基坑监测技术在深基坑施工中的运用

邓仁伟

【摘要】深基坑施工对周围环境具有破坏性，造成巨大损失。各级建设管理部门把它作为管理的重点。为及时掌握基坑支护结构的变形，提前采取措施防止危险的发生，本文介绍了某城市深度为22m的基坑监测方案，阐述了监测方案制定及监测方法，为类似工程监测提供依据。

【关键词】基坑监测;深基坑;施工;运用

1、工程概况

本项目共有2个地块，包括1*地块（中兴路）和2*地块（靠近解放西路、南区路）基坑支护施工和土石方开挖施工。1*地块面积17140.4m2，2*地块面积15957.4m2。1*地块和2*地块由5栋超高层住宅塔楼、商业裙房和地下车库组成，最大建筑高度为300m，预计1*块体土石方开挖总量约39万m3，2*块体土石方开挖总量约31万m3。该基坑开挖深度为22m，安全等级为一级，采用锚索（杆）挡墙、抗滑桩等支护方式，分为13个支护段。

2、基坑监测项目及方法

监测的目的是实时记录变形数据，并将监测数据与设计单位提供的预警值进行比较。当监测值大于预警值且超过规范要求时，施工单位应及时反馈和采取措施，避免支护结构的破坏和其他事故的发生。施工过程中要以实时监测为基础，指导现场施工。

2.1监测项目

本工程综合考虑环境、支护形式等因素，共确定了以下9个监测项目：支护结构顶部位移监测;周边地面沉降监测;周边建筑物沉降监测;周边建筑物倾斜观测;支护桩及土层深层位移监测;支护桩内力监测;锚索（杆）应力监测;坑外地下水位监测。

2.2基坑监测点布设及观测方法

监测点的密度和位置主要取决于场地施工环境、基坑设计等级和基坑场地条件。最终监测点必须能够准确反映现场的实时情况，预测未来发展趋势，满足设计要求，實现信息化施工。

2.2.1监测基准点

监测基准点应位于基坑范围以外约50米或基坑深度的3倍，不受施工影响。高程基准点H1～H4，平面基准点D1～D4。布设完成后，观测各基准点的初始数据，利用DNA03仪器观测高程基准网，利用GPS静态观测平面基准网。

2.2.2基坑坡顶及周边地表位移监测

包括基坑顶部水平位移监测及竖向位移监测、周围建筑物（表面）沉降和水平位移监测以及基坑周围深层土体水平位移观测。

（1）基坑顶部水平位移监测

第一，测点布置，基坑顶部水平位移监测点共布设20个，为S1～S20。第二，将测点埋入地下，确定测点位于基坑顶部，冲击钻成圆柱形孔。监测点由钢制成，同时标明监测点编号。第三，基坑顶部水平位移的测量与计算原理，采用极坐标法进行监测。本研究以该区坐标系为基本平面坐标系，利用基坑周围两个E级控制点的平面坐标，通过测量平面控制网建立后的距离和方位角，得到各点的坐标。第四，测量仪器和精度，采用徕卡tS02全站仪。

（2）基坑顶部竖向位移监测

第一，测点布置，基坑顶部竖向位移监测监测点与水平位移监测点共点，共20个，为J1～J20。第二，测量计算原理，基坑顶部竖向位移监测采用国家四级水准测量法。标高坐标系采用1985年国家高程坐标系，利用基坑周围两个标高点建立高程控制网，然后采用国家四级水准法测量各监测点的高程。第三，测量仪器和精度，采用徕卡DNA03电子水准仪和铟钢水准仪，精度要求如下：DNA03电子水准仪每公里往返高度测量精度为0.3mm，最小读数为0.01mm。

（3）周边建（构）筑物沉降及水平位移监测

第一，布置测点，共设18个周边建筑物（构筑物）沉降监测点，为J21～J38。同时，在中兴路北侧设置三个沉降观测点J39～J41，监测基坑北侧的沉降，弥补了三角高程测量引起沉降的不确定因素造成的误差。第二，在固定位置钻孔，安装沉降监测点（或利用现有建筑物沉降点），利用反射片在建筑物表面粘贴水平位移监测点。沉降监测点采用规格统一的钢质监测点。第三，同基坑顶部水平位移和竖向位移的测量原理和计算方法。

2.3地下水位监测

第一，测点布置，一般每隔20-30米布置一根水位管，按基坑支护设计要求布置地下水位监测点。第二，测点埋设，地下水位监测点的位置应根据设计图纸和场地具体情况。深度取决于地勘单位提供的地质勘查资料和工程实际情况。一般水位管由聚氯乙烯管制成。当水位管埋设时，首先钻孔，当钻头钻到水位管所需的深度时，将水位管小心地插入孔内。完成后，管道回填黄砂，回填深度在透水头以上1米。最后用膨胀泥封孔，孔的高度达到孔口的位置。第三，工作原理。水位监测采用传统的电子水位计。在监测过程中，沿水位管道位置探测电子水位计的前探头。当探头与水接触时，电子水位计的接收器会做出相应的反应，通过测量探头的深度来确定地下水位的深度。第四，测量仪器和精度，采用SWJ-8090钢尺水位计，最小读数为1mm，重复性误差为2mm。

2.4支撑应力监测

第一，测点埋设，在支撑施工期间，钢筋绑扎好后，在指定的监测断面上安装应力计，在监测断面上下主筋上分别安装应力计。安装应力计时，应将主筋切断，预留应力计的位置，应力计与两根主筋之间的连接采用电弧焊。安装应力计后，在浇筑混凝土前测量应力计初始值。由于施工环境复杂，应对应力计进行保护，以避免被破坏。总共6个，为Y1～Y6。第二，基坑开挖过程中，受到周围土压力、柱体位移等应力荷载的影响，支护体系的应力也会受到影响。通过埋设在混凝土主筋内的应力计和钢支撑顶部的应力计，可以监测钢筋的应力变化。第三，计算原理，采用振弦式钢筋应力计，直接测量应力，转换成轴向力。第四，测量仪器和精度，使用GXR-1010振弦式应力计，测量范围为100mpa（抗压强度），200mpa（抗拉强度），24mm临时规格，分辨率为0.05%F·S。使用BP-32频率读取器，分辨率是0.1赫兹。

结语：

在深基坑施工过程中，坍塌事故时有发生，监测显得尤为重要。通过监测，可以及时处理突发事件，避免发生严重的安全事故。在基坑施工过程中，土体的开挖和降水都会引起基坑内外水体的水平运动和土压力的变化，造成周围土体的沉降和周围环境的变形。在该工程基坑监测过程中，由于施工等原因，偶尔有极少数监测点超过警戒值，但根据监测数据，这是一种正常现象，支护结构相对稳定，没有发生重大事故，因此，信息化监测在该工程基坑施工中取得了一定的效果。

参考文献：

[1]李春明.关于基坑监测技术方案的探讨[J].科技风，2019，（19）：102-103.

[2]林恒雨.漳州某建筑工程深基坑监测技术分析[J].河南科技，2019，（35）：104-106.