關于巖土工程基坑監測方法技術應用分析

汪夢騏 鄭磊 李超

摘要：在巖土工程中施工中，基坑施工是其中非常重要的一個環節，基坑施工的質量對巖土工程的施工質量有著非常重要的影響。在基坑施工的過程中，基坑的支護結構很可能會發生水平位移或者垂直沉降位移，為了防止這些位移情況的出現，對基坑施工進行監測具有重要的意義。

關鍵詞：巖土工程；基坑監測技術；應用

基坑巖土工程監測目的 在巖土工程中，由于地質條件、荷載條件、材料性質、地下構筑物的受 力狀態和力學機理、施工條件以及外界其它因素的復雜性，巖土工程迄今為 止還是一門不完善的科學技術，很難單純從理論上預測工程中可能遇到的問 題，而且理論預測值還不能全面而準確的反應工程的各種變化。

一、監測內容

（一）基坑巡視檢查

基坑工程整個施工期內，配合監理、施工單位進行基坑內外巡視檢查。

圍護結構：圍護結構成型質量；圍護結構及擋土、止水結構有無開裂、滲漏；坡頂土體有無裂縫、沉陷及滑移；基坑有無涌土。

施工工況：開挖后暴露的土質情況與巖土勘察報告有無差異；基坑開挖分段長度、分層厚度及支撐設置是否與設計要求一致；場地地表水、地下水排放狀況是否正常；基坑周邊地面有無超載。

周邊環境：周邊管道有無破損、泄漏情況；周邊建（構）筑有無新增裂縫出現；周邊道路（地面）有無裂縫、沉陷；鄰近環境變化情況。監測設施：基準點、監測點完好狀況；監測元件的完好及保護情況；有無影響觀測工作的障礙物。

（二）儀器監測

1.基坑坡頂沉降觀測

按基坑支護平面圖沿基坑周邊布設沉降監測點，基坑頂部的沉降監測按三等水準測量的規程進行沉降觀測，精確讀數 0.1mm，估讀至 0.01mm，保證閉合差不超過 0.6■ mm（N為測站數）。根據監測點布點要求及圍護結構特點，基坑頂水平位移與沉降監測點同一點號采用同一監測點，在維護樁施工過程中預埋。

2.深部水平位移監測（測斜）

深部水平位移監測是為了掌握基坑開挖對基坑深部土體及圍護結構的水平位移影響情況。基坑開挖時由于應力釋放等原因，周邊的土體必然會發生變形。如果側向位移變形過大或變形速率過大，將對圍護結構安全造成影響，甚至危及附近建筑物等。根據監測所采集數據，必要時采取措施，或調整施工方案，以確保其安全。儀器讀數至±0.01mm。

3.坡頂水平位移觀測

按基坑支護總平圖沿基坑周邊布設水平位移監測點，水平位移監測采用 J2 級經緯儀以三角形小角度法或直準法測定，現場基準點在監測前利用 2”級全站儀或 J2 級經緯儀將其引測至現場房屋頂或不受基坑施工影響的范圍以外，如采用三角形小角法進行水平位移觀測，應測量基準點至對應觀測點的精確距離。

各坑頂位移監測點在埋設好后，應在其表面劃上“十”字形標志。監測讀數及計算結果精確至 0.1mm。采用三角形小角法測量水平位移時，水平位移 （ΔS） 的計算公式為：ΔS=Δi×S/206265（Δi 為角度變化值，單位為 s；S 為觀測基準點至觀測點的水平距離，單位為 mm）。

4.基坑周邊建筑物沉降觀測

按臨邊建筑物實際情況布設沉降監測點，臨邊建筑物沉降監測按三等水準測量的規程進行沉降觀測，精確讀數0.1mm，估讀至 0.01mm，保證閉合差不超過 0.6mm■（N 為測站數）。

5.地下水位觀測

按基坑支護總平圖布設水位觀測孔，每個埋設水位觀測管 13m 布置，外包一層 20 目尼龍網，用通用鐵絲綁扎，最后用 2～5mm砂粒、濾料填實。

二、監測點的布置、觀測頻率及預警指標

基坑開挖施工前，對所有可測的監測項目進行兩次觀測，作為初始值。在距離基坑 3 倍開挖深度以外有樁基礎的建筑物上或穩固位置，選擇 3 個基準點，基準點根據現場情況確定。監測設施均應做明顯標記。監測點是監測工作的重要標志，需要現場各方的共同保護，保證數據的連續性并能夠及時準確地獲得數據，以確保施工過程的順利進行。

（一）監測頻率

基坑開挖前應進行不少于 2 次初測。基坑開挖過程中，當基坑開挖深度≤5m 時，每二天觀測一次；當基坑開挖深度>5m 時，每天觀測一次；地下室底板澆搗完畢后 7d 內每一天觀測兩次，7～14d 內每三天觀測一次，14～28d 內每五天觀測一次，28d 以后每十天觀測一次；施工到±0.00 且地下室外回填完畢、周邊場地沉降穩定，再觀測一次即告結束。觀測頻率應根據觀測結果進行適當的調整，即觀測結果較為穩定時，減少觀測次數；當觀測結果顯示變形較大或遇暴雨異常情況時，應加密觀測次數，并將結果及時通知業主、設計單位及有關各方以采取適當措施。

（二）監控預警指標

若出現以下情況時，應及時提出預警：

（1） 監測報警指標：基坑坡頂水平位移預警值為 40mm或變化速率連續 3d 大于 2mm/d；基坑坡頂豎向位移的預警值為 40mm 或變化速率連續 3d 大于 2mm/d；深層水平位移的預警值為 30mm或變化速率連續 3d 大于 2mm/d。

（2）當出現下列情況之一時，必須立即進行危險報警，并應對基坑支護結構和周邊環境中的保護對象采取應急措施：

監測數據超過監測報警值的累計值；基坑圍護結構或周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現流砂、管涌、隆起、陷落或較嚴重的滲漏等；基坑圍護結構體系出現過大變化、壓屈、斷裂、松弛的跡象；周邊地面出現較嚴重的突發裂縫或危害結構的變形裂縫；根據當地工程經驗判斷，出現其他必須進行危險報警的情況。

三、前期準備階段

根據測試項目訂購 PVC高精度測斜管、沉降（水平位移）標志點、制作水平位移及垂直沉降觀測點的標記和基準測量點。

測試儀器、設備的現場埋設、安裝階段深部水平位移（測斜管）：測斜管埋設采用 100 型地質鉆機成孔的埋設方法，埋設深度為 10m。埋設時測斜管的一對管槽應與可能出現的最大水平位移方向平行。從觀測管自下而上進行觀測，每 0.5m 為一個測點，每次觀測讀數力求準確。

四、結語

巖土工程深基坑的施工過程中，會對周圍的環境以及巖土工程的基坑項 目產生重要的影響，在這種情況下，對深基坑的監測工作就顯得相當必要了。 而現在有關巖土工程深基坑的監測技術有很多。

參考文獻：

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[2]張建全.北京某深基坑工程施工監測與成果分析[J].工程勘察，2010（02）.

[3]胡正華，金甌，陳成振 . 軟黏土地區深基坑施工監測研究 [J]. 鐵道建筑， 2011（07）.

（作者單位：南京先科巖土工程檢測有限公司）