合肥市测绘设计研究院安徽合肥230031
摘要：深基坑的传统测绘方式不仅增加工程量，还会增加施工成本，总体来讲，这种方式费时又费力。现代科技的迅猛发展，为测绘行业提供了新的技术手段，其中自动变形检测系统的出现，为这类大型基坑的数据地形测绘与数据搜集奠定了科技基础，且逐渐成为建筑测绘的发展新趋势。
关键词：自动变形检测系统；大型基坑；设计与应用
随着我国经济发展与社会进步，越来越多的建筑在建设时，其基坑的开挖深度已超过5米，在某些工程中甚至超过20米，为保证深基坑的开挖对建筑建设的质量与施工安全产生不利影响，所以应该加强施工过程中对设施的变形监测。但在实际的监测工作开展中，由于深基坑的开挖范围与深度都比较大，对其进行检测时，需要设置诸多监测点，这样会增加工作难度，此时，如果还采用较为传统的人工检测方式进行建筑支护顶部的变形检测，将会费时又费力。同时，其检测结果也难以达到精准化。所以在此类监测任务执行的过程中，借助先进的测绘技术进行深基坑检测，将大大提高其工作效率，为工程的后期建设提供精确的数据依据。
一、自动变形监测系统
自动变形监测系统主要依靠先进的计算机技术，实现对深基坑的自动变形监测，其系统的关键性技术就是基准网点的建立。通过这些基准点网形成全方位的变形监测。
1.基准网设置
在以往传统的深坑监测方式中，是通过将其监测点设置成GPS、导线、边角网三种网布，并对其进行平差计算和复测，此方法需要将监测仪器设置在基准点上，对其临近的基准点的稳定性进行检查，同时测量出架设仪器的基准点的坐标位置。但是在实际的大型基坑工程中，多数都是通过围蔽来进行施工，加之施工周围环境的影响，所以传统的深坑测量方式很难开展工作。运用先进的监测理念，将基准点与工作基点进行结合，形成全新的基准网，具有混合性特点。举例说明此监测方式的操作过程：当任意选取的基准点选中之后，通过强制对中装置将基准点与工作基点进行混合基准点网的建立，其操作快捷明了，对大型基坑在相对复杂环境下的基准网建设提供了技术性指导，非常适合大型基坑的自动变形监测[1]。
2.基准点的稳定性能检验
大型基坑的自动变形监测的核心之处就在于基准点，所以保证其稳定性对整个监测工作的顺利开展具有极大的推动作用，主要就是保证其监测点、工作基点不发生歪曲现象。一般采取都是通过组合后验方差法进行基准点的稳定性检验，此方法通过对各基准点进行组合，计算出后验单位权方差，然后形成统计量并对其进行检查。遇到统计量高于给分位值的情况时，基准点的位置未发生明显变化的这一设想将不成立，此时需要对基准点进行二次计算，直到其基准点通过检验。
3.移动监测技术
工程的自动变形监测都是随工程的施工进行的，因此将监测仪器长时间架设在工程施工区域显得不够现实，因其会影响工程施工，还会对仪器的保护产生不利因素。当工程的监测工作基点过多时，投入大量的仪器进行固定周期监测会增加工程施工难度。针对此现象，可以根据实际工程的自动变形监测需求，制定合理的监测方式，为保护仪器，减少仪器的投入，可以对施工工程周期性的移动性监测，这样可以在不影响监测结果的基础上，方便工程施工，是一举两得的方法。
二、自动变形监测系统的设计
1.系统的组成
大型基坑的自动变形监测系统是在全站仪的基础上实现的自动变形监测，它是通过可以自动搜索目标的全站仪进行目标测量工作，同时通过L型单棱镜的组合配置，运用极坐标测量技术、自由设立基准站、边角交会技术等，对各监测的变形点三维立体坐标进行测定。
2.系统软件的功能设计
基于全站仪机载软件的二次开发，形成的GeoBasic集成开发平台，此平台的自动监测程序可以直接作用于全站仪的实际运行中，利用此平台进行自动变形监测系统的开发，其仪器初始化、系统参数设置、自动观测、学习测量、数据处理、结果输出等，都已经实现模块功能，对大型基坑的自动变形检测系统的建立有极大的促进、推动作用。
