房建基坑工程監測技術應用分析

鄭元成

（蘭州新區現代農業投資集團有限公司，蘭州 730087）

1 引言

隨著城市化進程不斷深入，土地資源日益緊缺，地下空間應用需求逐漸提升，基坑開挖規模隨之擴大，深度也不斷增加。因基坑項目涉及學科較多，影響因素較多，導致施工技術與質量問題經常發生，加強監測與管控顯得十分必要。在實際施工中，可引入先進的GPS 監測技術，對施工期間基坑、支護與周圍建筑出現的變形、沉降、位移等情況進行及時監測，并采取有效措施進行加固處理，確保整體房建工程穩定可靠性。

2 基坑監測技術的應用要點

2.1 基坑裂縫監測技術

該技術能夠對裂縫寬度、深度、方位等進行監測，為施工人員提供全面可靠的信息，確保基坑施工安全穩定開展。在實際應用中，該技術原理是借助超聲技術測量裂紋深度，根據監測結果制訂針對性的施工方案，嚴格遵循分層開挖原則，規避風險，還可根據監測結果對已經制訂的方案做出調整，使其更加貼合實際情況，確保基坑施工的科學穩定性。

2.2 地下水壓與水位監測技術

在地下水的影響下，開展深基坑工程容易出現土壤變形情況，使土壤強度降低，對建筑工程與周圍建筑物穩定性產生較大威脅。對此，在挖掘施工期間需要對地下水嚴格控制，否則容易導致支撐結構下沉或者受損。通過水壓力、水位監測技術的應用，可對基坑孔隙中的流體動壓力、水壓力等進行科學監測，及時調整施工方案，使建筑穩定性得到保障。該技術還可通過壓力傳感獲得水壓變化情況，在施工環境較為穩定的情況下，可將監測數據作為施工依據。水位出現異常時，應停止挖掘，全面勘查水位變化的原因，待其恢復正常后再繼續施工。

2.3 深層水平位移監測技術

在基坑監測工作中，水平位移監測十分關鍵。技術人員在基坑水平方向測量時，應合理控制頂部與冠梁間的距離，不可過大或過小，通常控制在約24 m，偏差控制在1 m 以內。因基坑水平位移要求較為嚴格，技術人員應密切關注監測動態，實施分層監測法進行定期檢查，還可注重開挖深度的檢驗，使整體工程質量得到保證。在基坑位移監測中，還可在基坑頂部設置8 個測斜管，為深層水平位移監測提供便利[1]。

3 房建工程中深基坑監測技術的具體應用

3.1 項目概況

某房屋建設工程位于蘭州市，總建筑面積為15 640 m2，分為地上3 層和地下2 層。基坑周長為420 m，深5.0~10.2 m，對鉆探勘查內的覆土情況進行研究，得到場地土層主要為人工雜填土、含砂粉質黏土等。該項目鉆探區域內地下水為上層滯水，存于雜填土、強風化砂巖層內，由大氣降水補給，透水性不均勻，水量有限。因該項目場地空間有限，四周有大量民房建筑，根據實際情況，決定在無民房位置采用放坡噴錨與錨桿結合支護，樁徑為1 m，距離為2 m，并在樁間掛網噴錨。

3.2 監測內容與方法

首先，根據現場監測數據確定基坑設計強度，為后續施工成本控制提供依據；然后，對地下管線埋設情況、地上現有建筑位置、地下土層等元素在施工期間受到的影響進行分析，確定變形警戒值，針對異常部分采取解決措施；最后，將監測內容確定為基坑水平、豎向位移、地表開裂狀態、周圍建筑物與關鍵設施變形、裂縫、滲漏水情況。該項目嚴格按照設計圖要求，采用GPS 靜態相對定位技術進行沉降、變形與位移監測[2]。與常規測量相比，GPS 儀器操作簡便，只需在開機后設定參數，接收機便可自動觀測和記錄，測定結果更加精準可靠。

3.3 監測技術

3.3.1 點位布設

在水平位移與沉降監測中，將點位設置在圍護結構圈梁上，點位間的距離在8~15 m，對于水平位移變化較為明顯的位置，適當增加點位數量，在有水平支撐的情況下，測點應設置在兩個支撐中間。該項目在基坑周圍埋設3 個高程基準點，水平位移基準點4 個，在邊坡頂部K1~K8 位置設置15 個點位監測支護結構位移，在四周建筑埋設30 個點位，關鍵點位布設與精度要求如表1 所示。

表1 監測點位與精度要求

3.3.2 監測周期與頻率

在基坑監測中，基坑越大監測時間便越長。對于圍護墻頂部水平位移、沉降監測，頻率為1 次/d；錨桿拉力從支撐開始到拆除，每天監測1 次；土體分層沉降、水土壓力監測為每周1~2 次；地下水監測為1 次/d；周圍環境監測包括建筑物裂紋與傾斜，每周監測1~2 次。監測周期與頻率并非固定不變，在施工期間可結合基坑開挖與圍護情況進行靈活調整。在檢測到物理量絕對值明顯提升時，應增加監測頻率，反之可適當降低監測頻率，在有事故征兆的情況下應進行連續動態監測[3]。

