深基坑施工中基坑监测技术的应用

张 立 甲

(山西二建集团有限公司,山西 太原 030013)

0 引言

改革开放以来，国家经济水平得到平稳提升，城市化进程也随之不断加快，土地成为经济发展中的重要因素，因此基坑建设符合经济发展的需要，为经济发展提供更多可利用土地空间，但是基坑深度加大，规模扩大，安全问题也随之不断滋生，相关人员应对此实际情况进行重视。基坑建设水平的提升为诸多工程项目提供可能性，例如地下商场等，有利于此类工程项目水平的提升，但是此过程应对基坑监测环节认真对待，是因为基坑监测水平直接关乎工程安全水平，高水平完成基坑监测能够保证基坑建设高质量、安全的完成。基坑监测是一项较为复杂的施工，对于基坑整个建设需要进行把控，例如位移、沉降等诸多问题，是工程安全以及质量的有力保证。

1 基坑监测实施流程

项目包括实地勘查、选点测试、土建施工、设备安装、软件调试、数据处理六个阶段。具体内容如下：

1)实地勘查：现场实地了解影响区域范围，确定监测范围等。

2)选点测试：主要测试卫星收星数量、数据质量、多路径效应等。

3)土建施工：根据现场情况，修建地面观测站，并需要做防雷保护。

4)设备安装：现场安装防盗柜、避雷针、接收机等。

5)软件调试：接收机设备与监测平台的互联互通及远程控制。

6)数据处理：数据的接收、存储、分析、查询等。

2 常见深基坑监测技术手段

随着科学技术水平的不断提升，诸多专业器材产生并应用于施工过程，大大提升工程的施工质量，基坑监测亦是如此。基坑监测具有精准性的特点，对监测部分需要精准监测、精准要求，此现实要求对监测设备提出更高的要求。监测设备的精准度是基坑监测的前提以及基础，监测人员应对设备进行专业的监测以及调整，保证监测器材处于优良的工作状态。基坑监测除了利用专业设备以外，还需要利用专业的监测软件，硬件以及软件结合，从而获得监测信息，使基坑监测工作紧跟时代发展。

3 基坑监测内容

1)水平位移监测。

水平位移监测是一种较为具体的施工，根据实际情况来选取具体的监测方式，主要根据标准方向因素。深基坑水平位移检测依据检测方向不同，有不同的监测方法。前者一般采用小角度法或者投点法，选用方法范围相对狭窄，而后者的选取方法范围则较为广泛等，例如前交会法以及坐标法等等。对于监测方法来说，较为重要的是GPS监测方法，此方法具有一定的适用范围，笔者对案例以及数据进行整理得出，此方法对于监测点具有特别要求，与其他方法不同的是，位移监测点处于深基坑项目外部，选择地点应保证避免积水区域，另一方面，在允许的前提下可以尽量监测若干次，提升监测工作的水平。

2)竖向位移监测。

此位移监测的方法主要有两种：一是几何方法，二是液体静力方法，以下进行简单说明。监测人员需要对深基坑底部合适选位，利用多种辅助手段完成监测任务，辅助手段涉及较为广泛，例如几何方法等等，其他辅助手段主要目的是保证监测工作的质量。对于竖向位移监测工作来说，精准度要求更高，监测各项手段应保证精准无误，唯有如此才能够保证方法的有效性。

3)裂缝监测。

对于裂缝监测来说，监测人员应对各个方面的数据信息进行把握，例如数量、深度、宽度等各个影响工程的因素。基坑裂缝对于深基坑工程质量影响极大，因此监测过程应对其进行重视以及关注，使裂缝对深基坑影响处于可控程度中。裂缝各项信息均具有特殊的监测方法，以宽度为例子，监测人员大都利用平行线的方法，然后使用测量器材完成具体任务。对于裂缝内部则采用其他方法，例如超声波监测法，总之，任何有关深基坑的数据信息获取均有相对应的方法来完成。

