巖土深基坑工程監測技術與設備的具體應用

于可鑫

摘要：深基坑施工常伴有諸多安全隱患，做好監測工作是推動工程順利開展的關鍵。對此，應根據巖土深基坑工程特點選擇相應的監測技術和自動化監測設備，從各項細節切入，全面掌握施工情況，以所得結果為依據采取有效的控制措施。

關鍵詞：巖土深基坑工程;監測技術;設備具體應用

1導言

在巖土工程施工的過程中，需采取有效的深基坑防護措施，包括基坑支護、基坑圍護等措施。在防護施工的同時，需做好基坑監測工作，并全面掌握施工的情況，確保施工的安全有效。鑒于此，文章針對巖土深基坑工程監測技術與設備的具體應用進行了分析，以供參考。

2監測技術在深基坑中的應用優勢

深基坑施工的復雜度較高，為給施工作業創造良好的條件，必須加強對基坑的檢查，掌握其在安全性、質量等方面的具體表現，而此項工作指的正是基坑監測。既有的理論和經驗雖然具有指導意義，但各深基坑工程都有其獨特之處，若照搬照抄老一套的模式會出現適用性不足的問題。所得監測結果易偏離實際情況。在較復雜的工程項目中，需要以現場實際情況為立足點，合理選擇監測技術及相應的設備，從而推動監測工作順利開展。對此，需明確深基坑的建設要求，以此為導向編制科學的施工方案;實際施工中加強現場監測，及時掌握現場情況，盡可能降低對施工作業造成的不良影響;充分發揮現場檢測手段的作用，創建高效的危險警報系統，經過分析后對現場危險等級作出評估，再采取相適應的保護措施，最大限度減少安全隱患。

3巖土深基坑工程監測技術與設備的具體應用

3.1基坑支護結構體系應力監測

內力監測。此項監測工作的覆蓋對象包含支護結構和支撐結構兩部分，以便掌握構件受力鋼筋的應力情況，評價支護結構體系的內部受力特點;土壓力監測。以土壓力計為主要裝置，將其埋設在圍護結構的迎土面，利用該裝置展開監測工作。混凝土澆筑期間易出現土壓力計被材料包裹的情況，導致裝置難以正常使用。對此，需在圍護結構的外面鉆孔，再于該處設置土壓力計;孔隙水壓力的監測。通過科學的手段掌握孔隙的水壓力情況，所得結果可有效反映深基坑支護結構的實際狀況，分析壓力在各階段的實際表現，做出是否會發生沉降的判斷，同時也可實現對不良地質的控制，從源頭上減小不良因素的影響，以免因地表隆起而發生結構變形等問題;坑內土層的監測。伴隨施工作業的持續推進，期間產生的擾動性影響逐步加劇，易對基坑底部的土層結構造成影響，因此需要做好對坑內土層的監測工作，具體包含坑底和內部監測兩方面。經過監測后分析基坑底部土層的實際狀況，如是否發生隆起等。

3.2深基坑監測點施工方法

根據基坑特性和監測對象合理布置監測點，選擇合適的施工方案。針對圍護墻體水平、墻頂位移的測量，一般沿基坑四周設置一排測斜監測孔，基坑中部或其他受力集中區應加密監測孔，水平變形監測以墻頂水平線為不動點觀測，測量各墻頂測量點絕對位移反映墻體水平變形情況，墻頂位移監測點應與墻體水平測斜孔位置相對應，即沿圍護頂梁與墻體測斜孔相對布設監測點。支撐軸力監測是監控基坑支撐內力狀況，保障支護體系整體安全的重要監測內容。在支撐體系內設根據斷面結構分組設置應力計，如在鋼管支撐結構中布設監測結構軸力的鋼弦式軸力計，為防止軸力計出現偏移等問題，應通過圍焊剛托架等手段使其維持穩定。立柱隆沉監測在支撐柱上布置一定數量監測點，通過相對標高測量等數據了解其沉降情況和撓度變化。坑外地下水位監測常采用鉆孔埋設監測點的方式，常用地表樁沿基坑周圍布置監測點以監測坑外地表沉降。直接監測相關管線及其周圍壓力等數值變化以實現管道沉降監測。建筑物沉降監測一般在相關建筑外墻、立柱、門窗等部位設監測點。