3.3.3 預警值設定

該項目按照當地標準中對基坑工程預警值的相關要求，對關鍵位置的絕對值、相對基坑深度控制值、變化速率進行確定，如表2 所示。

表2 監測警戒值

3.4 樁基監測

該項監測主要為支護樁水平變形、鋼筋應力變形，具體措施如下。

首先，針對支護樁變形面進行檢驗，利用型號為CX-01 的測斜儀進行檢驗，采用70 mm 口徑PVC 管的設備，確保與管道相一致，安裝在基坑兩側。在鋼筋受力面，重點監測支護樁變形趨勢，利用鋼筋量規進行精準測量，使各項指標都與標準相符合，保證整體施工系統規范。

然后，在鋼筋籠綁扎階段，要求采用超過5 m 間隔為截面，鋼筋應力計應串聯在鋼筋上，各個截面設置2 個應力計，借助型號為VW-1 的振弦頻率計進行監測。對于地勢較為平坦的區域，以網格結構進行點位布設，中間保持平面，點位間的距離約40 m；對于場地較小的場地，應確保地下水體與點位間保持距離，頂層滯留，將監測點設置在縫隙水等位置；對于水質變化較為顯著的位置，增加點位數量，并分層排列，對各個點位的水體、水位線等信息進行采集；

最后，在基坑開挖到混凝土澆筑期間，每日都要開展1 次質檢工作，在混凝土澆筑后，每間隔2~3 d 檢查一次，持續檢驗2 周。要求支護樁變形量與鋼筋應力始終要符合設計要求；該項目中全部圍護結構樁體變形值都要滿足警戒值規定，使圍護結構更加安全可靠。

3.5 監測結果

以項目中K11 和K16 支護樁頂部水平與豎向位移為例，在正式施工前，對周圍現有建筑沉降量進行測定，確定監測點位的坐標與高程，以此作為監測點的初始值，為后續對比提供便利。在基坑施工初期到竣工期間，支護樁沉降、水平位移與周圍建筑沉降均未發生較大改變。在土方開挖階段，根據監測結果發現產生明顯變形，直至錨索施工結束后，變形量才逐漸穩定。在基坑開挖完畢后，共計開展50 次監測，總體變形情況如下。

1）受降雨影響，K11 點位的水平位移發生改變，最高達到31.7 mm，超過警戒值的30.00 mm，且仍在逐漸增加。因當時地下室封頂工作尚未完成，受場地范圍制約，無法滿足回填條件。經過各方主體協商后，制訂應急方案，對與民房區域相鄰位置利用C15 混凝土進行回填，在回填完畢后，K11 點位的水平位移情況得到良好控制，穩定在35.2 mm。

2）監測點K16 累計沉降量為19.2 mm，但K11 點位的累計沉降量為8.50 mm（見圖1），說明施工區域南側沉降量小于北側。因K16 點位所處民房的年限較長，基礎為磚石，K11 位置民房為樁基礎，在開展基坑開挖工序后，K16 位置的沉降量超過K11 點位。可見，在房建基坑支護項目中應注重周圍年久房屋基礎勘查，使基坑支護施工更加安全可靠[4]。

圖1 K11 與K16 點位沉降累計量

3）根據圖2 可知，支護樁頂水平位移受施工進度影響，在土方開挖量逐漸增加時，預應力錨索張拉鎖定，變形量先是穩定，隨后逐漸提升，最終在錨索張拉結束后穩定下來。但是，支護樁頂位置的沉降量卻與施工進度關系不夠緊密，在施工期間，主要受支護樁水平位移的影響。

圖2 K11 水平位移與沉降變形累計量

4）在支護施工正式開始前，對周圍民房建筑裂縫情況進行檢查，并對已有裂縫信息進行記錄。在土方開挖后，基坑周圍新產生25 條裂縫，且開裂方向與基坑邊基本平行。對比原有裂縫信息可知，與K16 點位相比，K11 點位周圍地面裂縫數量相對較多，且變形較為顯著，在K11 位置裂縫變形量最大值為17.5 mm，但K16 位置為9.8 mm，在錨索張拉固定后裂縫逐漸趨于穩定。

4 結語

綜上所述，在基坑施工項目中，受施工場地與技術等因素影響，經常出現施工質量問題，需要采取有效的監測技術，科學指導和部署，確保基坑施工與周圍建筑物安全。在實際施工中，通過合理布設點位、明確警戒值、監測周期與頻率，牢牢把握監測要點，充分發揮GPS 監測技術的優勢，有效避免和減少沉降、位移、變形等質量病害的發生，使基坑結構安全得到切實保障。