變形監測技術在深基坑施工中的應用

程寶慶

南通蘇辰測繪工程有限公司 江蘇省 226007

摘要：本文提出對發生突出情況深基坑進行實時動態變形監測，以掌握支護體變形特征，及時為施工工程技術人員提供判斷依據，調整和補充施工方案，保證基坑及周圍建筑的安全。

關鍵詞：深基坑；變形觀測；受力監測；測試系統

引言

在當前城市建設中，建筑已逐漸向縱向空間方向發展，基坑工程越來越多的向大深方向發展。因為基坑工程本身的復雜性和基坑設計中假設的工況模型還不能完全反映施工時的具體狀況、以及基坑工程中突發情況的發生，需要通過基坑監測到的各種變形數據信息，為設計和施工單位優化下一步的施工參數提供相關的參考，以達到信息化安全施工，將信息及時反饋給有關單位，判斷支護結構及周邊環境安全狀態，指導施工。

一、深基坑施工中進行基坑監測的意義

由于深基坑工程的實施對建筑工程周邊環境和水文地質的要求很高，很難從以往的基坑建造經驗中得到有效的借鑒，同時理論上的分析、預測對多變的地下環境也不適用。首先，深基坑土方開挖時，專業人員要適時記錄開挖過程中所遇到的問題，計算監測數據并及時按設計要求預測基坑開挖承受的最大強度，為降低工程成本提供有利的數據參考；其次，要嚴格按照設計要求進行基坑開挖，對地下土層、地下管線、設施以及周圍建筑在開挖中所受影響降到最低，保證周圍建筑及人民的安全；最后，工程施工過程中要及時預測險情發生、發展的情況，以便能及時采取安全補救措施。

二、工程實例分析

某工程地下2層，地上4層，主樓11層，框架結構，總建筑面積約126000㎡。基坑開挖面積約26000㎡，總土方開挖量近28萬m?。基坑呈不規則四邊形，基坑自然地坪標高為-0.750m，基坑底標高為-11000m，開挖計算深度為11.05～12.35m。

三、基坑監測

1、垂直位移監測

高程控制網測量是在遠離施工影響范圍以外，布置3個以上穩固高程基準點，這些高程基準點與施工用高程控制點聯測，沉降變形監測基準網以上述穩固高程基準點作為起算點，組成水準網進行聯測。基準網按照國家二等水準測量規范和建筑變形測量規范二級水準測量要求執行。監測點垂直位移測量按國家二等水準測量規范要求，歷次垂直位移監測是通過工作基點間聯測一條二等水準閉合或附合線路，由線路的工作點來測量各監測點的高程，各監測點高程初始值在監測工程前期兩次測定（兩次取平均），某監測點本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移，本次高程減初始高程的差值為累計垂直位移。

2、監測點水平位移監測

基坑頂部水平位移監測采用視準線法。在某條測線的兩端遠處各選定一個穩固基準點A、B，經緯儀架設于A點，定向B點，則A、B連線為一條基準線。觀測時，在該條測線上的各監測點設置活動艦板，在艦板上讀取各監測點至AB基準線的垂距E，某監測點本次E值與初始E值的差值即為該點累計水平位移，各變形監測點初始E值均為取兩次平均的值。

3、側向位移監測

圍護結構側向位移監測在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導槽PVC管，測斜管管徑為70mm，內壁有二組互成90°的縱向導槽，導槽控制了測試方位。埋設時，應保證讓一組導槽垂直于圍護體，另一組平行于基坑墻體。測試時，測斜儀探頭沿導槽緩緩沉至孔底，在恒溫一段時間后，自下而上逐段（間隔0.5米）測出X方向上的位移。同時用光學儀器測量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前，分二次對每一測斜孔測量各深度點的傾斜值，取其平均值作為原始偏移值。

坑外土體側向位移監測采用鉆孔方式埋設時可用110鉆頭成孔，鉆進盡可能采用干鉆進，埋設直徑為70的專用監測PVC管，下管后用中砂密實，孔頂附近再填充泥球，以防止地表水的滲入。

