監測技術在深基坑開挖過程中的應用簡析

中國建筑材料工業地質勘查中心江蘇總隊 江蘇 211135

摘要：由于現代建筑工程體量不斷增大，樓層不斷增高，對于深基坑施工的要求也越來越高。為了保證深基坑開挖工程中的安全文明施工，必須做好深基坑在開挖過程中的監測工作。因此，本文針對監測技術在深基坑開挖中的應用進行分析，為工程的順利實施做好基礎工作。

關鍵詞：深基坑；土方開挖；監測

土方開挖是深基坑支護施工的重要環節，對工程施工影響很大，在開挖過程中要結合實際情況制定不同的施工方案，同時還要做好監測工作，確保施工過程中安全處于可控狀態，這就需要利用監測技術，與基坑施工密切配合，從而順利的完成工程建設任務。

1深基坑監測內容及布置

1.2基坑監測內容

圍護結構的深層水平位移、圍護結構頂水平位移、圍護結構頂豎向位移、周邊地表沉降、土體分層沉降、支撐軸力（鋼支撐、混凝土支撐）、管線沉降、建筑物傾斜、建筑物沉降、潛水水位、立柱豎向沉降、土壓力和水壓力、基坑底部回彈、裂縫監測等的監測。

1.3基坑監測項目的選擇

基坑監測項目的選擇應根據設計圖紙、基坑周圍的風險因素和基坑的地質條件以及施工監測方案等因素決定，施工現場采集的原始數據通過軟件處理與分析，提供監測報表，能夠及時反映基坑的各項監測數據變化，為基坑在開挖過程中的安全施工提出建議。

1.4監測點的布置與埋設

1）基坑監測點布設原則

監測點的布設原則是依據監測方案結合實際的施工環境從所有的監測項目中選擇幾種關鍵的監測項目進行監測，在確定如何布設測點之前，必須了解本基坑的地質條件周邊環境情況和圍護結構的設計形式，再根據類似工程基坑的監測經驗、最新監測規范要求來布設點的范圍和密度。

在施工進場以前，我們要把需監測的點位埋設完成，經過一定的穩定周期后測量出各項監測數據的靜態值作為初始值。圍護體頂部沉降、頂部位移點位應直接布設在圍護體上，道路上面無法布設沉降點時應用電錘剔小坑然后再埋設沉降釘，坑不要太大以免對過往的行人和車輛造成安全隱患，如果基坑周邊的馬路上的管線非常重要的話，需要把管線周圍用醒目的擋板圍起來然后把管線挖出來，在管線上面直接布設點。

2）圍護結構頂部水平位移、豎向位移監測點的布設

基坑頂部位移點包括水平位移點和垂直位移點，它們可以共用同一個點來進行監測，布設在基坑地連墻的頂部。根據設計要求和測量規范，一般情況下大約每隔25 m布設一個位移點，在重要監測部位要適當加密監測點。

3）圍護結構測斜管的埋設

根據每個基坑不同的圍護結構形式，測斜管的埋設方法不同，如果圍護結構是地下連續墻，測斜管就埋設在地下連續墻里面，如果圍護結構是SMW工法樁，測斜管一般是和工法樁焊接在一起，且埋設在容易塌方的地方，一般是圍繞基坑圍護結構的輪廓每隔20 m～30 m布設一個測斜孔，風險較大的地方應該加密布設，測斜孔的深度至少要和開挖總深度相等或者是比開挖總深度深幾米，如果基坑采取明挖法施工，一般以測斜管底部作為側向位移的基準。如果基坑采用暗挖法施工，一般以測斜管頂部為基準進行計算。

將測斜管底部裝上底蓋用螺絲固定好放入鉆孔中，逐節組裝，隨著深度的增加，浮力會越來越大，這時候要往測斜管內注入清水，使測斜管很容易地下到最底處，然后轉動測斜管，讓測斜管的十字絲垂直于基坑內部，接著把細沙子注入鉆孔與測斜管之間，固定測斜管。

測斜管固定以后，用帶有一定壓力的水槍向測斜管內注入清水，直到測斜管內無臟水返出，流出清水時為止，這樣就證明測斜管已經被沖洗干凈，為測斜奠定了基礎，由于測斜儀探頭非常昂貴，所以在第一次測斜之前要進行一次模擬測斜，就是用假探頭試測一下測斜管是否暢通，在不確定測斜管是否暢通時，不允許放入探頭。

