隨著社會進步和科技的發展， 建築的發展也呈現高、大、獨特等特點。 在建築基坑施工期間， 如何保證基坑施工的安全， 除了加強作業人員的安全意識外， 相關專業也從技術層面對其進行監測、分析、預報。 基坑變形監測、工程設計及施工並稱基坑工程品質監測安全保障的三大重要措施。 在基坑開挖後， 由於建設區域土體結構發生了變化， 在土體內部有一個內力重分佈約束的過程， 基坑內外土體將由未施工前的靜止土壓力狀態逐步向被動和主動相結合的複合土壓力狀態轉變， 基底及基坑周邊土體會出現變形回彈現象。
基坑頂部水準位移監測是在不同的時間對變形監測點進行觀測， 最終求得同一監測點的水準位移量。 點投影法是在全站儀儀器技術水準提高的基礎上開發的一種測量手段。 在基坑水準位移監測中， 通過設定適當的虛擬斷面， 可以現場直接測出監測點到虛擬斷面的垂直距離， 利用各次時間點測得的距離資料即可求得監測點的水準位移量。
1 點投影法原理及現場觀測流程
1.1 點投影法原理介紹
假定基坑如下圖1所示。 假定測點A(XA， YA)， 測點B(XB， YB)， DM1、DM2為基坑轉角點， 用於設定虛擬段面。
圖1 基坑水準位移觀測示意圖
基坑各直線段中所設監測點應劃分為同一段面， 比如A、B為DM1-DM2段面範圍，
點到虛擬斷面的距離計算：A(XA， YA)為DM1-DM2斷面上的點， 則A至定線距離為：
水準位移座標中誤差計算：
圖2 水準位移座標中誤差計算示意圖
設AB 方位角為0°
若儀器測距精度為2+2ppm， 則有：mD=1+2D若儀器測角精度為1″， 則有
監測點P 座標中誤差：
相應的點位中誤差為
上面僅僅是1個測回的計算方法。 若採用多個測回， 角度和距離精度要按照測量多個結果取平均值的方法計算， 若測量了n 個測回， 該角度中誤差為：
距離也是同樣的。
根據相關規範要求， 水準位移需滿足下列精度要求(表1)：
表1 監測精度表
1.2 觀測流程
本次觀測採用精密全站儀為日本SOKKIA NET05AX型全站儀(標稱精度：測角±0.5″， 測距(0.8±1PPM×D)mm);
1.2.1 現場觀測主要流程如下
(1)到達施工現場， 檢查工作基點， 儀器整平、對中。
(2)創建任務， 在工程測量中選擇“座標設站”， 根據操作引導， 依次設置設網站、定向點座標， 並完成定向。
(3)在工程測量中選擇“點投影”， 根據操作引導， 依次設置投影面， 直接測量或者輸入構面所需點的座標， 完成後即可對監測點進行測量。
(4)記錄測量所得距離資料， 將此資料與上次資料做差即是該監測點此次的水準位移量。 內業完成所需成果表及曲線圖。
1.2.2 為了減小觀測誤差， 觀測過程中需要注意以下事項
(1)固定測量儀器、測量方法及測量人員進行觀測;
(2)氣候對測量精度有較大影響， 應在適宜的條件下觀測， 避免在烈日下作業;
(3)對同一監測點應進行盤左盤右測量取平均值， 需要時進行多測回測量。
2 實例分析
2.1 專案概述
本專案所在區域位於廣州市花都區，
K0+555、K1+300兩座人行地道均採用“工”字形佈置， 地道主通道長度均為85m(分五段)。 兩座地道淨寬均為4m， 淨高均為3m， 地道內設置了泵房、設備房及電梯井。 本項目基坑最寬處寬為9.61米， 最深處深為8.937米， 人行通道主體部分的基坑深度為5.80米;每個基坑周長均為410.79米。 人行地道基坑採用明挖法施工， 考慮地面交通疏解，分兩階段開挖施工。第一階段開挖基坑中間22.295米×22.5米範圍(其中22.295米為東西方向長度，22.5米為南北方向長度)。第二階段開挖基坑東西兩側。基坑支護設計方案為1∶1.5放坡開挖+鋼板樁+鋼支撐。基坑工程安全監測等級為2級。
2.2 點投影法所得成果資料及處理分析
受廣州空港投資建設有限公司委託，按照《建築基坑工程監測技術規範》(GB 50497-2009)、《建築變形測量規範》(JGJ 8-2007)、《工程測量規範》(GB50026-2007)、《國家一、二等水準測量規範》(GB/T12897-2006)以及設計圖紙檔的要求，我院負責對此專案進行變形監測。監測工作從2017年05月20日開始進行，第一階段於2017年7月12日結束完成，歷時近2個月，每次的觀測結果經記錄、計算、整理匯總於表以及繪製沉降量曲線圖。本文主要取K0+555基坑第一階段即道路中間段基坑支護樁及坡頂水準位移監測點共6個點作為研究物件。使用點投影法測得各點監測資料如表2所示。
根據監測資料得到的各監測點水準位移累積量～時間關係曲線圖如下圖3所示。
由表2和圖3可輕易地看出各水準位移監測點在監測時段內的位移變化，以及這種變化值是否超出設計值範圍。其中在6月19日到24日時段由於在進行人行通道主體砼澆築施工作業，故水準位移量變化較大，但沒有超出預警值，在後續的監測中各監測點的位移變化也逐漸趨於平穩。從基坑開挖到基坑回填完成的整個監測時段內所有監測點較穩定。同時，使用點投影法測得的各點數據也即為各點在垂直其所在基坑邊方向上的位移量，這樣能直接的反應基坑的變化，為我們更準確的判斷提供依據。
