深基坑施工中變形監(jiān)測技術應用

傅傳剛

（核工業(yè)西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610052）

0 引言

與普通基坑開挖工程相比較而言，深基坑工程在施工過程中容易受周圍環(huán)境以及水文地質(zhì)情況的影響，對其開挖施工過程提出了更高的要求[1]。在實踐過程中，為保證整個施工過程的順利推進，通常需要通過變形監(jiān)測技術對深基坑施工開挖過程中的變形問題進行實時監(jiān)測，以確保開挖施工質(zhì)量并保證施工安全[2,3]。本文結合具體深基坑施工案例，詳細闡述了變形監(jiān)測技術在實踐中的應用，對于積累深基坑施工變形監(jiān)測技術具有重要的實踐意義。

1 深基坑開挖工程實例分析

某建筑工程項目需要建設兩層地下室，總的建筑面積大約為13 萬m2。基坑整體上呈現(xiàn)規(guī)則四邊形分布，坑周長約688.7m，基坑開挖深度9.0m～14.9m，采用排樁支護，基坑支護等級為一級。根據(jù)規(guī)范、設計要求及項目的實際情況，變形監(jiān)測項目主要包含基坑頂水平位移、基坑頂豎向位移、樁身測斜、樁身應力計周邊道路沉降。

1.1.基坑頂水平位移監(jiān)測

針對基準點穩(wěn)定性檢測。為保證觀測數(shù)據(jù)的高可靠性，每間隔一至三個月左右或對基準點穩(wěn)定性有疑問時，及時對基準點的穩(wěn)定性進行檢測，檢測時采用與初始值觀測相同的路線、觀測方法及限差，檢測成果如發(fā)現(xiàn)基準點有變動情況，及時對非穩(wěn)定的點位坐標值進行修正處理，為觀測成果的準確性提供保證。

針對觀測點觀測，分別在工作基點設站，采用極坐標法對各個觀測點進行側邊側角，各項限差要求如下：

（1）每站觀測兩測回；

（2）測距：往返各2 測回，一測回較差限值3 毫米，單程測回較差限值4 毫米，往返較差限值6 毫米；

（3）全站儀測角標稱精度（0.5’’）：半測回歸零差限差3’’，一測回內(nèi)2C 互差限差5’’，同一方向值各測回互差限差3’’.

1.2.基坑頂豎向位移監(jiān)測

針對基準點的觀測采用水準閉合環(huán)的形式，精度按照《建筑變形測量規(guī)范》JGJ 8-2016 中二等水準精度進行。為保證觀測數(shù)據(jù)的高可靠性，每間隔1～3 個月左右或對基準點穩(wěn)定性有疑問時及時對基準點的穩(wěn)定性進行檢測，檢測時采用與初始值觀測相同的路線、觀測方法及限差，檢測成果如發(fā)現(xiàn)基準點有變動情況，及時對非穩(wěn)定的點位高程進行修正處理，為觀測成果的準確性提供保證。觀測技術各項要求及限差如下：往返較差、附合或環(huán)線閉合差：±1.0 mm。水準控制點每站高差中誤差：±0.5mm，首次觀測采用閉合水準路線或附合水準路線進行往返測，取兩次觀測高差中數(shù)進行平差。

1.3.樁身測斜（深層水平位移）監(jiān)測

對圍護結構側向位移進行監(jiān)測時，需要將安裝有導槽的測斜PVC 管設置在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上。測斜PVC 管的直徑選擇為70mm，管內(nèi)部設置有兩組縱向導槽，相互成90°，導槽會對測試方位產(chǎn)生決定性的影響。在埋設測斜PVC 管時，必須要保障其中一組導槽與圍護體垂直，而另外一組導槽與基坑墻體平行。側向位移監(jiān)測時，沿著導槽慢慢地將測斜儀探頭放入孔底。然后由下至上慢慢測量不同高度上x 方向上的位移，每間隔0.5m 設置一個測點。在開挖基坑前，按照上述方法，首先監(jiān)測每個監(jiān)測點的原始偏移值。在基坑開挖過程中，將每個監(jiān)測點的監(jiān)測結果與原始偏移值進行對比，就可以計算得到監(jiān)測點的偏移量。

采用這種方法開展側向位移監(jiān)測時，需要通過干鉆的方式鉆出孔洞。需要埋設的測斜PVC 管直徑為70mm，在鉆孔時需要鉆出直徑為110mm 的孔洞。將測斜PVC 管放入孔洞后需要填充，以確保管道周圍的密實。同時還要對管口進行密封，避免水分滲入到管道內(nèi)部。

1.4.樁身應力監(jiān)測

支護樁內(nèi)力監(jiān)測在樁鋼筋制作時，在主筋上焊接鋼筋應力計的預埋方法進行量測，內(nèi)力監(jiān)測元件在相應工序施工時候埋設并在開挖前取得穩(wěn)定初始值。

