变形监测技术在深基坑施工中的应用

程宝庆

南通苏辰测绘工程有限公司 江苏省 226007

摘要：本文提出对发生突出情况深基坑进行实时动态变形监测，以掌握支护体变形特征，及时为施工工程技术人员提供判断依据，调整和补充施工方案，保证基坑及周围建筑的安全。

关键词：深基坑；变形观测；受力监测；测试系统

引言

在当前城市建设中，建筑已逐渐向纵向空间方向发展，基坑工程越来越多的向大深方向发展。因为基坑工程本身的复杂性和基坑设计中假设的工况模型还不能完全反映施工时的具体状况、以及基坑工程中突发情况的发生，需要通过基坑监测到的各种变形数据信息，为设计和施工单位优化下一步的施工参数提供相关的参考，以达到信息化安全施工，将信息及时反馈给有关单位，判断支护结构及周边环境安全状态，指导施工。

一、深基坑施工中进行基坑监测的意义

由于深基坑工程的实施对建筑工程周边环境和水文地质的要求很高，很难从以往的基坑建造经验中得到有效的借鉴，同时理论上的分析、预测对多变的地下环境也不适用。首先，深基坑土方开挖时，专业人员要适时记录开挖过程中所遇到的问题，计算监测数据并及时按设计要求预测基坑开挖承受的最大强度，为降低工程成本提供有利的数据参考；其次，要严格按照设计要求进行基坑开挖，对地下土层、地下管线、设施以及周围建筑在开挖中所受影响降到最低，保证周围建筑及人民的安全；最后，工程施工过程中要及时预测险情发生、发展的情况，以便能及时采取安全补救措施。

二、工程实例分析

某工程地下2层，地上4层，主楼11层，框架结构，总建筑面积约126000㎡。基坑开挖面积约26000㎡，总土方开挖量近28万m?。基坑呈不规则四边形，基坑自然地坪标高为-0.750m，基坑底标高为-11000m，开挖计算深度为11.05～12.35m。

三、基坑监测

1、垂直位移监测

高程控制网测量是在远离施工影响范围以外，布置3个以上稳固高程基准点，这些高程基准点与施工用高程控制点联测，沉降变形监测基准网以上述稳固高程基准点作为起算点，组成水准网进行联测。基准网按照国家二等水准测量规范和建筑变形测量规范二级水准测量要求执行。监测点垂直位移测量按国家二等水准测量规范要求，历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合或附合线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程，各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定（两次取平均），某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移，本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。

2、监测点水平位移监测

基坑顶部水平位移监测采用视准线法。在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B，经纬仪架设于A点，定向B点，则A、B连线为一条基准线。观测时，在该条测线上的各监测点设置活动舰板，在舰板上读取各监测点至AB基准线的垂距E，某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计水平位移，各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。

3、侧向位移监测

围护结构侧向位移监测在基坑围护地下钻孔灌注桩的钢筋笼上绑扎安装带导槽PVC管，测斜管管径为70mm，内壁有二组互成90°的纵向导槽，导槽控制了测试方位。埋设时，应保证让一组导槽垂直于围护体，另一组平行于基坑墙体。测试时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温一段时间后，自下而上逐段（间隔0.5米）测出X方向上的位移。同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。在基坑开挖前，分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值，取其平均值作为原始偏移值。

坑外土体侧向位移监测采用钻孔方式埋设时可用110钻头成孔，钻进尽可能采用干钻进，埋设直径为70的专用监测PVC管，下管后用中砂密实，孔顶附近再填充泥球，以防止地表水的渗入。

四、深基坑监测工作中的一些注意事项

首先，深基坑围护的重要性。深基坑施工过程中一定要有围护结构，用来挡水、挡土及阻隔与施工无关的人员。因此，护围结构必须安全有效，确保施工环境的安全稳定。一般深基坑的护围采用现场浇灌地下连续墙结构进行围护，并用混凝土搅拌桩在基坑外侧进行防水。深基坑开挖时必须将地下水抽出，然后按基坑设计方法，在中间配上钢管结构的水平支撑进行加固。

其次，深基坑监测要有时效性。基坑监测过程应该按照施工规范和设计要求严格执行。在基坑监测点设置好两天后，进行原始值的多次测量；基坑开挖后，监测频率要根据施工速度的变化随时进行调整；工程设计人员应该对每个监测点都设置一个预警值和报警值，方便现场监测人员进行危险系数的读取，如达到预警值时及时对监测点进行标注，达到报警值时及时命令施工人员停止施工，并向设计人员反映情况，做出相关的安全措施。

再次，针对基坑位移的监测。基坑位移监测一般采用偏角法，在施工范围外2-3m内进行3个监测点的建设，以便施工中共同进行位移测试。位移监测需要定向进行，因此要对监测点进行一定的保护。首次位移监测时，要注意各个监测点距离的测量，计算出各个监测点的秒差，并做好记录，方便以后位移量的计算。然后，要做好磁性沉降标的监测。

最后，要注意测斜仪的使用。在进行较大的深基坑工程时一般采用传感器为双测头结构的测斜仪，它不仅可同时测量两个方向的斜测量，而且精度高，方便深基坑准确的按照设计要求建造。另外，要注意在连接读测仪器的电缆和探头时，必须根据工程规范使用原装扳手，避免因连接问题早成读测仪器出现错误；测量时注意探头插入斜测管时，要将滚轮卡在据孔0.5m的导槽上，认真记录测量数据。

五、监测结果分析

1、该基坑支护主要采用排桩加2道内支撑的结构形式，有效地控制了基坑周边土体的水平位移和地表沉降，基坑底板的隆起也得到了有效控制。通过监测分析，发现部分测点结果超过本工程制定的控制值，该基坑开挖和施工没有对周边建筑物和构筑物以及地下管线产生任何不利影响。

2、围护结构的最大水平位移与开挖的深度和時间密切相关，深层土体水平位移曲线均呈膨胀的“S”形，排桩上、下端整体变形量较中间小，这与两端所受约束较多有关系。本工程岩土条件下深度9～12m处变形量较大，开挖深度最大的南侧变形也最大，累计水平位移最大为170.12mm，位于深度12m，约为支护桩长的2/5深度处。

3、从该工程的监测资料看，周边土体的变形虽然还是比较显著，这是由于软土地基变形模量小、流动性强以及基坑开挖的综合影响而产生的；同时也表明，软土地基具有很大的变形调节能力和适应能力。对于道路、管线等线形结构物所带来的不利影响具有一定的吸收和化解作用，对于其正常使用带来的不利影响没有通常规范中所分析的那么显著。

4、基坑施工过程中，因为加强和完善了对基坑支护结构、基坑周围土体和建筑物全面系统的监测，并研究探讨变形特征，可以反馈信息，指导施工，确保安全、顺利地完成基础及上部结构的施工工作。因此，施工监测分析是保障工程施工安全，减少经济损失，完善深基坑支护设计不可缺少的强有力手段。

结束语

基坑施工中常常应用到基坑监测技术，完成对基坑地质的详细了解，采取适当的措施消弱地下地质对基坑施工的影响，增强基坑施工的安全性能。总之，基坑的施工过程中，要注重对施工各环节的监测，并实时监测数据，进行合理的分析，为规范施工提供依据，保证建筑施工质量。

参考文献：

[1]李勇，陈在.成都市某基坑变形监测方案设计分析[J].地理空间信息，2011，9（6）：125—126.

[2]中华人民共和国建设部.JCJ8--2007建筑变形测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2007（07）.