深基坑變形監測技術應用與探究

滕征東

文章編號：2095-6835（2016）17-0154-01

摘 要：隨著國內建筑技術水平的提升，以城市地鐵、地下商貿中心等為代表的大型深基坑開挖工程逐步增多。為了確保施工安全，有必要加強對深基坑的三維動態監測。從深基坑水平與垂直位移、深層土體測斜與地下水位監測等入手，探索和分析了深基坑監測的主要內容和對象，并從工程實踐的角度提出了優化深基坑監測的相關建議。

關鍵詞：變形監測；大型深基坑；地下水位監測；土質條件

中圖分類號：TU196.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.154

市政大型深基坑建設是一項錯綜復雜的系統性工程，由于受周邊環境、土質條件和開挖工藝等因素的影響，需周期性地精確測定其變形參量，以達到精確掌握深基坑變形狀況、科學預測形變規律和發展趨勢的目的，從而確保相關工程的施工安全，避免基坑坍塌、周邊建筑物裂縫等現象的發生。

1 基坑監測的現狀

在基坑開挖建設周期內，采用一定的測量儀器和手段采集基坑支護結構、地下水位和周邊建筑的相關數據的過程為基坑監測。深基坑施工為一級安全等級，依照《建筑基坑工程監測技術規范》的相關技術指標，其水平位移測量中誤差小于1.5 mm，垂直位移測量中誤差小于0.5 mm，數據采集的中誤差小于等于1/10的形變允許值。

從影響深基坑形變的因素分析，主要包含支護類型、參數結構、工程開挖深度、地表荷載、施工方式、周邊環境、深基坑所在的水文地質環境等。當前部分基坑在開挖建設期間的監測中存在未采用第三方監測機構，而是由施工單位自行承擔監測任務的情況，因此，受施工單位技術條件和儀器配置的限制，難以探測到相應的基坑安全隱患，甚至出現了因過度關注施工進度而忽視基坑監測的問題。

2 深基坑監測的主要內容

從深基坑開挖所造成的形變影響分析，其監測的主要內容即為深基坑支護結構的水平和垂直位移、周邊建筑物的沉降和裂隙監測、土體深層位移測定和地下水位監測等。

2.1 支護水平位移監測

按照基坑類型劃分，其監測方式有所不同，通常會對特定方向監測點多采用小角法監測，測量原理和測定要素較為簡單；對于分布方向較為隨機的監測點，多采用全站儀極坐標法、前方或側方交會的方式測定角度和距離，進而解算周期性瞬時坐標，其計算公式為：

. （1）

2.2 支護垂直位移監測

對于壩體等線性對象，多采用液體靜力水準的方式進行點位垂直位移監測，但對于大型基坑工程而言，因基坑監測點位數量多、采集路線相對較長，因此，開展液體靜力測量的難度較大。在實際工作中，常利用高精度水準儀，配合銦鋼瓦尺，按照二等水準進行監測點高程數據的精確采集，技術指標如表1所示。同時，為了測定基坑回彈的影響，應在基坑底部設置一定的回彈監測點。

2.3 深層土體位移監測

在基坑開挖前7 d，埋設測斜管并采用砂石填充縫隙，確保測斜管與土體接觸密實，以測斜管底部為假定不動點，即觀測零點，采集測斜管壁相對于底端零點的位移參量，進而分析基坑周邊支護結構與土體的變形情況。一般報警值為連續3 d的變化速率大于3 mm，基坑圍護最大位移量為50 mm。

2.4 地下水與裂隙監測

基坑的地下水位監測多采用水位計開展，其精度大于10 mm，水位觀測井應客觀反映基坑內、外部地下水位的實際高度；裂隙監測是對基坑支護、地表與周邊建筑所表現出的數量、分布、大小、深度與走向等方面的情況進行客觀的統計，多采用平行線標記、石膏板粘貼的方式配合千分尺測定，并加強了相應的現場巡查。

3 監測數據分析和相關建議

在大型深基坑監測中，為了保證一定的測量精度，多采用0.5 s級高精度全站儀按照測回法進行數據采集。在深基坑監測數據的處理過程中，針對采集到的水平與垂直位移、土體測斜等相關數據，多采用Excel電子表格按照測定時間、單次變量和累積變化量的形式進行數值統計，并生成S（變化總量）-T（時間）曲線圖，形象、直觀地展現基坑監測點的變形情況。對于變形數據的數值分析，可利用BP神經網絡、回歸分析或GM（1，1）灰色系統等對相關數據進行數學建模，求解變形序列函數，科學預測監測對象的變形趨勢。

根據基坑監測的系統性特點，應在其實施之前制訂詳細的監測方案，對監測數據的采集方法、周期頻率、報警設定和成果精度等進行規范明確；注重變形監測的實際特征，針對雨季、施工開挖期等特定階段提高數據采集的頻率，并及時進行數據處理，提供至建設單位以供科學分析；在監測過程中，應按照“三定”原則監測，即固定觀測人員與儀器、固定觀測路線與方法、固定觀測氣象條件，從容減小系統觀測誤差的影響，提高數據觀測的精度。

4 結束語

對于深基坑施工與開挖形成期的變形監測，除了應提升相應的坡頂水平、垂直位移監測水平、深層土體位移采集水平外，還應加大對基坑邊坡荷載變化、地下水位和周邊建筑沉降裂隙的巡查力度，并根據基坑建設期間存在的問題，對局部區域加密觀測，適當縮短觀測周期，并及時提交數據分析成果，提升數據處理的質量。這對提升深基坑監測預警，確保工程建設的安全性有重要的理論和經濟價值。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