基坑變形觀測方法

韋東波

(桂林理工大學 南寧分校，廣西 扶綏532100)

1 基坑施工監測的內容及特點

1.1 基坑支護監測的內容有

1.1.1 水平位移監測，目的是監測基坑邊壁的水平變形量、變形速率信息

1.1.2 豎向位移監測，目的是監測基坑圍護墻頂、墻后地表與立柱的豎向位移信息

1.1.3 深層水平位移監測，目的是監測圍護墻體或基坑周圍土體的深層水平位移信息

1.1.4 傾斜監測，目的是監測建筑物傾斜度、傾斜方向和傾斜速率信息

1.1.5 裂縫監測，目的是監測裂縫的位置、走向、長度、寬度及變化程度

此外還有支護結構內力監測、土壓力監測、孔隙水壓力監測、地下水位監測、錨桿拉力監測

1.2 基坑施工監測的特點

1.2.1 時效性

基坑監測是配合降水和開挖過程，有鮮明的時間性，測量結果是動態變化的，因此深基坑施工中監測需隨時進行，通常是1 次/d，在測量對象變化快的關鍵時期，可能每天需進行數次。

基坑監測的時效性要求對應的方法和設備具有采集數據快、全天候工作的能力，甚至適應夜晚或大霧天氣等嚴酷的環境條件。

1.2.2 高精度

在施工中，基坑變形速率可能在0.1mm/d 以下，要測這樣的變形精度，常用測量方法和儀器部不能勝任，因此基坑施工中的測量通常采用特殊的高精度儀器。

1.2.3 等精度

基坑施工中的監測通常只要求測得相對變化值，而不要求測量絕對值。例如，普通測量要求將建筑物在地面定位，這是一個絕對量坐標及高程的測量，而在基坑邊壁變形測量中，只要求測定邊壁相對于原來基準位置的位移即可，而邊壁原來的位置（坐標及高程）可能完全不需要知道。

由于這個鮮明的特點，使得深基坑施工監測有其自身規律。例如，普通水準測量要求前后視距相等，以清除地球曲率、大氣折光、水準儀視準軸與水準管軸不平行等項誤差，但在基坑監測中，受環境條件的限制，前后視距可能根本無法相等。這樣的測量結果在普通測量中是不允許的，而在基坑監測中，只要每次測量位置保持一致，即使前后視距相差懸殊，結果仍然是完全可用的。

因此，基坑監測要求盡可能做到等精度。使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測者按同一方案施測。

2 基坑施工監測的儀器

基坑監測的儀器主要有

2.1 測斜儀

測斜儀是一種可以精確地測量沿鉛垂方向土層或圍護結構內部水平位移的工程測量儀器，可以用來測量單向位移，也可以測量雙向位移，再由2 個方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。

2.2 深層沉降標

深層沉降儀是用來精確測量基坑范圍內不同深度處各土層在施工過程中沉降或隆起數據的儀器。它由對磁性材料敏感的探頭和帶刻度標尺的導線組成。當探頭遇到預埋在預定深度鉆孔中的磁性材料圓環時，沉降儀上的蜂鳴器就會發出叫聲。此時測量導線上標尺在孔口的刻度以及孔口的標高，即可獲得磁性環所在位置的標高。通過對不同時期測量結果的對比與分析，可以確定各土層的沉降(或隆起)結果。

