基坑監測技術在深基坑施工中的運用

鄧仁偉

【摘要】深基坑施工對周圍環境具有破壞性，造成巨大損失。各級建設管理部門把它作為管理的重點。為及時掌握基坑支護結構的變形，提前采取措施防止危險的發生，本文介紹了某城市深度為22m的基坑監測方案，闡述了監測方案制定及監測方法，為類似工程監測提供依據。

【關鍵詞】基坑監測;深基坑;施工;運用

1、工程概況

本項目共有2個地塊，包括1*地塊（中興路）和2*地塊（靠近解放西路、南區路）基坑支護施工和土石方開挖施工。1*地塊面積17140.4m2，2*地塊面積15957.4m2。1*地塊和2*地塊由5棟超高層住宅塔樓、商業裙房和地下車庫組成，最大建筑高度為300m，預計1*塊體土石方開挖總量約39萬m3，2*塊體土石方開挖總量約31萬m3。該基坑開挖深度為22m，安全等級為一級，采用錨索（桿）擋墻、抗滑樁等支護方式，分為13個支護段。

2、基坑監測項目及方法

監測的目的是實時記錄變形數據，并將監測數據與設計單位提供的預警值進行比較。當監測值大于預警值且超過規范要求時，施工單位應及時反饋和采取措施，避免支護結構的破壞和其他事故的發生。施工過程中要以實時監測為基礎，指導現場施工。

2.1監測項目

本工程綜合考慮環境、支護形式等因素，共確定了以下9個監測項目：支護結構頂部位移監測;周邊地面沉降監測;周邊建筑物沉降監測;周邊建筑物傾斜觀測;支護樁及土層深層位移監測;支護樁內力監測;錨索（桿）應力監測;坑外地下水位監測。

2.2基坑監測點布設及觀測方法

監測點的密度和位置主要取決于場地施工環境、基坑設計等級和基坑場地條件。最終監測點必須能夠準確反映現場的實時情況，預測未來發展趨勢，滿足設計要求，實現信息化施工。

2.2.1監測基準點

監測基準點應位于基坑范圍以外約50米或基坑深度的3倍，不受施工影響。高程基準點H1～H4，平面基準點D1～D4。布設完成后，觀測各基準點的初始數據，利用DNA03儀器觀測高程基準網，利用GPS靜態觀測平面基準網。

2.2.2基坑坡頂及周邊地表位移監測

包括基坑頂部水平位移監測及豎向位移監測、周圍建筑物（表面）沉降和水平位移監測以及基坑周圍深層土體水平位移觀測。

（1）基坑頂部水平位移監測

第一，測點布置，基坑頂部水平位移監測點共布設20個，為S1～S20。第二，將測點埋入地下，確定測點位于基坑頂部，沖擊鉆成圓柱形孔。監測點由鋼制成，同時標明監測點編號。第三，基坑頂部水平位移的測量與計算原理，采用極坐標法進行監測。本研究以該區坐標系為基本平面坐標系，利用基坑周圍兩個E級控制點的平面坐標，通過測量平面控制網建立后的距離和方位角，得到各點的坐標。第四，測量儀器和精度，采用徠卡tS02全站儀。

（2）基坑頂部豎向位移監測

第一，測點布置，基坑頂部豎向位移監測監測點與水平位移監測點共點，共20個，為J1～J20。第二，測量計算原理，基坑頂部豎向位移監測采用國家四級水準測量法。標高坐標系采用1985年國家高程坐標系，利用基坑周圍兩個標高點建立高程控制網，然后采用國家四級水準法測量各監測點的高程。第三，測量儀器和精度，采用徠卡DNA03電子水準儀和銦鋼水準儀，精度要求如下：DNA03電子水準儀每公里往返高度測量精度為0.3mm，最小讀數為0.01mm。

（3）周邊建（構）筑物沉降及水平位移監測

第一，布置測點，共設18個周邊建筑物（構筑物）沉降監測點，為J21～J38。同時，在中興路北側設置三個沉降觀測點J39～J41，監測基坑北側的沉降，彌補了三角高程測量引起沉降的不確定因素造成的誤差。第二，在固定位置鉆孔，安裝沉降監測點（或利用現有建筑物沉降點），利用反射片在建筑物表面粘貼水平位移監測點。沉降監測點采用規格統一的鋼質監測點。第三，同基坑頂部水平位移和豎向位移的測量原理和計算方法。

2.3地下水位監測

第一，測點布置，一般每隔20-30米布置一根水位管，按基坑支護設計要求布置地下水位監測點。第二，測點埋設，地下水位監測點的位置應根據設計圖紙和場地具體情況。深度取決于地勘單位提供的地質勘查資料和工程實際情況。一般水位管由聚氯乙烯管制成。當水位管埋設時，首先鉆孔，當鉆頭鉆到水位管所需的深度時，將水位管小心地插入孔內。完成后，管道回填黃砂，回填深度在透水頭以上1米。最后用膨脹泥封孔，孔的高度達到孔口的位置。第三，工作原理。水位監測采用傳統的電子水位計。在監測過程中，沿水位管道位置探測電子水位計的前探頭。當探頭與水接觸時，電子水位計的接收器會做出相應的反應，通過測量探頭的深度來確定地下水位的深度。第四，測量儀器和精度，采用SWJ-8090鋼尺水位計，最小讀數為1mm，重復性誤差為2mm。

2.4支撐應力監測

第一，測點埋設，在支撐施工期間，鋼筋綁扎好后，在指定的監測斷面上安裝應力計，在監測斷面上下主筋上分別安裝應力計。安裝應力計時，應將主筋切斷，預留應力計的位置，應力計與兩根主筋之間的連接采用電弧焊。安裝應力計后，在澆筑混凝土前測量應力計初始值。由于施工環境復雜，應對應力計進行保護，以避免被破壞。總共6個，為Y1～Y6。第二，基坑開挖過程中，受到周圍土壓力、柱體位移等應力荷載的影響，支護體系的應力也會受到影響。通過埋設在混凝土主筋內的應力計和鋼支撐頂部的應力計，可以監測鋼筋的應力變化。第三，計算原理，采用振弦式鋼筋應力計，直接測量應力，轉換成軸向力。第四，測量儀器和精度，使用GXR-1010振弦式應力計，測量范圍為100mpa（抗壓強度），200mpa（抗拉強度），24mm臨時規格，分辨率為0.05%F·S。使用BP-32頻率讀取器，分辨率是0.1赫茲。

結語：

在深基坑施工過程中，坍塌事故時有發生，監測顯得尤為重要。通過監測，可以及時處理突發事件，避免發生嚴重的安全事故。在基坑施工過程中，土體的開挖和降水都會引起基坑內外水體的水平運動和土壓力的變化，造成周圍土體的沉降和周圍環境的變形。在該工程基坑監測過程中，由于施工等原因，偶爾有極少數監測點超過警戒值，但根據監測數據，這是一種正常現象，支護結構相對穩定，沒有發生重大事故，因此，信息化監測在該工程基坑施工中取得了一定的效果。

參考文獻：

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