3.3測斜儀的應用

測斜儀器的各組件應按照圖紙配置到位，使探頭與測讀設備穩定連接，從而形成可靠的數據采集與傳輸渠道。兩類裝置在連接時應使用原裝的扳手輔助，保證螺絲和螺母處于擰緊的狀態，以免發生松脫現象。測斜儀應具有良好的密封性，同時檢查內部電源運行情況，保證外部因素不會對測斜儀各裝置的正常使用造成影響。需強調的是，若測斜設備因電壓異常下降而難以正常使用，此時應暫停監測作業，檢查具體問題并采取處理措施，無誤后再使電源恢復充電狀態。若測斜儀器異常而依然投入使用，極容易對內部零部件造成損傷，后續監測工作的效果將大打折扣，難以保證監測結果的準確性，因此，必須及時發現問題并快速處理。

3.4水平位移監測

3.4.1小角法

監測采取小角法有利于計算，此方法更多運用在基坑形狀較為規整時的測量。同樣這一技術也存在局限：首先，借助的測量點數量角度;其次，需投入較高的監測成本;最后，針對監測場地提出了明確要求，場地須盡可能開闊，而且在基準點與基坑之間需留出一定距離，防止由于基坑變形影響基準線。

3.4.2交會監測法

具體是指把兩個基準點和變形監測點組成三角形，然后對其邊角進行測量，得到發生位移變形監測點的實際變化值。該方法主要應用在基坑形狀不規則時的監測。交會檢測法也存在著不足：首先，如想對變形監測點具體位移變化進行精準測量，則至少需對儀器進行兩次安置，但是這樣會增加監測次數，另外會導致測量失誤率明顯提高;其次，有關計算步驟較為煩瑣。應了解每種監測技術不只具備應用優勢，同樣也存在很多不足，所以在具體操作中，應將基坑形狀與施工具體情況作為依據，針對性選取城市基坑變形監測技術。

3.4.3全站儀法

這種監測技術不僅可讓測算與觀測變得簡單，而且能填補小角法的不足，可是因全站儀高昂的造價，這一技術若想實現大面積推廣仍具有很大難度。有關數據處理要點：無論是處理監測數據還是信息反饋均要采用相應的專業軟件，還應集采集數據、處理數據、分析與管理數據等功能于一體，監測成果要具備可視化。在處理監測數時重點要注意下面幾點：首先，如果觀測數據產生異常，需分析原因，在必要的情況下可采取重測;其次，監測項目每一監測點的單次變化數值、此次測試數值及變化速率等，在必要時要繪制相關曲線。

3.5地下水位監測

基坑施工前有時需要人工降低地下水位，在天然水面和人工水面之間，排水會引起土體的孔隙水壓力消散，有效應力增加，從而造成土體壓縮及產生沉降。同時，人工水面以下，土層有效應力也會因水位變化而增加，引起土體沉降，這將引起周圍一定范圍內的地面下沉，甚至造成鄰域內建筑物或構筑物的破壞。因此，地下水位變化是基坑施工過程中必須嚴密監測的關鍵性參數之一。

3.5.1監測方法

地下水位監測采用埋設水位管后數字傳感器自動化觀測。在已埋設好的水位管中垂直放入傳感器，直至傳感器前端沒入地下水面1.5 m以下，自動記錄讀數后，讀出初次讀數，兩讀數自動相減即可獲取地下水位相對于管口的深度。

3.5.2測點埋設與布置

在這里我們采用鉆孔方式埋設水位管進行監測。鉆孔完成后清除泥漿，將PVC水位管吊放入鉆好的孔內，在孔四周的空隙回填中砂，上部回填黏土并將管頂用蓋子封好。水位管下部用濾網布包裹住，以利于水滲透。水位管管的埋置深度（管底標高）應在控制地下水位之下3～5m。安裝圖見圖1。

結束語

總之，巖土深基坑工程的施工條件較為復雜，在多方面因素共同作用下易出現質量問題。對此，應從實際施工情況出發，選擇相適應的監測技術和配套設備，有效開展深基坑的相關監測工作，以便掌握深基坑的實際情況，以此為依據合理調整施工方法，營造安全的施工環境，推動工程項目的發展。

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