伟，花向红：基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析

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图１

厦门机场路一期工程平面监测基准网示意图

Ｆｉｇ．１

Ｔｈｅｐｌａｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂａｓｅｎｅｔｗｏｒｋｏｆｆｉｒｓｔｐｈａｓｅ

ｐｒｏｊｅｃｔ

ｏｎ

Ｘｉａｍｅｎａｉｒｄｒｏｍｅｒｏａｄ

境情况，先选用首级水平位移监测网中的ＢＳ０６，ＢＳ０９基准点作为基坑水平位移监测的参考基准，再选设了两个位置稳定点ＳＪ４，ＳＪ６和一个靠近基坑形变区域的点ＪＤ２３作为基坑水平位移监测的工作基点，最后使用ＴＣＲＡｌｌ０１Ｐ（测角精度１．５”，测距精度２＋２×１０～・Ｄ）全站仪联测ＢＳ０６，ＳＪ４，ＳＪ６、ＪＤ２３构成边角网（如图２所示）。角度观测４个测回，边长往返观测二次，采用间接平差方法解算出工作基点坐标。考虑到工作基点ＪＤ２３靠近形变区域，可能发生位移，需要定期检查该点位置情况，并根据该点位移变化量及时改正监测点的水平位移。

图２边角网布设图

Ｆｉｇ．２

Ｌａｉｄｆｉｇｕｒｅｏｆｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｒａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ

按照相关设计和监测要求，沿基坑四周布设测点，测点间距ｍ，另外，对于基坑边缘极易产生水平位移的位置应考虑现场情况，本文采用极坐标法监测基坑边坡的水平位采用极坐标法监测基坑边坡水平位移时的精度主要受以下万　

方数据１．４．１．１仪器测量误差

这部分误差主要由仪器在测量过程中的测角和测距误差造成，根据文献［２］，可知由这种误差造成点Ｐ的点位中误差％为：

ｍ２，＝（口＋ｂ・Ｄ）２＋Ｄ２・ｍ；／ｐ２

（１）

式中：ａ，ｂ分别为全站仪测距的固定误差和比例误差；Ｄ为站点至监测点的水平距离：ｒｌｔＢ为测角中误差。可见，监测点的点位中误差与测距和测角误差成正比，采用ＴＣＲＡｌｌ０１Ｐ全站仪观测，在水平距离小于１５０ｍ，测角误差小于１．５”时，可以保证监测点的点位中误差在２．６ｍｍ内。１．４．１．２其他误差

这部分误差主要有照准误差，仪器对中误差，目标偏心误差，大气折射误差等，随目标成像，大气条件等的不同而异，根据各项误差的经验公式和误差传播定律知此部分误差可使监测点的点位中误差最大为２．５

ｍｉｌｌ。

结合以上两类误差，考虑到工作基点与监测点之间的水平距离均小于１５０ｍ，故采用本文所提供的仪器和方法可保证监测点最终的点位中误差在３．６ｌｌｌｍ内。监测点在ｘ，ｙ方向的位移量为：

ｆ缸２

Ｘｌ—ｘ２

（２）

【Ａｙ＝Ｙ１一Ｙ２

为简化起见，假定茹，和龙：，），。和ｙ２不相关，按照误差传播定律，推算出监测点的位移中误差ｍ为：

ｍ＝±￣／２（ｍ：＋ｍ：）

（３）

式中：￣／（ｍ：＋ｍ：）为监测点的点位中误差，由此可计算出监测

点的位移中误差为５．１ｎ瑚，能够满足监测需要。１．４．２采取的技术措施

采用上述技术方案，在监测工作中，要保证基坑水平位移监

测达到厦门机场路一期工程尬和ＪＧ：３标段的精度要求，必须

采取相关的技术措施，具体如下：

１）采用高精度稳定的测量仪器。如本次采用徕卡公司生产的ＴＣＲＡｌｌ０１Ｐ全站仪用极坐标法观测监测点，角度观测两个测回，边长观测两次，同时检核各项限差，若超限应立即按照要求重测。