四、深基坑監測工作中的一些注意事項

首先，深基坑圍護的重要性。深基坑施工過程中一定要有圍護結構，用來擋水、擋土及阻隔與施工無關的人員。因此，護圍結構必須安全有效，確保施工環境的安全穩定。一般深基坑的護圍采用現場澆灌地下連續墻結構進行圍護，并用混凝土攪拌樁在基坑外側進行防水。深基坑開挖時必須將地下水抽出，然后按基坑設計方法，在中間配上鋼管結構的水平支撐進行加固。

其次，深基坑監測要有時效性。基坑監測過程應該按照施工規范和設計要求嚴格執行。在基坑監測點設置好兩天后，進行原始值的多次測量；基坑開挖后，監測頻率要根據施工速度的變化隨時進行調整；工程設計人員應該對每個監測點都設置一個預警值和報警值，方便現場監測人員進行危險系數的讀取，如達到預警值時及時對監測點進行標注，達到報警值時及時命令施工人員停止施工，并向設計人員反映情況，做出相關的安全措施。

再次，針對基坑位移的監測。基坑位移監測一般采用偏角法，在施工范圍外2-3m內進行3個監測點的建設，以便施工中共同進行位移測試。位移監測需要定向進行，因此要對監測點進行一定的保護。首次位移監測時，要注意各個監測點距離的測量，計算出各個監測點的秒差，并做好記錄，方便以后位移量的計算。然后，要做好磁性沉降標的監測。

最后，要注意測斜儀的使用。在進行較大的深基坑工程時一般采用傳感器為雙測頭結構的測斜儀，它不僅可同時測量兩個方向的斜測量，而且精度高，方便深基坑準確的按照設計要求建造。另外，要注意在連接讀測儀器的電纜和探頭時，必須根據工程規范使用原裝扳手，避免因連接問題早成讀測儀器出現錯誤；測量時注意探頭插入斜測管時，要將滾輪卡在據孔0.5m的導槽上，認真記錄測量數據。

五、監測結果分析

1、該基坑支護主要采用排樁加2道內支撐的結構形式，有效地控制了基坑周邊土體的水平位移和地表沉降，基坑底板的隆起也得到了有效控制。通過監測分析，發現部分測點結果超過本工程制定的控制值，該基坑開挖和施工沒有對周邊建筑物和構筑物以及地下管線產生任何不利影響。

2、圍護結構的最大水平位移與開挖的深度和時間密切相關，深層土體水平位移曲線均呈膨脹的“S”形，排樁上、下端整體變形量較中間小，這與兩端所受約束較多有關系。本工程巖土條件下深度9～12m處變形量較大，開挖深度最大的南側變形也最大，累計水平位移最大為170.12mm，位于深度12m，約為支護樁長的2/5深度處。

3、從該工程的監測資料看，周邊土體的變形雖然還是比較顯著，這是由于軟土地基變形模量小、流動性強以及基坑開挖的綜合影響而產生的；同時也表明，軟土地基具有很大的變形調節能力和適應能力。對于道路、管線等線形結構物所帶來的不利影響具有一定的吸收和化解作用，對于其正常使用帶來的不利影響沒有通常規范中所分析的那么顯著。

4、基坑施工過程中，因為加強和完善了對基坑支護結構、基坑周圍土體和建筑物全面系統的監測，并研究探討變形特征，可以反饋信息，指導施工，確保安全、順利地完成基礎及上部結構的施工工作。因此，施工監測分析是保障工程施工安全，減少經濟損失，完善深基坑支護設計不可缺少的強有力手段。

結束語

基坑施工中常常應用到基坑監測技術，完成對基坑地質的詳細了解，采取適當的措施消弱地下地質對基坑施工的影響，增強基坑施工的安全性能。總之，基坑的施工過程中，要注重對施工各環節的監測，并實時監測數據，進行合理的分析，為規范施工提供依據，保證建筑施工質量。

參考文獻：

[1]李勇，陳在.成都市某基坑變形監測方案設計分析[J].地理空間信息，2011，9（6）：125—126.

[2]中華人民共和國建設部.JCJ8--2007建筑變形測量規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2007（07）.