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摘要：近年来，我国的基坑监测工作有了很大进展，精密测距的方法也越来越先进。在简述基坑水平位移监测的作用和主要技术手段的基础上，重点介绍了一种采用精密距离测量方式对基坑平面位移进行监测的方法，并将该方法应用于工程中，说明此方法的实用性。
关键词：基坑监测；平面位移；工程测量；精密测距
引言
基坑监测属于变形监测的工作范畴，指的是在施工期间，或者在应用期限范围内，针对建筑物、构筑物以及周围环境开展检查与监控作业。基坑监测的内容较多，例如支护结构、基坑底部、地下水状况以及周围地下管线等，均属于基坑监测的内容。根据多年的工作经验，发现基坑监测是一项系统化的工作，需注重现代科学技术在其中的应用。精密测距方法是基坑监测的有效方法，可以将此项技术合理科学地应用到基坑测量工作中。
1测量仪器连接及测量原理
精密测距模拟器采用的是询问-应答式脉冲信号测距原理（有源测距）。即由脉冲源设备发射询问（搜索、跟踪）脉冲信号，模拟器接收到询问脉冲信号后，发射应答脉冲信号。高功率脉冲源发射询问信号至模拟器的RFI/O端口，此询问信号为双脉冲调制的射频信号，脉冲波形应满足GJB6277-2008中5.2要求，询问信号和应答信号频率设置应满足GJB6277-2008中附录A要求。模拟器接收到此询问信号会根据在模拟器中设置的海里数在一定延时后发射应答信号，利用定向耦合器将询问信号和应答信号耦合出来，再使用数字示波器测量应答信号相对于询问信号的延时T。延迟时间T减去精密测距模拟器内部路径的固有延时T0，得出的时间按照电磁波传输速度（30万公里/秒）便可以换算为距离。由于延迟时间是一个往返的量，因此换算为距离时要除以2。
距离S=电磁波传输速度V*（测量得出的延迟T-固有延迟T0）/2
2基坑水平位移监测研究现状
基坑水平位移监测的方法很多，如极坐标法、视准线法、小角度法等。视准线法，受视线的影响，适用于规则、监测点在同一条线上，且基坑边长适中的（离工作基点的距离越长，视线越不清楚）基坑。该方法通过在基坑两端埋设２个永久控制点，在这２点之间埋设一排监测点、定期观测这排点偏离固定方向的距离，并进行比较，从而获得这些监测点的水平位移量；小角法，适用基坑不是特别规则，观测点不在同一直线的基坑。该方法对角度测量精度有较高要求，要求工作基点与监测点之间的距离不易太长，通过测出各点的水平角度和距离，利用公式计算出本次偏移值和上次偏移值的差值即是本次的位移变化量。
3测距方法监测基坑平面位移实现步骤
3.1监测点布设
应用在监测基坑平面位移的点称为监测点，在实际布设过程中，需根据基坑的形状实施；然后相关规范中的要求，对容易出现位移、可将基坑平面位移真实反映出来的区域，进行棱镜的强制对中器的架设，然后在挡土墙或护坡桩顶上布设好。在观测中，保证立尺员可将棱镜直接立在点上，使棱镜位置能够维持稳固，这样能够使棱镜在安置过程出现的误差得到有效控制。此外，在选点过程中，还需确保棱镜不容易受到破坏，并保证观测的方便。
3.2工作基点布设
工作基点是布设在基坑周边的用于架设仪器和观测监测的点。位置应选择在不易发生位移且易于保护的地方。在条件及预算允许的情况下，工作基点宜建造观测墩，观测墩上安置强制对中器，方便架设仪器且保证仪器每次安置整平后能保持一样的位置。尽可能保持稳定并减少架设仪器过程带来的各种误差。
布点位置要结合监测点的位置进行选取，具体结合方法是：根据业主提供的基坑图，设计监测点位置，画出监测点所在基坑边的法线，法线两侧30度角范围（角度越小越好）内为观测该监测点的工作基点的选取范围，根据基坑现场实际情况可以选择与监测点在基坑同侧，也可以选取在基坑对侧，选取时尽量让一个工作基点能观测到尽可能多的监测点，以减少工作基点布设的工作量。情况允许的情况下尽量远离基坑。
3.3基准点布设
基准点的主要目的是对工作基点进行检查，在基准点布设过程中需距离基坑远一些，保证距离基坑边大概2．5倍基坑深度位置，或者处于低层楼房楼顶位置，确保基准点的稳定，不受施工等因素的干扰。
3.4观测方法
在完成布点工作之后，需开展工作，包括平面图测量与常规监测两方面的工作要点，具体如下：（1）平面图测量。设定一个坐标系，然后对基坑周边线、监测点点位以及工作基点点位进行精确测量，进一步将平面位置图画出来。需对全部点位的平面位置坐标进行准确测量，并根据平面图分析，将工作基点与监测点连线和此监测点所处位置的法线构成的夹角＜30°的点位，于图上将其夹角角度测量出来，然后记录好。需确保全部坐标数据的正确，因此适合进行2～3次的观测，观测值的单位取毫米，当2次观测值差值≤1mm的情况下，将此观测值记录好；当＞1mm的情况下，则再次进行观测，直至和要求相符为止。（2）平面位移观测。基于基坑平面位移观测过程中，将仪器架设好，放置30min后进行观测作业，将观测工作基点到监测点的距离观测值记录好。完成平面位移观测作业之后，进一步检测工作基点的稳定性。将仪器架设于工作基点中，观测工作基点与基点之间的平距，对比变化，倘若变化≤2mm（结合仪器测距精度设计，这里假设仪器测距精度为2mm+5ppm），那么可认为此工作基点稳定。
3.5变形监测数据处理
变形监测数据处理一直是精密工程测量数据处理的一个重要研究方向。由于变形体的结构、组成物质的物理力学性质、外力作用的复杂性和不确定性等因素，建立合适变形监测数据处理模型比较困难，因此用数学模型来逼近、模拟和揭示变形体的变形和动态特性成为新的研究方向。其中比较有代表性的模型有：确定函数模型、回归分析模型、时间序列分析模型、灰色系统模型、卡尔曼滤波模型、神经网络模型、马尔柯夫模型和尖顶突变模型。作为人工智能的重要组成部分，专家系统近年来在变形监测领域也得到了较好的应用。需要指出的是，为了提高变形监测数据处理的精度，前述变形监测数据处理模型逐步出现了融合的趋势，如神经网络模型和灰色系统模型的联合数据处理；另一方面，以神经网络为代表的智能数据处理方法在变形监测领域得到了越来越多的应用，如基于ＥＥＭＤ去噪和果蝇算法等。此外，在变形监测预报方面也取得了良好的应用。精密工程测量的理论在多传感器组合系统建立（同时确定位置、姿态）、地基ＳＡＲ形变测量等方面亦有一些进展，限于篇幅，不再赘述。
结语
综上所述，城市的发展，带动了工程事业的发展。基坑监测是城市建筑工程非常重要的一项工作，为了提高基坑监测的精准度，需科学应用现代化监测技术。精密测距方法是监测基坑平面位移的常用方法，在应用此方法过程中，首先需做好包括监测点、工作基点以及基准点的布设；其次，进行平面图测量，观测平面位移，并监测工作基点的稳定性；此外，还需要注意实际监测过程中一些注意事项，保证监测成果的真实有效。总之，在按照一定的规范流程，采取精密测距方法进行基坑平面位移监测的条件下，能够确保监测成果的真实有效，为基坑工程工作质量的提高奠定基础。
参考文献：
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