岩土深基坑工程监测技术与设备的具体应用

于可鑫

摘要：深基坑施工常伴有诸多安全隐患，做好监测工作是推动工程顺利开展的关键。对此，应根据岩土深基坑工程特点选择相应的监测技术和自动化监测设备，从各项细节切入，全面掌握施工情况，以所得结果为依据采取有效的控制措施。

关键词：岩土深基坑工程;监测技术;设备具体应用

1导言

在岩土工程施工的过程中，需采取有效的深基坑防护措施，包括基坑支护、基坑围护等措施。在防护施工的同时，需做好基坑监测工作，并全面掌握施工的情况，确保施工的安全有效。鉴于此，文章针对岩土深基坑工程监测技术与设备的具体应用进行了分析，以供参考。

2监测技术在深基坑中的应用优势

深基坑施工的复杂度较高，为给施工作业创造良好的条件，必须加强对基坑的检查，掌握其在安全性、质量等方面的具体表现，而此项工作指的正是基坑监测。既有的理论和经验虽然具有指导意义，但各深基坑工程都有其独特之处，若照搬照抄老一套的模式会出现适用性不足的问题。所得监测结果易偏离实际情况。在较复杂的工程项目中，需要以现场实际情况为立足点，合理选择监测技术及相应的设备，从而推动监测工作顺利开展。对此，需明确深基坑的建设要求，以此为导向编制科学的施工方案;实际施工中加强现场监测，及时掌握现场情况，尽可能降低对施工作业造成的不良影响;充分发挥现场检测手段的作用，创建高效的危险警报系统，经过分析后对现场危险等级作出评估，再采取相适应的保护措施，最大限度减少安全隐患。

3岩土深基坑工程监测技术与设备的具体应用

3.1基坑支护结构体系应力监测

内力监测。此项监测工作的覆盖对象包含支护结构和支撑结构两部分，以便掌握构件受力钢筋的应力情况，评价支护结构体系的内部受力特点;土压力监测。以土压力计为主要装置，将其埋设在围护结构的迎土面，利用该装置展开监测工作。混凝土浇筑期间易出现土压力计被材料包裹的情况，导致装置难以正常使用。对此，需在围护结构的外面钻孔，再于该处设置土压力计;孔隙水压力的监测。通过科学的手段掌握孔隙的水压力情况，所得结果可有效反映深基坑支护结构的实际状况，分析压力在各阶段的实际表现，做出是否会发生沉降的判断，同时也可实现对不良地质的控制，从源头上减小不良因素的影响，以免因地表隆起而发生结构变形等问题;坑内土层的监测。伴随施工作业的持续推进，期间产生的扰动性影响逐步加剧，易对基坑底部的土层结构造成影响，因此需要做好对坑内土层的监测工作，具体包含坑底和内部监测两方面。经过监测后分析基坑底部土层的实际状况，如是否发生隆起等。

3.2深基坑监测点施工方法

根据基坑特性和监测对象合理布置监测点，选择合适的施工方案。针对围护墙体水平、墙顶位移的测量，一般沿基坑四周设置一排测斜监测孔，基坑中部或其他受力集中区应加密监测孔，水平变形监测以墙顶水平线为不动点观测，测量各墙顶测量点绝对位移反映墙体水平变形情况，墙顶位移监测点应与墙体水平测斜孔位置相对应，即沿围护顶梁与墙体测斜孔相对布设监测点。支撑轴力监测是监控基坑支撑内力状况，保障支护体系整体安全的重要监测内容。在支撑体系内设根据断面结构分组设置应力计，如在钢管支撑结构中布设监测结构轴力的钢弦式轴力计，为防止轴力计出现偏移等问题，应通过围焊刚托架等手段使其维持稳定。立柱隆沉监测在支撑柱上布置一定数量监测点，通过相对标高测量等数据了解其沉降情况和挠度变化。坑外地下水位监测常采用钻孔埋设监测点的方式，常用地表桩沿基坑周围布置监测点以监测坑外地表沉降。直接监测相关管线及其周围压力等数值变化以实现管道沉降监测。建筑物沉降监测一般在相关建筑外墙、立柱、门窗等部位设监测点。