三、自动变形监测系统的应用
大型基坑的自动变形检测系统的设计与应用，主要是对基坑的支护结构顶部进行下沉量与水平位移量的测量，其具体工作原理有以下几点：
1.在外业监测中的应用
自动检测软件的开启是需要连接全站仪和电脑，然后在检测点的工作基点上，通过基准点瞄准，确立其基准点的数据，并对其稳定性进行观测，之后就可以对其进行学习测量，测量出的结果应保存在文件中。通常都是将第一个测量的基准点坐标作为已知值，再对基准点的进行稳定性检验与基准点网平差，在确定监测点的工作基点坐标时，需要去除已知点中有明显变动的基准点。
大型基坑在施工过程中的各时期监测点坐标，需要以周为单位，进行实时计算，其中学习测量数据只需要在第一期的自动监测中进行，往后各时期的检测点坐标可依据自动顺序进行。大型基坑在进行自动变形检测时，其基准点网的监测应该进行4次测回，监测点的测回是2次，利用自动监测系统软件进行每期监测时，就可以通过预先设置，将监测时间段、周期、监测点组进行参数设定，日后只需要安置仪器进行自动测量，就可获得自动监测数据[2]。
2.对内业数据进行处理
监测数据在进行业内处理时，可以通过专业的变形监测内业软件系统，对其数据进行处理，此方法对监测点的三维坐标和基准网点平差结果的数据获得都比较方便。通过叠置分析获得大型基坑的累计变形量和各时期变形量相关数据。同行可以清晰地获得基准点的三维图像与二维图像。另一方面的应该就是可以利用各基准点的周期性监测成果，建立出模型分析与大型基坑的变形预报，可以直观通过变形的曲线图分辨出变形的趋势与情况，也可以通过预警值的设置对模型进行分析与变形预报。对大型基坑进行自动变形监测时，监测方应安排相关专业人员整理每日的监测情况，尤其是对各监测点的变形量与累积变形量作以记录和简单分析，以电子邮箱的方式将其传送给建设单位，为其提供及时的监测点信息，方便其调整工程建设的施工进程。
3.监测系统的应用
在实际的基坑的支护结构顶部进行下沉量与水平位移量的测量中，存在一些人为或自然原因造成的支护结构发生涌沙、漏水现象，对周围路面造成塌陷影响；当累积位移量增加时，基坑发生趋向性变形的几率加大。在深坑发生变形后，可以通过回填、封堵、加固等方法对其进行处理，可以有效减缓其变形发生速度，将变形量维持在可控制的范围内，随着工程时间的推进，其变形放缓，对支架造成的威胁也将随之消失。当出现下沉现象时，可以通过绘制下沉曲线图的方式，监测其下沉变形过程，发现下沉的发展与基坑开挖的深度有关。
将自动变形监测系统与传统的检测方式进行对比后发现，大型基坑采用自动变形监测系统进行监测之后，其监测所花费的时间是原有方式的1/4。同时自动变形监测系统所采集的监测点数据精准度也高于原有监测方式，另一方面的显著优势是，自动变形监测系统的工作效率较之原有监测方式有明显的提高[3]。
结语
大型基坑的自动变形监测系统的设计应用对建筑在进行基坑支护的沉降与水平位移等方面的监测具有较大的意义，它实现了深坑监测由传统人工向现代化技术的转变，减轻建筑施工过程中的劳动力投入，较低工程成本。同时它所提供出的变形数据监测具有高精度、自动化的特点，可向施工企业提供实时的变形监测数据，可以较大程度的提高企业的工作效率。
参考文献
[1]卢松耀,丘志宇,何显锦.大型基坑自动变形监测系统设计与应用[J].地理空间信息,2016,14(8):81-83.
[2]徐满喜.浅谈大型基坑自动变形监测系统设计与应用[J].工程技术：全文版,2016(11):00319-00319.
[3]陈志华,施昆,邓德标.复杂地质区域深基坑自动变形监测系统开发及应用[J].测绘科学,2014,39(2):69-72.