深基坑工程中的远程动态监测技术研究

石重庆

【摘  要】为保证工程安全顺利地进行，在基坑开挖及结构构筑期间须对现场的实际数据进行勘测与分析。没有了施工监测与现场的数据分析，想要将工程顺利地进行下去是非常困难的。因此，在基坑施工过程中开展系统的监控量测，是确保基坑工程顺利开展的重要保障。论文将通过实例深入研究深基坑工程中的远程动态监测技术。

【Abstract】In order to ensure the safe and smooth progress of the project， it is necessary to survey and analyze the actual data during the excavation of foundation pit and structural construction. Without construction monitoring and site data analysis， it is very difficult to carry on the project smoothly. Therefore， carrying out systematic monitoring and measurement during foundation pit construction is an important guarantee to ensure the smooth development of foundation pit engineering. This paper deeply studies the remote dynamic monitoring technology in deep foundation pit engineering through examples.

【關键词】深基坑工程;远程动态监测技术;监控量测

【Keywords】deep foundation pit engineering; remote dynamic monitoring technology; monitoring and measurement

【中图分类号】TU753                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）06-0171-02

1 引言

监测数据可以称为工程的检测报告，数据上会把所有的状态都显示出来。从某种意义上施工监测也可以说是一次1∶1的岩土工程原型试验，所有的数据是基坑支护结构和周围地层在施工过程中的真实反映，将所有可能影响到工程的因素全部显示出来。与其他客观实物一样，基坑工程在空间上是三维的，在时间上是发展的。如果没有施工监测与现场的数据分析，想要将工程顺利地进行下去是非常困难的。

2 工程概况

本工程监测项目监测对象为土建工程施工期间影响范围内的轨道交通1号线既有运营隧道变形监测。拟建3号线金湖广场站与既有1号线运营线隧道边线水平净距约为31.5m。位于施工影响范围内的既有1号线运营隧道长约100m（里程ZSK22+030～ZSK22+130，YSK22+030～YSK22+130）。拟建轨道交通3号线金湖广场站车站南端与既有1号线运营线隧道边线水平净距约为31.5m，拟建轨道交通3号线金湖广场站～埌西站盾构区间下穿既有1号线运营线，下穿位置处1号线与3号线区间净距约为4.98m。

既有运营地铁一号线位于金湖广场站南端头井的南侧，距离端头井约33m。端头井施工过程中其空间效应较好，同时地层条件相对较好。施工过程中考虑了采用分层分段减小扰动的开挖方式，开挖至坑底岩层时采用高频破碎锤进行施工，尽量减小施工扰动。同时，为避免基坑地墙接头处的渗漏水导致的水土流失，采用了超前探挖和地墙接缝钢板封堵的措施，做到地墙几乎滴水不漏。因此，基坑施工过程中，既有一号线区间的监测变形均较小。

3 监测方案

金湖广场站监测包括主体基坑监测及周边环境监测，主要监测项目如表1所示。

4 监测数据分析

金湖广场站共计埋设基坑稳定监测点145个（包含墙体位移、支撑轴（应）力、立柱竖向位移、地下水位、土体水平位移等），周边环境监测点203个（包含地表沉降、建筑物沉降、建筑物倾斜、构筑物沉降、管线沉降等），基坑开挖至水位线以下，为确保基坑安全，监测频次由每天1次增加至每天2次。由于在基坑开挖施工过程中，土体的卸载及地下水位的变化引起土体的应力释放、重分布从而导致土体产生变位，对周边环境将产生一定的影响，特邀请同济大学对金湖广场站深基坑及周边环境进行建模分析。在基坑施工过程中，根据监测数据显示，金湖广场站目前监测数据正常，监测值均在控制值以内，且基坑施工过程的监测数据基本能与建模分析数据拟合（见表2）。

分析说明：①现代国际沉降值大于模拟分析值，原因分析为：第一，该大楼临近基坑侧有2座大化粪池，开挖过程中对化粪池进行迁改，化粪池开挖对现代国际沉降有一定影响;第二，化粪池迁改时间约50天，该段时间同步开挖基坑，支撑施工不及时对大楼沉降有一定影响。②工行小区沉降值小于模拟分析值，原因分析为该范围变更取消负四层外挂部分土方开挖，减小了对建筑物的影响。③基坑变形数据与模拟分析数据吻合。