由于施工環境的復雜性和其他的不確定因素容易對測斜管造成破壞，所以要在布置完成以后對每個測斜管進行坐標和高程的采集，當測斜管受到破壞以后很容易根據坐標準確地找到。而且要在管口旁邊系上醒目的小旗子以起警示作用。

4）水位孔的埋設

在基坑開挖之前要對基坑進行降水，當基坑內的水位降到一定程度以后就有可能會使基坑外的水向基坑內滲透，基坑外的地下水通過圍護結構向基坑內滲透是導致基坑塌方的重大因素之一，因此對水位監測是確保基坑施工安全的重要方法之一，基坑周圍水位孔的埋設要根據當地的水位資料和地質情況，在含水量大和滲水性強的地方緊鄰基坑旁邊進行布置，間距為20 m～30 m，要平行基坑邊，與測斜管埋設的不同點是要在水位管底部鉆許多細孔然后再用過濾紗布包好，這樣做的目的是既要保證地下水的流通又防止地下泥土雜物堵塞小孔，達到監測目的。

5）土壓力計和水壓力計的埋設

對環境要求比較高的工程都必須安裝土壓力計和水壓力計，它們是對地下土體應力和地下水壓力監測的有效手段，土壓力計要隨基坑圍護結構同時安裝，安裝時一定注意要讓壓力面向外，安裝地點是在基坑隱患處的圍護樁側向受力點，水位計安裝時也需要鉆孔，在不同的深度分別安裝水位計然后用干燥粘土填實，當土球吸足水后會自動將鉆空格封堵好。安裝好這兩種壓力計以后一定要保護好它們的引出線和編號不丟失。

6）軸力計的埋設

當基坑開挖到一定深度后，依靠圍護結構自身的力量無法保證基坑的安全，需要在基坑中間安裝水平鋼支撐來保證基坑結構的安全，軸力計就是一種安裝在鋼支撐頭上的應力計，用于監測鋼支撐的受力情況，它的安裝需要施工單位的配合，軸力計必須由電纜線引出，要保護好它的電纜線和編號不受損壞。

2基坑的監測頻率、方法及注意的事項

2.1基坑的監測頻率

基坑的監測頻率一般根據基坑的等級不同而有所不同，具體的監測頻率需要根據施工設計圖紙和施工監測方案進行具體規定，總之監測頻率的確定應能系統地反映監測對象所測項目的重要變化過程而又不遺漏其變化的重要時刻。當出現下列情況時應提高監測頻率：

1）監測數據達到報警值。2）監測數據變化較大或速率加快。3）存在勘測未發現的不良地質。4）超深、超長開挖或未及時加撐等違反設計工況施工。5）基坑及周邊大量積水、長時間連續降雨、市政管道出現泄漏。6）基坑附近地面荷載突然增大或超過設計限值。7）支護結構出現開裂。8）周邊地表突發較大沉降或出現嚴重開裂。9）臨近建筑突發較大沉降、不均勻沉降或出現嚴重開裂。10）基坑底部、側壁出現管涌、滲漏或流沙等現象。

2.2圍護結構頂部水平位移的監測方法

圍護結構頂部水平位移的監測方法一般用極坐標法，基準點要選在3倍基坑以外土質堅固的地方，每個基坑工程至少應有3個穩定、可靠的點作為基準點，工作基點應選在相對穩定和方便使用的位置。每次觀測都必須定向，每次觀測值與前一天觀測值之差為日變化量，每次觀測值與初始觀測值之差為累計變化量，當然也可以用余弦定理公式進行位移變化的計算，一般認為，當日變化量超過設計值的80%或者累計值超過設計值的80%時應向業主，施工，監理各單位進行數據報警。

3結語

深基坑監測技術可以確保深基坑施工期間基坑的穩定性以及基坑圍護結構的安全，可以控制施工對周圍環境和已有建筑物以及市政管線的影響。在深基坑的施工中，施工單位可以依據監測的數據對施工方案進行調整，消除安全隱患。另外監測數據還可以為優化施工方案提供理論驗證的數據。在深基坑的施工中采用基坑監測技術可以對土方開挖的全過程進行監控，它能夠很好的指導深基坑工程的施工，確保工程項目的順利進行。

參考文獻：

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