城市復雜環境下的基坑監測技術探討

王澤宇

（山西潞安工程有限公司 山西 長治 046102）

0 引言

深基坑工程施工是土木工程中最復雜的技術領域之一，其是多種學科為一體的系統性比較強的工程，而且其還具有較強的地域性、風險性以及綜合性。近年來，在基坑施工過程中發生事故的現象已經很多，尤其是在人口密集的城市地區，基坑事故造成的傷害更大，在此背景下，基坑監測的技術顯得尤為重要。

1 監測系統設置原則

在復雜城市環境下基坑工程施工過程中，設計值會與實際值存在一定的差別，這是不可避免的，工程的實際工作情況通常與設計的預估值通常會存在一定的差異，甚至有時候這個差異會很大，而且這個差別會隨著周邊環境的復雜程度的變化而變化，因此，僅僅通過預估值是不可能完全準確而全面的反應基坑工程的實施情況的，在基坑施工過程中進行現場采用合理的科學的檢測手段來進一步的保障基坑施工環境的安全是非常有必要的。

基坑開挖施工監測工作比較復雜，并且集成度比較高、系統性比較強，因此是一項系統工程，在監測過程中監測工作效果的好壞與監測方法的選取及測點的布設有著直接相關，甚至在某些時候起到了決定性的作用。目前監測系統的設計原則有以下五點：可靠性原則；多層次監測原則；重點監測關鍵區的原則；方便實用原則；經濟合理原則。

2 監測項目的確定

一般來說，施工過程中對現場監測的內容主要可以分為兩大部分，第一部分就是圍護結構本身，同時這部分也是監測的重點考慮對象；第二部分就是與工程施工相關的環境監測。圍護結構是維持工程的支柱，同時也是基坑施工過程中必不可缺少的一部分，其包括維護樁墻（地下連續墻等）、支撐（腳手架、便橋等）、圈梁（維護梁的）、立柱（支撐立柱、監測立柱等）以及坑內的土層等。

為了進一步對基坑工程詳細描述，將監測項目細分為工程重點結構部位的監測，也就是基坑支護結構變形監測、基坑周邊沉降位移監測、圍護結構深層側向變形監測、地下水位監測等。

2.1 基坑支護結構變形監測

在基坑施工過程中，對監測系統的布設要依據工程的實際情況以及基坑周邊環境的具體情況來考慮，在對監測控制網布設時既要考慮施工期不會對監測過程造成影響，另外，也要保證監測網能夠持續監測到工程構筑物的完工，在此過程中不僅要保證監測數據的真實有效性，而且還要保證監測網的穩定性，只有這樣才能有效的面對復雜的工程施工情況。

基坑支護結構監測點的設置：復雜城市環境下，由于基坑所處的位置比較特殊，并且影響的范圍比較大，因此監測點的設置要考慮多個方面，應根據基坑支護結構的形狀、材料、設計思路和施工方法以及工程地質情況來確定，在設置的過程中充分考慮上述的因素，并不能一概而論，唯有這樣才可以充分的發揮出監測點的功效，進而能夠順利的完成監測工作，來對基坑工程進行有效的監測。

圍護結構的水平位移與沉降位移監測：圍護結構，例如地下連續墻墻頂水平位移及墻身水平位移（測斜）可最直觀、最準確的反映基坑變形部位、變形量、發展趨勢。能快速準確預判基坑風險，對地連墻墻頂和墻身變形的準確的把握，并經過類似深基坑工程的驗證，此監測項目為最有效的手段之一，并作為貫穿始終的重要監測項目。

3 基坑周邊沉降位移監測

根據設計要求，對基坑周邊3倍影響范圍內建筑（構）物進行監測，監測點布設應反映建筑物不均勻沉降，且位于主要影響區監測點沿外墻間距為8～12m，或每隔兩根承重柱布設1個監測點；位于次要影響區，監測點沿外墻間距10～15m或每隔2～3根承重柱布設1個監測點，外墻轉角處必須布點。用電鉆在建筑（構） 物的外墻上按設計位置鉆孔，打入沉降釘作為監測點，并與待測結構結合可靠，不松動，用紅色油漆標明點號和保護標記。注意監測點埋設時避開雨水管、窗臺線、電器開關等有礙設標與觀察的障礙物，并應高于室外地坪0.15～0.3m。

3.1 圍護結構深層側向變形監測

隨著基坑開挖深度的不斷加深，需要測定基坑周邊的土體中不同深度的水平位移變化情況，因此需對基坑開挖階段周邊土體的縱深方向的水平位移進行監控。首先應預先在基坑周邊及支護樁后的土體中埋置用于測斜的特別套管，通過測量這些預先埋置的特別套管的變形，從而獲得基坑周邊的土體在不同深度的各點水平位移發展變化情況，從而得出圍護結構的安全性。

使測斜儀測讀器處于工作狀態，將測頭導輪插入測斜管導槽內，緩慢地下放至管底，在恒溫一段時間后，由管底自下而上沿導槽全長每隔0.5m讀一次數據，記錄測點深度和讀數。測讀完畢后，將測頭旋轉180°插入同一對導槽內，以上述方法再測一次，測點深度同第一次相同。并且注意每一深度的正反兩讀數的絕對值宜相同，當讀數有異常時應及時補測。

在基坑開挖前3～5天內用測斜儀對同一測斜管作3次重復測量，確定處于穩定狀態后，以3次測量的算術平均值作為側向位移計算的基準值。

3.2 地下水位監測

基坑周邊的地下水位的高低對基坑結構的穩定性起著至關重要的影響，如果基坑底部水位過高的話，地下水就容易從土層中滲透到基坑底，進而對基坑周邊的護坡產生危害，容易造成滑坡或者大量滲水的危害，這嚴重危害了基坑的正常施工，還有一種可能就是由于坑底水位的過高，就會造成地下承壓水的水頭壓力大于隔水層的自身重量。因此，在基坑施工過程中要非常重視對地下水位的監測，時刻記錄監測數據來確保施工環境的安全。因此對地下水位進行監測有著重大的意義。所以各等級的基坑工程都要求時刻監測水位的變化，并時刻上報檢測數值以及建立起安全預警的相關機制，進最大可能來確保監測的及時性以及準確性。而對于一些地下水位比較高的觀測井，可以不用鋼尺水位計而直接利用鋼尺測量，記錄鋼尺濕跡與觀測井頂部的距離，并由此可以直接計算出地下水位的高程。因此要確保鋼尺的有效長度大于空口與地下水位的距離。在對地下水位觀測井埋設過程中用鉆機鉆孔到設計的指定位置，并且在孔內埋入慮水塑料袋套管，另外保持套管與管壁之間用干凈的細沙填實，并防止泥漿堵塞觀測孔，孔上加蓋，做好保護工作。

4 結語

根據上述研究成果，我國其他城市基坑項目監測方案的設計提供了相應的理論參考和具體基坑施工的借鑒，因此，此項研究成果有著較強的理論意義和實踐意義，值得去進一步的深入研究，并對監測數據進行了分析與評價，為該基坑的安全施工提供了可靠的保障。