深基坑變形監(jiān)測方案設計與數據分析

趙曉曉

（陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西西安 710075）

0 引言

要做好深基坑工程變形監(jiān)測，要從監(jiān)測方案入手，制定好各個監(jiān)測項目的監(jiān)測點埋設及監(jiān)測方法，明確各監(jiān)測項目的報警值，每期監(jiān)測結束，要及時處理數據，對監(jiān)測點穩(wěn)定性進行分析，同時還要建立變形量與變形因子關系數學模型，對基坑引起變形的原因做出分析和解釋，必要時還要預報變形的發(fā)展趨勢，確?；庸こ淘谑┕み^程中的安全穩(wěn)定，同時確保施工安全。

1 建筑深基坑工程變形監(jiān)測的目的

建筑深基坑變形監(jiān)測，就是通過對所觀測基坑的變形量進行分析，發(fā)現基坑的安全隱患，危害程度，從而達到早發(fā)現、早預防、早處理，確保基坑及人的生命財產安全。在建筑基坑工程變形監(jiān)測中，一旦監(jiān)測發(fā)現支護結構變形異常，立即向業(yè)主和施工方發(fā)出警報，基坑施工方應立即調整施工方案或做好加固措施。同時，通過對基坑變形監(jiān)測，掌握變形大小、速率，分析產生的原因、數據變化規(guī)律，達到驗證設計是否合理，為今后建筑結構設計和地基基礎設計積累經驗。

2 做好深基坑監(jiān)測的要求及意義

首先從技術體系的應用意義來講，在深基坑開挖的過程中，由于土方卸載導致周圍的圍護體系性能下降，周邊的土體結構會逐漸向中間進行位移。這不僅會對施工過程造成較大的隱患，也會直接影響后期地下室結構的綜合質量，因此，做好深基坑監(jiān)測，可以及時把握深基坑施工期間的動態(tài)性因素。做好深基坑監(jiān)測，也可以了解整體的施工過程是否會對周邊環(huán)境產生影響，并且制定調解方案，這能夠進一步提升地下室施工的有效性，在確保安全的同時，增強整體工程的經濟效益和社會價值。從深基坑監(jiān)測的內容來看，涉及以下幾點：常見的深基坑監(jiān)測，以基坑支護體系監(jiān)測以及周邊環(huán)境監(jiān)測為主，支護體系監(jiān)測主要涉及支護結構本身的性能檢測、立柱以及土體深層側向位移監(jiān)測等。針對基坑周邊環(huán)境進行監(jiān)測，涉及施工范圍內的建構筑物檢測、土壤土體環(huán)境監(jiān)測、地表監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、地下管線檢測等。整體的工程監(jiān)測體系必須要有目的、有規(guī)劃地進行，這樣才可以滿足實際的施工需求，同時也能夠起到提升工程經濟價值的作用。在監(jiān)測作業(yè)的過程中，首先需要根據監(jiān)測數據了解基坑本體的實際變形情況，并且結合變形的數據進行信息反饋，制定基坑防護方案，利用數據監(jiān)測了解周邊建構筑物以及地下管線是否存在異常情況，確保整體的基坑及周邊處于安全狀態(tài)。在監(jiān)測期間必須要針對支護結構的實際性能和質量進行驗證，分析其是否能夠達到預先的設定要求，同時結合反饋出來的數據，了解工程的信息變動情況，結合不同環(huán)節(jié)進行施工進度調整和施工質量調整，確保實際的基坑施工能夠滿足地下室建設的要求。建立在這一系列目的的基礎上，落實地下室深基坑監(jiān)測，已經成為當前建筑施工過程中的重點，必須要受到多方的重視。

3 基坑監(jiān)測技術應用現狀

3.1 位移監(jiān)測技術

（1）全站儀監(jiān)測技術?；铀轿灰票O(jiān)測中普遍使用全站儀監(jiān)測技術，監(jiān)測方法包括極坐標法、小角法、自由設站法等。近年來隨著全站儀測量精度的提高與測量理論的更新，全站儀也逐漸被引入基坑豎向位移監(jiān)測中，一些研究也驗證其應用于豎向位移監(jiān)測的可行性與有效性。