圖3 各監測點水準位移累積量—時間關係曲線圖
3 結論
水準位移監測是基坑變形監測的一項重要及必要內容，點投影法在全站儀上的直接應用，給基坑水準位移監測工作帶來了巨大便利。
(1)節省外業觀測時間
由於基坑監測的特殊工作環境影響，監測過程中施工機械的遮擋、震動影響以及炎熱天氣等情況，縮短外業觀測時間能提高工作效率，提高監測的準確性，同時也減輕作業人員的壓力。
(2)提高內業處理效率
內業資料處理是一個反復瑣碎的過程，更要謹慎、細心。特別是監測資料的處理，由於監測資料量大，既要對原始資料進行各種平差等處理，又要製作各種成果表、曲線圖，還要分析其變化趨勢以及原因，不容出錯。使用點投影法就能有效地解決問題，使用點投影法進行外業監測時，在建立好基準面後，直接對監測點進行觀測，即能得到所需的位移量，將其與上次相減即能得到本次位移量，與首次相減即得到累計位移量，內業處理方便、快捷，且不易出錯。
(3)基坑變形反應更直觀
基坑水準位移監測主要是通過監測點的變化來反應基坑的變化，由於基坑四周都會佈置監測點，那麼對於某一個監測點，我們只需要得到垂直其所在基坑邊方向上的變化即可，而對於其他方向的變數，對基坑監測意義不大。因此，使用其他方式測量，還要進行內業處理加工，而使用點投影法就能方便快速的得出我們想要的資料，並能直觀的反應基坑的變化，從而更好地達到監測的目的。
本文首先闡述了點投影法的方法原理，並結合具體實例進行驗證。在基坑水準位移監測作業中，點投影法表現出了其他方法所不具有的便捷性、直觀性，從而為基坑變形監測提供了一個更好的技術手段。
考慮地面交通疏解，分兩階段開挖施工。第一階段開挖基坑中間22.295米×22.5米範圍(其中22.295米為東西方向長度，22.5米為南北方向長度)。第二階段開挖基坑東西兩側。基坑支護設計方案為1∶1.5放坡開挖+鋼板樁+鋼支撐。基坑工程安全監測等級為2級。2.2 點投影法所得成果資料及處理分析
受廣州空港投資建設有限公司委託，按照《建築基坑工程監測技術規範》(GB 50497-2009)、《建築變形測量規範》(JGJ 8-2007)、《工程測量規範》(GB50026-2007)、《國家一、二等水準測量規範》(GB/T12897-2006)以及設計圖紙檔的要求，我院負責對此專案進行變形監測。監測工作從2017年05月20日開始進行，第一階段於2017年7月12日結束完成，歷時近2個月，每次的觀測結果經記錄、計算、整理匯總於表以及繪製沉降量曲線圖。本文主要取K0+555基坑第一階段即道路中間段基坑支護樁及坡頂水準位移監測點共6個點作為研究物件。使用點投影法測得各點監測資料如表2所示。
根據監測資料得到的各監測點水準位移累積量～時間關係曲線圖如下圖3所示。
由表2和圖3可輕易地看出各水準位移監測點在監測時段內的位移變化，以及這種變化值是否超出設計值範圍。其中在6月19日到24日時段由於在進行人行通道主體砼澆築施工作業，故水準位移量變化較大，但沒有超出預警值，在後續的監測中各監測點的位移變化也逐漸趨於平穩。從基坑開挖到基坑回填完成的整個監測時段內所有監測點較穩定。同時，使用點投影法測得的各點數據也即為各點在垂直其所在基坑邊方向上的位移量，這樣能直接的反應基坑的變化，為我們更準確的判斷提供依據。
圖3 各監測點水準位移累積量—時間關係曲線圖
3 結論
水準位移監測是基坑變形監測的一項重要及必要內容，點投影法在全站儀上的直接應用，給基坑水準位移監測工作帶來了巨大便利。
(1)節省外業觀測時間
由於基坑監測的特殊工作環境影響，監測過程中施工機械的遮擋、震動影響以及炎熱天氣等情況，縮短外業觀測時間能提高工作效率，提高監測的準確性，同時也減輕作業人員的壓力。
(2)提高內業處理效率
內業資料處理是一個反復瑣碎的過程，更要謹慎、細心。特別是監測資料的處理，由於監測資料量大，既要對原始資料進行各種平差等處理，又要製作各種成果表、曲線圖，還要分析其變化趨勢以及原因，不容出錯。使用點投影法就能有效地解決問題，使用點投影法進行外業監測時，在建立好基準面後，直接對監測點進行觀測，即能得到所需的位移量，將其與上次相減即能得到本次位移量，與首次相減即得到累計位移量，內業處理方便、快捷，且不易出錯。
(3)基坑變形反應更直觀
基坑水準位移監測主要是通過監測點的變化來反應基坑的變化，由於基坑四周都會佈置監測點，那麼對於某一個監測點，我們只需要得到垂直其所在基坑邊方向上的變化即可，而對於其他方向的變數，對基坑監測意義不大。因此，使用其他方式測量，還要進行內業處理加工，而使用點投影法就能方便快速的得出我們想要的資料，並能直觀的反應基坑的變化，從而更好地達到監測的目的。
本文首先闡述了點投影法的方法原理，並結合具體實例進行驗證。在基坑水準位移監測作業中，點投影法表現出了其他方法所不具有的便捷性、直觀性，從而為基坑變形監測提供了一個更好的技術手段。