4.1 地下水位监测数据分析

根据基坑施工过程中的地下水位变化曲线，可以得知基坑施工过程中坑外地下水位的变化较小，地连墙将坑内与坑外的地下水位都断绝开。从另一方面讲，地连墙接缝处的渗漏水也得到了较好的处理，证明了超前探挖和钢板封堵达到了理想的目标。随着施工的不断进行，地下结构的回筑，坑外地下水位也逐渐平稳下来。

4.2 主要建筑物的沉降分析

4.2.1 工行金碧苑小区住宅楼的沉降分析

工行金碧苑小区住宅楼位于基坑南侧，处于基坑开挖的长边方向，受基坑开挖施工影响较大。由于现场条件的限制，监测仅得到工行金碧苑小区周边的地表沉降情况。随着施工的不断进展，基坑开挖引起的建筑物周边地表沉降不断增大，最大沉降值约为17.92mm，JD3-1最大沉降值为16.23mm，JD3-3最大沉降值为17.47mm;JD3-5最大沉降值为16.56mm，JD3-6最大沉降值为11.17mm，测点间距约30m，从而可以近似计算得到基坑施工过程中建筑物最大差异沉降增量为5.06mm，最大倾斜增量为0.02%。

4.2.2 现代国际的沉降分析

现代国际与基坑的相对位置关系与工行金碧苑基本相同，其沉降变形量级也与工行金碧苑小区基本相同。最大沉降值约为24.19mm，JD4-1最大沉降值为19.27mm;JD4-4最大沉降值为17.95mm，JD4-7最大沉降值為9.98mm，JD4-9最大沉降值为20.76mm，测点间距约30m，从而可以近似计算得到基坑施工过程中建筑物最大差异沉降增量为7.97mm，最大倾斜增量为0.03%。

4.3 地墙水平变形分析

从基坑东、西两侧围护地墙最终变形和深度的关系。可以明显看出，由于基坑东侧建筑物较多，附加荷载较大，而西侧南宁百货地下广场则因为纯地下结构，且存在下沉广场，因此，水平荷载较小，从而基坑东、西两侧水平荷载不平衡，东侧作用在地墙上的水平荷载大于西侧作用在地墙上的水平荷载。同时，由于二、三道支撑作用位置坑外土体主要为粉质粘土和粉土，土体条件较差，不能提供较大的被动抗力，因此，基坑西侧地墙在第二、三道支撑水平力作用下，有向坑外位移的趋势。而第四、五道支撑所在位置以砂土、圆砾、泥岩为主，东侧在该深度的土压力较小，对应深度处地墙水平变形以向坑内变形为主。数值分析的预测最大水平位移发生基坑东侧，约23.71mm，西侧最大水平位移约15.21mm。监测结果最大水平位移亦发生在地墙东侧，最大变形约25.32mm，西侧最大水平位移约17.4mm，与对应的数值分析结果趋势相同。

整体来看，金湖广场站地连墙水平变形较小，最大水平位移约为25.32mm，与开挖深度比值约0.09%，相应的水平变形较小。

5 结语

本文通过以金湖广场站施工为实例，深入地研究了深基坑工程中的远程动态监测技术。在施工过程中，采用了包括变形监测、内力监测、地下水位监测以及运营地铁一号线变形监测在内的各种监测方式，对基坑工程开挖施工扰动对周边环境的影响进行了系统的把握。希望在日后的类似工程中，远程动态监测技术可以发挥更大的作用。

【参考文献】

【1】孙红雁.建筑工程中深基坑开挖施工技术探讨[J].智能城市，2021，7（03）：135-136.

【2】王伟星，韩侃，蒋育华，等.基于GIS滑坡远程自动化监测与预警系统设计[J].水利与建筑工程学报，2020，18（05）：180-184.

【3】于艺林，张帅，杨晓毅，等.动态监测技术在城市中心紧邻地铁深基坑工程施工中的应用[J].建筑技术，2015，46（12）：1069-1072.