4)土压力监测。

实际监测过程中，土压力计是此监测方式的核心部分，主要目地以及作用是对深度完成数据收集。此测量仪器种类较多，但是主要使用以下两种类型，为埋入式以及接触式类型，以下对埋入式进行说明。实施监测过程中，需要对压力膜进行特别注意，保证其时刻处于垂直状态，然后获取数据信息。另一方面，在监测实施前，需保证仪器处在良好的工作状态中。

5)孔隙水压力监测。

此监测方面为基坑水压承受范围的方面，监测基坑是否达到施工方案标准，从此方面提升深基坑安全水平。此监测存在诸多施工可能性，笔者根据多年施工经验得出，钢弦式孔隙水压力计为最优选择，有利于监测工作的顺利进行，且保证工作的质量水平。

6)地下水位监测。

水位是深基坑施工的重要影响因素，对于安全水平存在显著制约以及阻碍，而利用水位计进行监测工作具有明显积极作用。监测人员首先需要对典型位置进行标明，然后使用水位计完成监测，此做法有利于充分对水位进行整体把握，保证对地下水的准确认知，在施工方案中进行规避，降低地下水对深基坑项目的影响程度。另一方面，对于水位监测并非一次性工作，而是需要定期进行监测并不断调整监测地点，从而实现监测工作对精准度要求。

4 基坑监测

根据JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程相关规定，必须进行支护结构的水平位移监测和基坑开挖影响范围内建(构)筑物、地面的沉降监测。

1)基坑安全等级。

基坑概况：晋能孝义2×35万kW低热值煤热电新建项目煤场及附属设施建筑安装工程，卸煤沟基坑长138 m，坑底最宽处19 m，基坑深度13.7 m。地下水位埋深4.0 m～5.4 m，年变幅1.5 m。根据《建筑地基基础设计规范》《建筑基坑支护技术规程》《建筑边坡工程技术规范》《地勘报告》确定本工程基坑安全等级为二级。

2)监测目的。

a.为基坑开挖提供科学依据；b.确保基坑在基础施工期间的安全。

3)监测项目。

地面沉降、水平位移。

4)基坑监测要求及布置。

针对本工程地质水文实际情况，基坑内施工作业时间较长，且要经过一个雨季，因此必须对基坑坡顶进行水平位移及沉降监测。监测点应沿基坑周边布置，监测点间距不宜大于20 m，关键部位监测点应加密且每边监测点不小于3个。

5)基坑巡视要求。

每天派专人对基坑进行巡视，巡视范围包括基坑影响范围内的地面沉降，坑顶位移，基坑坡面是否完好及坑底是否隆起。如发现基坑出现大的滑移及裂缝应立即停工，待问题解决后再继续施工。

6)监测方法与精度要求。

本方案设计GNSS拟采用18(监测站)+1(基准站)的系统结构，18套监测站设备根据现场布设于监测区内，1套基准点设备布置于影响区外的地质稳定部位，作为监测站数据解算的参考站。以及采用精度不低于DS1级水准仪配合观测，按测微法施测。

7)监测周期。

a.从基坑开挖直至基坑内建筑物外壁施工至-4.000且土方回填完毕，均应做基坑监测、观测工作。b.基坑开挖期间，监测不应少于每天一次，直至开挖停止后连续3 d的监测数值稳定。c.当遇到特殊情况时，应立即连续进行监测，直至连续3 d的监测数值稳定。d.当位移速率大于前次监测的位移速率，应进行连续监测。e.在监测数值稳定期间，应根据水平位移稳定值的大小及工程实际情况定期进行监测。f.基坑监测数据、现场巡查结果及时整理和反馈。当开挖时，位移超过预警值应立即停止开挖。本工程预警值为水平位移值大于30 mm，垂直位移值大于30 mm。

8)监测结果处理要求。

监测数据及时分析整理，绘制沉降随时间变化的关系曲线，并对其发展趋势做出评价。

5 结语

基坑监测的重要作用在于及时发现基坑建设过程中的问题，根据实际情况制定出合理的解决方法，保证基坑建设的质量，避免因问题的发生造成成本投入增加，安全事故发生等不良情况，监测获得数据还可以成为方案规划调整的基础，促进施工方案朝着科学化、合理化的方向前进。