1.5.周邊道路沉降監(jiān)測

基坑周邊地表豎向位移監(jiān)測點宜按照監(jiān)測剖面設在基坑中部及其他具有代表性的部位。監(jiān)測剖面應與坑邊垂直，數(shù)量視具體情況而定，每個剖面上的監(jiān)測點應不少于5 個。

1.6.周邊建筑沉降監(jiān)測

建筑沉降監(jiān)測點應在建筑四角、沿外墻10-15m 處或每隔2-3 根柱基上。不同地基或基礎的分界處，不同結構的分界處應布設監(jiān)測點。變形縫、抗震縫或嚴重開裂處的兩側及新、舊建筑或高低建筑的交接處的兩側應布設監(jiān)測點。

2 深基坑監(jiān)測過程中需要重點關注的問題

第一，深基坑施工過程中必須要有圍護結構。圍護結構的重要性是不言而喻的，不僅能夠擋土、擋水，還可以起到阻隔無關人員的目的。所以，必須確保圍護結構的可靠性。對于深基坑而言，圍護結構的施工方式通常是對地下連續(xù)墻結構進行現(xiàn)場澆灌，同時對混凝土攪拌樁進行施工以達到擋水的目的?；娱_挖過程中必然會存在很多涌水，必須將水及時排走。

第二，保障基坑變形監(jiān)測的實時性。深基坑變形監(jiān)測是施工過程中的重要構成部分，不僅會影響基坑開挖質(zhì)量和效率，甚至會威脅到基坑開挖施工安全。因此，在開展深基坑施工變形監(jiān)測工作時，必須嚴格按照規(guī)范標準執(zhí)行，確保監(jiān)測結果的準確性和實時性。在完成各監(jiān)測點的布置工作兩天后，需要對原始值進行多次測量，確保測量結果的精確性。在設計監(jiān)測點時，需要對每個監(jiān)測點都設置一個閾值，在實際監(jiān)測過程中，如果監(jiān)測結果超過了這個閾值，就應該引起高度關注。

第三，確保監(jiān)測結果的準確性。位移監(jiān)測通常都是定向進行的，所以在整個監(jiān)測過程中，需要對所有監(jiān)測點做好維護工作。在完成各監(jiān)測點的布置工作后，要對各監(jiān)測點之間的距離進行測量，并做好相關記錄工作，以便后續(xù)進行校準。

3 深基坑施工中變形監(jiān)測結果分析

（1）本文所述的基坑支護結構形式為排樁加2 道內(nèi)支撐，這種形式的圍護結構在實踐過程中達到了很好的效果，避免了基坑周邊土體的水平和豎直方向位移。在整個變形監(jiān)測過程中，所有監(jiān)測點的監(jiān)測結果都在設置的合理范圍內(nèi)，沒有超過對應的閾值。基坑開挖過程沒有對附近區(qū)域的地下管線以及地面建筑物造成明顯的不良影響。

（2）基于監(jiān)測結果發(fā)現(xiàn)開挖深度以及時間會對圍護結構的最大水位移產(chǎn)生明顯影響。在對深層土體區(qū)域水平位移進行監(jiān)測時，發(fā)現(xiàn)其變化曲線總體上呈現(xiàn)為“S”型，也就是排樁的中間部位變形量相對較大，而上部和下部位置的變形量相對較小。主要是因為上部位置和下部位置受到的外部約束比較多。在開挖深度達到9m—12m 左右時，基坑出現(xiàn)了明顯的變形，在深度為12m 的位置，最大水平位移量達到了170mm。

（3）根據(jù)監(jiān)測結果可以發(fā)現(xiàn)，基坑周邊的土體也存在一定程度的變形量。主要是因為基坑開挖所在區(qū)域為軟土地基，具有較強的流動性。軟土地基的優(yōu)勢在于具有較好的適應能力和協(xié)調(diào)能力。能夠在一定程度上化解和吸收管線、道路等這些線型結構對基坑開挖造成的不利影響。

（4）在本工程項目中，嚴格按照相關的規(guī)范標準，對基坑開挖過程中的變形情況進行監(jiān)測，并對監(jiān)測過程中的數(shù)據(jù)信息進行及時的分析和研究，及時掌握了基坑的變形情況。進而基于檢測結果反過來指導基坑開挖施工工作，不僅確保了基坑開挖施工的質(zhì)量，同時也保障了整個施工過程的安全。由此可以看出，基坑開挖施工過程變形監(jiān)測是保障施工安全以及施工質(zhì)量的重要方法和手段。

4 結束語

深基坑施工過程中，變形監(jiān)測是其中必不可少的重要環(huán)節(jié)，必須嚴格按照相關的規(guī)范標準完成變形監(jiān)測工作，確保監(jiān)測結果的準確性和實時性?；谧冃伪O(jiān)測結果可以反過來指導基坑開挖施工過程，以提升基坑開挖質(zhì)量，達到預期效果，同時保障基坑開挖過程的安全。