２）加强检核，保证测鼍成果可靠、准确。一方面，定期检查基准点和工作基点的稳定性。另一方面，在任意方向较远处选择多个清晰的固定目标与零方向点进行联测。

３）选择有利的监测时间。为保证测量成果质量，夏季外业测量一般选在上午７：００～１０：３０，下午１５：３０一１８：３０监测为宜，其他季节全天均可测量。

按照上述监测方案，对厦门机场路一期工程ＪＣ２、ＪＣ３标段基坑进行了有效的水平位移监测，取得了较好的效果。为了方便地说明各监测点沿着基坑方向的累计位移ＡＹ’和垂直于基坑

方向的累计位移甜’，根据现场情况，已将计算得到的位移艋、到２００７年１１月２日之间Ｊ０２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２四个监测点相对于９月１７日观测的累计水平位移观测数据，见表１。并绘制出了对应的累计水平位移过程线图，见图３和图４。

１．３监测点位置的确定

一般为２０加设监测点，部分监测点点位见图２。

移。如图２所示，ＪＤ２３为工作基点。ＪＤ２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２为基坑边坡的水平位移监测点，通过测出ＪＤ２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２与ＪＤ２３点的水平距离和与零方向的夹角即可解算出ＪＤ２４，ＪＤ３０，ＪＤ３１，ＪＤ３２的坐标。通过周期监测，即可求出各监测点所在基坑边坡的水平位移。

１．４基坑水平位移监测精度分析与技术措施１．４．１精度分析

误差因素影响：

２基坑水平位移监测成果分析

ＡＹ化算为必’、／ｔｙ’。限于篇幅，本文给出了２００７年９月１７日

・６・

地矿测绘

２００９年６月

图３监测点Ｘ’方向累计水平位移过程线图

Ｆｉｇ．３

Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｘ‘ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

图４监测点ｙ，方向累计水平位移过程线图

Ｆｉｇ．４

Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ

ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔＹ’ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

表１

Ｔａｂ．１

监测点ｘ’和ｙ，方向累计水平位移量（单位：ｎｎｎ）由表１、图２、图３、图４可以看出：监测点ＪＤ２４，ＪＤ３１，Ｊ０３２位于基坑左侧，三者ｘ’方向的累计位移鼍大部分为正，表明三个点均向基坑方向移动，而ＪＤ３０位于基坑右侧，ｘ’方向的累计位移营也为正，表明该点也向基坑方向移动，但幅度均较小。各监测点的Ｙ’方向位移幅度均不大。同时注意到由于９月２５日前后在监测点ＪＤ３０边坡的频繁施工，导致该点出现相对较大的位移，但数值上并不大，对基坑边坡没有造成危害，因此，基坑是稳定的。

ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｐｌａｎｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔＸ’ａｎｄＹ’ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

（ｕｎｉｔ：ｎｌｌｎ）

３结论

基坑水平位移监测是很多工程都需要面对的问题，在特殊的地理环境下，难以有效的监测基坑的水平位移。本次水平位移监测中，因当地的地理环境的影响使监测Ｔ作受到极大的限制，仅采用一种监测方法满足不了监测工作的需要，要准确的反映基坑边坡水平位移必须依据现场情况结合多种适宜的监测方法，本文所述的边角网和极坐标法结合的做法即为其一，并获得了比较町靠的基坑水平位移监测数据。

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作者简介：张伟（１９８４一），男，重庆人，硕士研究生，主要从

事变形监测与数据处理研究。

万方数据　

基于全站仪的基坑水平位移监测及结果分析

作者：作者单位：

张伟， 向东， 于中伟， 花向红， ZHANG Wei， XIANG Dong， YU Zhong-wei， HUA Xiang-hong

张伟,ZHANG Wei(武汉大学,灾害监测与防治研究中心,湖北,武汉,430079;武汉大学,测绘学院,湖北,武汉,430079;中交第一航务工程勘察设计院,天津,300222)， 向东,于中伟,花向红,XIANG Dong,YU Zhong-wei,HUA Xiang-hong(武汉大学,灾害监测与防治研究中心,湖北,武汉,430079;武汉大学,测绘学院,湖北,武汉,430079)

地矿测绘

SURVEYING AND MAPPING OF GEOLOGY AND MINERAL RESOURCES2009,25(2)5次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

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