（2）GPS技術。GPS技術具有精度高、測站間無須通視、全天候監(jiān)測與自動化程度高等優(yōu)點，可用于基坑的三維變形監(jiān)測。但是GPS信號易被樹木、周圍建筑物等遮擋，對場地條件要求較多。近年來隨著BDS、GLONASS與GALILEO等導航系統的建立，GNSS技術也逐漸發(fā)展并得到廣泛應用，GPS技術的測量精度主要取決于同時用于定位的導航衛(wèi)星數量，因此融合多個衛(wèi)星導航系統的GNSS技術在基坑三維變形監(jiān)測中有廣闊的應用前景。

（3）激光位移傳感器技術。激光位移傳感器主要用于基坑的水平位移監(jiān)測，其通過布設在監(jiān)測點位的激光位移傳感器的對向測量，得到基坑兩監(jiān)測點間的相對位移及其變化來了解基坑水平位移變化情況，具有測量快速、精度高、施工干擾少等優(yōu)點，適合全天候自動化監(jiān)測。但是限于測量原理，無法得到監(jiān)測點絕對位移值，且設備成本較高。

（4）靜力水準儀監(jiān)測技術。靜力水準儀依據連通器原理，在連通管道中的液體，受重力作用不同位置的液面會保持相同的高度，而液體深度并不相同，通過傳感器測量得到不同位置液面的相對變化，從而求得各靜力水準儀的相對沉降量。靜力水準儀可得到高精度、實時化的測量數據，適合全天候自動化監(jiān)測。但是由于其通過液體連通，測量結果受壓力、溫度、振動等因素影響較大。

（5）測斜儀監(jiān)測技術。深層水平位移監(jiān)測通常采用測斜儀監(jiān)測技術，方法為將測斜管埋設在圍護墻體或周圍土體內，驅動測斜儀在測斜管內上下移動，量測各深度處水平位移，具有操作簡便、測量精度高等優(yōu)點。

3.2 自動監(jiān)測技術設備應用方法分析

（1）監(jiān)測深基坑位移方法。在該深基坑的自動化監(jiān)測中利用全站儀以及自動化應變計、測斜儀以及鋼筋計等設備進行監(jiān)控測量。在對深基坑工程垂直以及水平方向上的位移情況進行監(jiān)測時可以根據實際情況采用三角高程法或者極坐標法。以后視基準點為基礎，對測站坐標進行后交會修正測量，并采用溫度補償方式對測距精度進行修正，并通過雙盤位方法對軸系誤差進行消除處理，以確保測量精度符合監(jiān)測要求。

（2）監(jiān)測深基坑支撐軸力方法。在監(jiān)測深基坑工程支撐軸力時，應首先復核傳感設備在無受力狀態(tài)下的頻率值，并與標定頻率進行對比，以確保其測量精度符合測量要求。監(jiān)測時應對初始值進行2次測回測定，且初始值應取2次測回讀數的平均值。在后續(xù)深基坑工程的施工過程中應進行日常動態(tài)監(jiān)測，并以初始值為基礎進行差值計算，要準確掌握深基坑工程支撐軸力的變化情況，保證深基坑結構的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 布設自動化監(jiān)測監(jiān)測點

在布設監(jiān)測點時應按照深基坑工程現場施工的實際情況，結合設計圖紙等資料合理選擇監(jiān)測點位置，確保監(jiān)測數據全面、準確。

（1）布設土體位移監(jiān)測點要點，在布設土體位移情況監(jiān)測點時，應選擇強度較高的PVC管作為測斜管，并將其打入土體內，測斜管上都應比測斜孔略長，且應將測斜管端口密封，以避免雜物進入管內。在測斜孔內安裝傳感設備時應用鋼管連接傳感設備，且其一端應采用剛性連接方式，而在另一端則應設置萬向節(jié)。完成測斜管的布設后，還應使用黃沙等將其覆蓋，避免其被移動。