3.3测斜仪的应用

测斜仪器的各组件应按照图纸配置到位，使探头与测读设备稳定连接，从而形成可靠的数据采集与传输渠道。两类装置在连接时应使用原装的扳手辅助，保证螺丝和螺母处于拧紧的状态，以免发生松脱现象。测斜仪应具有良好的密封性，同时检查内部电源运行情况，保证外部因素不会对测斜仪各装置的正常使用造成影响。需强调的是，若测斜设备因电压异常下降而难以正常使用，此时应暂停监测作业，检查具体问题并采取处理措施，无误后再使电源恢复充电状态。若测斜仪器异常而依然投入使用，极容易对内部零部件造成损伤，后续监测工作的效果将大打折扣，难以保证监测结果的准确性，因此，必须及时发现问题并快速处理。

3.4水平位移监测

3.4.1小角法

监测采取小角法有利于计算，此方法更多运用在基坑形状较为规整时的测量。同样这一技术也存在局限：首先，借助的测量点数量角度;其次，需投入较高的监测成本;最后，针对监测场地提出了明确要求，场地须尽可能开阔，而且在基准点与基坑之间需留出一定距离，防止由于基坑变形影响基准线。

3.4.2交会监测法

具体是指把两个基准点和变形监测点组成三角形，然后对其边角进行测量，得到发生位移变形监测点的实际变化值。该方法主要应用在基坑形状不规则时的监测。交会检测法也存在着不足：首先，如想对变形监测点具体位移变化进行精准测量，则至少需对仪器进行两次安置，但是这样会增加监测次数，另外会导致测量失误率明显提高;其次，有关计算步骤较为烦琐。应了解每种监测技术不只具备应用优势，同样也存在很多不足，所以在具体操作中，应将基坑形状与施工具体情况作为依据，针对性选取城市基坑变形监测技术。

3.4.3全站仪法

这种监测技术不仅可让测算与观测变得简单，而且能填补小角法的不足，可是因全站仪高昂的造价，这一技术若想实现大面积推广仍具有很大难度。有关数据处理要点：无论是处理监测数据还是信息反馈均要采用相应的专业软件，还应集采集数据、处理数据、分析与管理数据等功能于一体，监测成果要具备可视化。在处理监测数时重点要注意下面几点：首先，如果观测数据产生异常，需分析原因，在必要的情况下可采取重测;其次，监测项目每一监测点的单次变化数值、此次测试数值及变化速率等，在必要时要绘制相关曲线。

3.5地下水位监测

基坑施工前有时需要人工降低地下水位，在天然水面和人工水面之间，排水会引起土体的孔隙水压力消散，有效应力增加，从而造成土体压缩及产生沉降。同时，人工水面以下，土层有效应力也会因水位变化而增加，引起土体沉降，这将引起周围一定范围内的地面下沉，甚至造成邻域内建筑物或构筑物的破坏。因此，地下水位变化是基坑施工过程中必须严密监测的关键性参数之一。

3.5.1監测方法

地下水位监测采用埋设水位管后数字传感器自动化观测。在已埋设好的水位管中垂直放入传感器，直至传感器前端没入地下水面1.5 m以下，自动记录读数后，读出初次读数，两读数自动相减即可获取地下水位相对于管口的深度。

3.5.2测点埋设与布置

在这里我们采用钻孔方式埋设水位管进行监测。钻孔完成后清除泥浆，将PVC水位管吊放入钻好的孔内，在孔四周的空隙回填中砂，上部回填黏土并将管顶用盖子封好。水位管下部用滤网布包裹住，以利于水渗透。水位管管的埋置深度（管底标高）应在控制地下水位之下3～5m。安装图见图1。

结束语

总之，岩土深基坑工程的施工条件较为复杂，在多方面因素共同作用下易出现质量问题。对此，应从实际施工情况出发，选择相适应的监测技术和配套设备，有效开展深基坑的相关监测工作，以便掌握深基坑的实际情况，以此为依据合理调整施工方法，营造安全的施工环境，推动工程项目的发展。

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