深基坑工程施工期現場監測工作探究

賈高 馬曉晶

摘 要：建筑深基坑工程，由于受到地質水文條件的影響，在施工的過程中，經常出現各種不確定因素，對工程的質量、安全、進度產生或多或少的負面影響。為此，深基坑工程在施工期間需要做好現場的監測工作。本文將以某深基坑工程為例，在了解該工程地質條件和水文條件的基礎上，針對工程探究現場監測工作，并提出一系列的現場監測工作建議。

關鍵詞：深基坑工程；施工現場；監測工作

1 案例工程基本概況

某深基坑工程位于自然地面以下的12.0m位置，大約高程為40.0m，該基坑的開挖，從其坑壁可以判斷存在雜填土、淤泥、黏土、淤泥質粉質黏土，其中雜填土由建筑垃圾、砂、礫等組成，盡管分布在局部，在由于缺乏比較好的力學性質，在一定程度上影響了地基的承載力，而淤泥呈黑色流塑狀態，不僅分布不穩定，而且厚層的變化大，被視為不良軟土層，需要在后期施工中進行軟土處理。至于工程的水文條件，經勘查發現基坑施工區域有上層滯水和孔隙承壓水兩種，前者滯留在基坑上部的人工填土當中，水位決定于大氣降水和地表排水的強度，也是基坑內部積水的主要來源，而后者以地下水為主，要求在施工期間采用深井降水的措施，否則可能會產生上浮力，并腐蝕施工區域的鋼筋混凝土。

2 案例工程施工期監測管理工作

2.1 工程監測內容

深基坑施工，支護結構破壞、基坑塌方、基坑開裂等工程事故，從側面要求在施工期間實行全過程監測預報，以便保證基坑施工的安全。

（1）了解基坑施工現場及周邊環境的動態變化情況，以便掌握施工現場安全事故發生的薄弱點，同時也是基坑開挖方案制定的依據，以此對深基坑工程施工做出安全性評估，能夠有效做出工程事故預警。（2）結合監測技術的優勢，在深入分析工程施工水文地質情況的前提下，對監測工作展開統籌安排，及時反饋施工的情況，以及根據反饋的信息提前做好突發事故的補救措施，這也是監測工作信息化管理的具體表現。（3）在監測工作開展的同時，廣泛積累監測資料，為日后類似工程提供技術數據和積累工程經驗，以及提供施工監理的借鑒指導。目前深基坑工程采用信息化監測管理方式，涵蓋了設計和施工工作領域，旨在讓設計和施工工作更趨合理性。

2.2 基坑測點埋設監測

由于案例工程基坑施工范圍廣，工程采用分區施工的方式，與監測工作配合，將工程分為多個施工區，并匯總深基坑監測的內容：采用電子水準儀、全站儀、測斜儀、水位測量儀、鋼筋計、軸力計等，分為在冠梁內、支撐、立柱、地表、圍護墻、地下水、混凝土支撐、鋼支撐等位置布置測點，以便確定冠梁水平位移、支撐沉降、立柱水平位移、地表沉降、圍護墻深層水平位移、地下水位、混凝土支撐軸力、鋼支撐軸力等，其中量測的頻率根據工程的實際需求而定。另外，針對圍護結構水平位移、圍護結構變形、地面沉降等問題，要求采用電子水準儀、測斜儀、測斜管、電子水準儀等測試儀器，分為在圍護結構上端部、圍護結構內力、圍護結構周圍土體布置測點。

2.3 監測項目的監測頻率

案例基坑工程采用分區、分段和分層的方式開挖土方，工程根據開挖的深度，確定基坑邊坡的穩定性，其中各個監測項目監測的頻率，具體如下：基坑開挖深度大于8m后每隔1天巡視檢查；基坑開挖深度大于8m后每隔30天基點聯測；基坑開挖深度5m內每隔7天監測地表沉降；基坑開挖見底后每隔5天監測冠梁水平位移，每隔5天監測支撐和立柱水平位移，每隔5天監測地表水平位移，每隔5天監測圍護墻深層水平位移，每隔5天監測混凝土支撐軸力，每隔5天監測圍護墻內力，每隔5天監測鋼支撐軸力，每隔5天監測地下水位。基礎底板做完后每個7天監測一次。