（2）布設支撐軸力監(jiān)測點要點，在布設軸力監(jiān)測點時應根據監(jiān)測對象的不同采用相應的布設方法。在鋼筋混凝土支撐結構上布設監(jiān)測點時應在鋼筋構架四角主筋分別設置鋼筋應力計，且其方向應平行于支撐方向。

（3）安裝時應采用焊接方式。在焊接時應用濕毛巾等對應力計進行包裹，以防止傳感設備受損。在布設監(jiān)測鋼管支撐軸力的相關監(jiān)測點時，可以在鋼支撐中設置監(jiān)測點，并在鋼支撐結構的截面兩側分別安裝表面應變計等測量儀器。安裝時應采用焊接工藝將其固定牢固，且應平行于支撐方向，應變計和鋼支撐結構間應無間隙存在。

3.4 基坑的地下水位檢測

地下水位監(jiān)測將直接影響整體基坑的實際施工安全性，本工程中的地下水位監(jiān)測利用電測水位儀進行作業(yè)，在高程測量的過程中，利用四等水準水位觀測井固定點進行測量，每一次測量井口的固定點數值以及水平數值。將兩次測量得出的結果進行對比，其數值差異應該控制在1cm以內，取兩次測量的整體平均值，最終得出水位高程的實際數據。經過地下水位測量之后，得出該工程的最高水位點為28.5cm，符合基坑允許水位的范圍標準，水位最高點在整體機坑的北側邊坡區(qū)域出現，其變形曲線在前期快速增加，中期緩慢減小，后期平穩(wěn)發(fā)展表明，在整體的深基坑施工期間，基坑水位始終處于增長狀態(tài)，不會對基坑邊坡造成影響。

3.5 監(jiān)測分析

在施工過程中，對土體的開挖會導致土體表面的回彈；由于外側土壓力的存在，會引起中標圍護結構的內力產生變化甚至是變形；圍護結構具有一定的強度和剛度，內力短時間內的劇烈變化會導致支護樁傾斜，嚴重情況下，還會導致基坑坍塌事故；在多雨的季節(jié)，如果支護防滲系統存在缺漏，發(fā)生滲漏、流沙等情況，同時沒有實時的監(jiān)測，時間一長，土體表面產生裂縫，將影響周邊建筑物的正常使用。對工程進行基坑監(jiān)測，分析實測數據，了解基坑受力變化情況，提前預防基坑可能出現的危險情況，一旦出現危急情況應及時對施工方發(fā)出報警，協助施工建筑方采取合理有效的對應措施，使基坑內部和周邊施工在安全狀態(tài)下進行。基坑監(jiān)測對于工程建設的重要性不言而喻，起到關鍵的作用。這種有效的監(jiān)測手段是信息化施工中必不可少的一步。針對實際問題中的實際情況，結合基坑監(jiān)測的一些原則，做出符合具體切實可行的方案，按照規(guī)范進行實時監(jiān)測?；颖O(jiān)測的數據對于工程周邊的土壤應力反應，表明基坑的實時受力情況。在產生裂縫的情況下，可以正確指導施工，讓工程進度不受耽誤，保證工程的質量和安全性。

4 結語

綜合深基坑變形規(guī)律監(jiān)測來看，實際監(jiān)測過程中，應重點考慮周邊建筑物與開挖地表的距離，從而調整圍護結構的距離，進而達到沉降的較小變化或縮減，對于圍護結構的距離調整，能使基坑開挖對沉降的影響降至最低，從而減小周邊地表的沉降量。針對工程有安全影響的因素，快速地進行調整，并且嚴格做好周邊環(huán)境監(jiān)測，這樣才可以提升深基坑施工的穩(wěn)定性和有效性，促進基坑工程的全面管控。