浅议深基坑工程监测技术及要求

邓斌

摘要：简述了深基坑工程监测的工作内容，重点说明支护结构监测和周围环境监测的方法,提出基坑监测工作要求，对深基坑工程监测技术做一个小结。

关键词：深基坑工程监测技术要求

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A文章编号：

引言

随着我国城市建设高峰的到来，高层建筑、市政道路、立交桥地铁工程、市政污水排放工程、地下商业街、人防工程等越来越多，这些工程建设均要开挖深基坑，基坑的面积和深度向大而深方向发展。土体性质、地下水情况及工程周围环境等的复杂性，根据地质勘察资料参数来确定的设计和施工方案，含有许多的不确定因素，因此，对在基坑工程施工过程中的支护结构位移及内力、地下水位、周围建筑物位移等的监测已成保证工程建设安全进行必不可少的重要环节。

1.基坑监测现状

基坑监测技术应用较广泛，绝大多数深基坑工程都进行了施工过程中的监测，通过设定监测项目的报警值，保障基坑工程、周围建筑物及地下管线的安全。但是，目前大多数的基坑监测工作只是起到了保障基坑工程安全进行的作用，并未将监测成果进行全面的利用。目前多数监测人员，仅仅是机械的进行着收集资料和提交数据报表，判断是否超过控制值以报警，未结合施工和地质情况对监测成果进行深入的理论分析，导致花费大量人力物力进行的监测工作不能真正发挥优化设计和及时反馈指导施工的积极作用。

2.支护结构监测

2.1墙顶位移监测

挡土墙桩墙顶位移常用经纬仪和全站仪监测。其原理为：应用水平角全圆方向观测法，测出各点水平角度，然后计算出各点水平位移。其特点为测试简单，费用低，数据量适用。在桩墙顶冠梁上布置测点，其位置和数量根据基坑侧壁安全等级及周围建筑物和地下管线可能受影响的程度而定。对于重要基坑，一般沿地下连续墙或桩顶每隔10～15m布置一个测点。在现场建立的半永久性测站要求妥善保护，基准点设在便于观测，不受施工影响的场地，基准点宜做成深埋式。基坑开挖期间，开挖期间必须1次/1天，根据基坑监测级别及监测数据变化量，必要时还要加测频率。

2.2 倾斜监测

支护结构沿基坑深度方向倾斜常用测斜仪监测，也可采用全站仪观测。在桩身或地下连续墙中埋设测斜管，测斜管底端插入桩墙底以下，使用测斜仪由底到顶逐段测量管的斜率，从而得到整个桩身水平位移曲线。固定式测斜仪是将测头固定埋设在结构物内部的固定点上；活动式测斜仪先埋设带导槽的测斜管，间隔一定时间将测头放入管内沿导槽滑动测定斜度变化，计算水平位移。

2.3 支护结构应力监测

用钢筋应力计或混凝土应变计沿桩身钢筋、冠梁和腰梁中较大应力断面处监测主钢筋应力或混凝土应变，对监测应力和设计值进行比较，判断桩身、冠梁、腰梁内应力是否超过设计值。

2.4 支撑结构应力监测

对于钢支撑，在支撑施加预应力前，将钢筋应力计焊接在钢管外壁。对于混凝土支撑，在钢筋笼绑扎时，将钢筋计焊接在主钢筋上，随基坑开挖，量测支撑轴力的变化。

2.5 锚杆锚固力监测

为保证锚杆张拉时达到设计的预应力值，必须进行超张拉，通过在锚头位置安装锚固力传感器，测定锚杆锁定时的锚固力及开挖过程中锚固力的变化，从而确定锚杆是否处于正常工作状态、是否达到极限破坏状态。测力计有电阻应变计式，也有钢弦式，一般采用钢弦式测力计。