2.3 全站儀和水準儀

該設備主要用在測量地下管線、支護結構、周圍環境等方面的沉降和變位。

2.4 土壓力計

用于量測支護結構后土體的壓力狀態是主動、被動還是靜止的，或測量支護結構后土體的壓力的大小、變化情況等，來檢驗設計中的判斷支護結構的位移情況和計算精確度。

2.5 孔隙水壓力計

為了能夠較為準確的判斷基坑外圍土體的移動，可用該儀器來觀測支護結構后孔隙水壓力的變化情況。

2.6 水位計

為了檢驗降水效果就可以采用該儀器來量測支護結構后地下水位的變化情況。

2.7 鋼筋應力計

為了判斷支撐結構是否穩定，使用該設備來量測支撐結構的彎矩、軸力等。

2.8 溫度計

溫度對基坑有較大影響，為了能計算由溫度變化引起的應力，則需要將溫度計和鋼筋應力計一起埋設在鋼筋混凝土支撐中。

2.9 混凝土應變計

要計算相應支撐斷面內的軸力，則需要采用混凝土應變計以測定支撐混凝土結構的應變。

2.10 低應變動測儀和超聲波無損檢測儀

用來檢測支護結構的完整性和強度。

無論是哪種類型的監測儀器，在埋設前，都應進行檢驗。由于監測儀器設備的工作環境大多在室外甚至地下，而且埋設好的元件不能置換，因此，選用時還應考慮其可靠性、堅固性、經濟性以及測量原理和方法、精度和量程等方面的因素。

3 基坑施工監測方法

施工前，應對周圍建筑物和有關設施的現狀、裂縫開展情況等進行調查，拍照、攝像作為施工前的檔案資料并作詳細記錄；對于同一工程，監測工作應固定觀測人員和儀器，采用相同的觀測方法和觀測線路，在基本相同的情況下施測。

基準點應在施工前埋設，經觀測確定其已穩定時方可投入使用；基準點一般不少于2 個，并設在施工影響范圍外，監測期間應定期聯測以檢驗其穩定性。

在施工前，進行不少于三次的初觀測。在開挖期間則每天觀測一次，在觀測值相對穩定后則可適當降低觀測頻率。而當出現報警指標、觀測值變化速率加快或者出現危險事故征兆時，則應增加觀測次數。在布置觀測點時，要充分考慮深埋測點，其不能影響結構的正常受力的同時也不能削弱結構的變形剛度和強度，深埋測點的埋設應提前30d。

基坑圍護墻的深層水平位移的監測采用在土體或墻體中預埋測斜管，通過測斜儀觀測各深度處水平位移的方法。觀測點沿基坑周邊布置，可適當布點埋設于支護結構圈梁頂部，觀測點精度為2mm。在監測過程中，測點的布置和觀測間隔遵循的原則如下：

（1）一般間隔10～15m 時則可布設一個監測點；在基坑轉折處、距離周圍建筑物較近處等重要位置都應該適當加密布點。

（2）在基坑開挖之初，只需每隔2～3d 監測一次，隨著開挖過程的不斷加深，應每天觀測一次，在發生較大位移時，則需要每天觀測1～2次。

建筑物傾斜監測根據不同的現場觀測條件和要求，選用水平角法、投點法、正垂線法、前方交會法、差異沉降法等。在監測支護結構傾斜時，在關鍵地方鉆孔布設測斜管，采用高精度測斜儀進行監測。根據支護結構在各開挖施工階段傾斜變化情況，及時提供支護結構水平位移隨時間變化的曲線。

4 基坑施工監測的注意事項

4.1 合理布置基坑平面監測方案，確定基坑監測項目

根據基坑的具體條件，包括施工地區的地質條件、圍護設計與施工方案確定好的監測方案，達到技術合理，突出施工重點，達到經濟適用的目的，為企業在最大限度上盈利。

4.2 及時做好監測儀器的檢校

只有監測儀器能夠適應各種氣象條件的精密監測，才能滿足數據監測的要求。

4.3 注重監測數據的時效性

基坑的施工條件復雜且是在不斷變化中，基坑監測應該針對監測對象的變化及時進行更新并上報數據，以便及時發現問題，盡快處理。

［1］朱浩波.民用建筑物變形觀測方法的研究[J].科技傳播，2010(13)：79-80.

［2］顧漢忠.建筑物的變形觀測方法及常見問題的處理[J].城市道橋與防洪，2011(12)：92-93.