2.4 GPS-RTK測量技術的應用

為了輔助深基坑施工監測工作的開展，工程應用了GPS-RTK，即是實時動態測量系統，它結合了GPS測量技術與數據傳輸技術，是現代測量技術的新突破。

（1）GPS-RTK測量原理。采用GPS-RTK測量技術可以解決之前單獨使用GPS測量造成的后期數據處理繁瑣、容易出錯、工作效率低下的問題。其基本工作原理是設置一臺GPS接收器在基準站上，對可搜索到信號的GPS衛星進行連續觀測，并將收集到的數據通過無線電設備實時的反饋給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機將基準站接收到的觀測數據根據差分定位原理實時進行三維坐標記錄，從而使測量精度達到厘米級。通過實時分析到的定位結果，就可監測基準站與用戶觀測結果的質量和解算結果的收斂情況，在測量過程可隨時判斷解算結果是否成功，從而大幅縮短觀測時間。（2）GPS-RTK測量系統的構成。GPS-RTK測量系統構成包括接收設備、數據傳輸設備和分析軟件設備等。將兩臺測量精度高、解算整周未知數速度快的雙頻GPS接收機設置在基準站和用戶站上，接收機的采樣率保持與接收機最高采樣率一致；作為GPS-RTK主要組成部分的數據傳輸設備是由基準站的無線電臺和接收機組成的，主要根據用戶站與基準站的相對距離、現場環境質量、數據傳輸速度等因素來選擇數據傳輸設備的頻率和功率。分析軟件系統的質量和功能決定了實時動態測量可行性、測量結果可靠性和精確性，這種軟件可以快速解算整周未知數，并具有快速靜態、動態和實時動態的作業模式，實時對測量結果進行質量分析和評價。（3）GPS-RTK作業時注意事項。GPS-RTK在作業時存在著諸多影響其測試精度的因素，因此在進行測量工作中要注意好相關事項：為保證設備正常、高效的運行，首先需將基準站設置在較高的位置，而且要遠離其他無線電信號干擾源，基準站電臺使用高頻信號發射數據，基準站發射電臺要高于接收機并避開遮擋信號的障礙物；其次，是按測量規范設置電臺，接收機天線與功率超過15W以上的電臺發射天線要保持至少2M的距離，以免相互干擾；再者，基準站要選擇與發射頻率相匹配的信號發射天線，天線的長度要根據發射頻率的變化而作適當調整；最后，調制好解調器的配置數據，既可以按照標準格式調整數據，也可以自行調制，但要保證基準站與用戶站的信號通道安全。（4）安全判別。借助GPS-RTK及常規儀器監測，發現基坑周邊地表累計最大的沉降量為0.25%；冠梁累計最大位移量為0.3%；支撐和立柱累計最大位移量為0.3%；圍護墻深層累計最大水平位移量為0.3%；地下水位累計變化最大值為1000mm；通過監測數據的整理和分析，得出安全報警值，并可借助物理量的變化過程曲線，對深基坑工程做出準確的安全預警。

3 結束語

綜上所述，基于深基坑工程存在的安全問題，譬如支護結構破壞、基坑塌方、基坑開裂等工程事故，深基坑工程需要展開科學的監測管理工作，需要在掌握施工現場安全事故發生薄弱點的基礎上，采用分區施工的方式，與監測工作配合，將工程分為多個施工區，并匯總深基坑監測的內容，同時采用分區、分段和分層的方式開挖土方，根據開挖的深度，確定基坑邊坡的穩定性，以及應用GPS-RTK，輔助深基坑施工監測工作的開展。

參考文獻

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