2.6 土压力测试

挡土桩侧土压力采用沿挡土桩侧壁土体中埋设土压力传感器进行测试。采用钢弦式或电阻应变式压力盒。在埋设主动侧土压力盒时，其敏感膜应对准桩后，应施加较大的初压力，否则可能测不到主动土压力变化的全过程，甚至测不到数据。在埋设被动侧土压力盒时，其敏感膜面应对准桩前，不宜施加较大的初压力，否则后期土压力值超量程。

2.7 土体孔隙水压力测试

孔隙水压力计，是监测地下土体应力和水压力变化的手段。土体孔隙水压力采用振弦式孔隙水压力计测试，用数字式钢弦频率接收仪测读数据。

3.基坑工程现场监测的要求

在基坑工程中，基坑工程的监测应与施工过程密切配合，根据施工速度，对监测到内力或变形的绝对值及变化速率进行认真分析，根据需要调整监测的时间间隔，必要时进行跟踪检测。应将检测结果及响应的施工工序、工况记录及时提供给施工管理人员。当监测数据超过警戒指标时，应不失时机地采取相应的技术措施。对重要而复杂地工程，应选择适当范围进行信息化施工。在施工监测中，运用反分析方法优化后续施工。在基坑工程中，确定各监测项目的警戒线和允许值是一项十分严肃的工作。它不仅是设计计算的重要基础，同时也是确定合理施工流程、保证周围环境安全的主要依据。监测项目的警戒值应根据基坑自身的特点、监测目的、周围环境的要求，结合当地工程经验并和有关部门协商综合确定。确定预警值的方法主要有3种。

3.1参照相关规范和规程的规定值。我国各地方标准中对基坑工程预警值的规定多为最大允许位移或变形值。

3.2经验类比值。经验类比值是根据大量工程实践经验积累而确定的预警值，如基坑内降水或基坑开挖引起的基坑外水位下降不得超过1000mm，每天发展不得超过500mm；基坑开挖中引起的立柱桩隆起或沉降不得超过10mm，每天发展不得超过2mm。

3.3设计预估值。基坑和周围环境的位移与变形值是为了基坑和周围环境的安全需要在设计和监测时严格控制的，而围护结构和支撑的内力、锚杆拉力等，则是在满足以上基坑和周围环境的位移与变形控制值的前提下由设计计算得到的，因此，围护结构和支撑内力、锚杆拉力等应以设计预估值为确定预警值的依据，一般将预警值确定为设计允许最大值的80%。

3.4基坑工程在开挖和支撑施工过程中的力学效应是从各个侧面同时展现出来的，因此监测方案设计时应充分考虑各项监测内容间监测结果的互相印证、互相检验，从而对监测结果有全面正确的把握。

3.5监测点布设应合理，能埋的测点应在工程开工前埋设完成，应尽量减少对结构的正常受力的影响,在工程正式开工前，各项静态初始值应测取完毕。

3.6监测数据的可靠性取决于测试元件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度以及监测人员的素质。监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录为依据，原始记录任何人不得更改、删除。

3.7监测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。

3.8对重要监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包括变形或内力量值及其变化速率。

3.9监测数据必须填写在为该项目专门设计的表格上。工程结束后，应对监测数据，尤其是对报警值的出现进行分析，绘制曲线图，并编写工作报告。

4.深基坑监测的意义

深基坑的理论研究和工程实践告诉我们，理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的正确途径。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析和预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测提供动态信息反馈来指导施工全过程，并可通过监测数据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境一地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，以便及时采取安全补救措施。

5.结束语

在深基坑的施工过程中，为了对基坑工程的安全性和对周围环境的影响有全面的了解，需要对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数，同时积累工作经验，为提高基坑工程设计和施工的整体水平提供依据。因此，在施工过程中对基坑支护结构、基坑周围土体和相邻建筑物进行全面、系统的监测，是非常重要的。

参考文献:

1. 胡楚旺.深基坑支护施工监测技术浅析［J］.陕西建筑,2010,(7):42～44.

2. 刘建航,候学渊.基坑工程手册［M］.北京:中国建筑工业出版社,1997.

3. 夏才初、李永盛著.地下工程测试理论与监测技术［M］.上海：同济大学出版社.1999.8.