浅谈深基坑施工监测

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　　摘要：监测工作，尤其是深基坑施工监测工作就是为进行动态监测、实现信息化施工、提供反馈信息、确保施工安全而逐步发展起来的一个产业，它涉及到岩土力学、建筑施工、测量工程、数理统计、自动控制等多学科知识，是一项涵盖专业面较广的工作。文章对深基坑施工监测谈一些体会。
　　关键词：深基坑；施工监测
　　
　　随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，为了解决人防工程及车库的需要，地下室的建设越来越多，随之而来的基坑工程施工也越来越多，其开挖深度也越来越大，目前的基坑深度大都超过了4.0m。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案，往往含有许多不确定因素，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。本文对深基坑施工监测谈一些体会。
　　一、深基坑施工监测的意义
　　在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向主动土压力状态转变，应力状态的改变引起土体的变形，即使采取了支护措施，一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括：深基坑支护结构以及周围土体的沉降和侧向位移。无论哪种位移的量值超出了某种容许的范围，都将对基坑支护结构造成危害。深基坑开挖工程往往在繁华的市中心进行，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将直接影响这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时会造成邻近结构和设施的破坏，同时，基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载，基坑周围的管线常引起地表水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行综合、系统的监测，才能对工程情况有深入的了解，确保工程顺利进行。
　　二、深基坑施工监测的特点和内容
　　（一）深基坑施工监测的特点
　　1．时效性。。基坑监测的时间有效性要求相对比较高，方法和设备具有采集数据快、全天候都要准备，并且适应夜晚或各种天气等严酷的环境条件。
　　2．高精度。一般工程监测中误差限值通常在数毫米，打个比方说60 米以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d 以下，要测到这样的变形精度，一般测量方法和仪器部不能胜任，所以基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
　　3．等精度。基坑工程中的观测通常只需要测得相对变化值，而不需要测出绝对值。打个比方说，一般测量需要把建筑物在地面定位，得到一个绝对量坐标及高程的测量，但是在基坑边壁变形观测里，只需要测定边壁相对于原来基准位置的移动就完成了，但边壁原来的位置就完全不用知道。由于这个特殊的地方，使得深基坑施工监测有其自身规律。
　　（二）深基坑施工监测的内容
　　1．地下管线、地下设施、地面道路和建筑物的沉降、位移。
　　2．围护桩地下桩体的侧向位移（桩体测斜）、围护桩顶的沉降和水平位移。
　　3．围护桩、水平支撑的应力变化。
　　4．基坑外侧的土体侧向位移（土体测斜）。
　　5．坑外地下土层的分层沉降。
　　6．基坑内、外的地下水位监测。
　　7．地下土体中的土压力和孔隙水压力。
　　8．基坑内坑底回弹监测。
　　（三）深基坑施工监测的基本要求
　　无论采用何种具体的监测方法，都要满足下列技术要求：
　　1．观测工作必须是有计划的，应严格按照有关的技术文件（如监测任务书）执行。这类技术文件的内容，至少应该包括监测方法和使用的仪器、监测精度、测点的布置、观测周期等等。计划性是观测数据完整性的保证。
　　2．监测数据必须是可靠的。数据的可靠性由监测仪器的精度、可靠性以及观测人员的素质来保证。
　　3．观测必须是及时的。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时观测才能有利于发现隐患，及时采取措施。
　　4．对于观测的项目，应按照工程具体情况预先设定预警值，预警值应包括变形值、内力值及其变化速率。当观测发现超过预警值的异常情况，要考虑采取应急补救措施。
　　5．每个工程的基坑支护监测，应该有完整的观测记录，现象的图表、曲线和观测报告。
　　三、施工现场变形观测
　　基坑开挖工程施工场地变形观测的目的，就是通过对设置在场地的观测点进行周期性的测量，求得各观测点坐标和高程的变化量，为挡土结构和地基土的稳定性评价提供技术数据。
　　（一）变形观测的一般要求
　　1．变形观测的测量点。一般分为基准点、工作基点和观测点，其布设应符合下列要求：
　　（1）基准点为确定测量基准的控制点，是测定和检验工作基点稳定性，或者直接测量变形观测点的依据。
　　（2）工作基点是变形观测点的稳定位置。在通视条件较好，或观测项目较少的观测中，可不设工作基点，直接观测变形观测点。
　　（3）变形观测点是直接埋设在变形体上，且能反映变形特征的观测点。
　　2．变形观测的等级按观测点必要精度、技术指标的高低，可划分为四个等级。
　　（二）变形测量的观测周期
　　变形观测的观测周期，应根据变形速率、观测精度要求、不同施工阶段和工程地质条件等因素综合考虑。观测过程中，根据变形量的情况作适当的调整。
　　（三）变形观测中应注意的问题
　　观测前，对所用的仪器设备必须按有关规定进行校验，并作好记录。使用同一仪器和设备，固定观测人员。采用相同的观测路线和观测方法，并尽可能在基本相同的环境和条件下工作。首次观测成果是各周期观测的起始值，应具有比各周期观测成果更准确可靠的观测精度，宜采取适当增加测量次数的办法取得起始值。
　　应定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测，点位稳定后可适当延长，当对变形结果发生怀疑时，应随时进行校核。
　　四、基坑侧向变形观测
　　基坑侧向变形观测是基坑开挖支护施工过程监测中一项较为直观和有效的方法。常用的观测方法有以下几种：
　　1．肉眼巡视。由有经验的工程技术人员进行的施工现场肉眼巡视是一项重要的工作。许多影响基坑侧向位移，不利于支护结构稳定的因素。
　　2．光学仪器观测方法。即工程测量方法。在有条件的场地，用视准线法方便监测；如果场地狭窄，通视条件较差，建立视准线比较困难时，可采用前方交会法进行较差。
　　3．用测斜仪测量。测斜仪是一种可精确地测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器。其工作原理是根据摆锤受重力作用为基础测定一摆锤为基准的弧角变化。
　　五、结语
　　由于基坑工程施工环境太复杂，各类基坑施工大小问题经常发生，特别是深基坑施工，保险系数定得再大，现场问题还是防不胜防。因此，在基坑施工期间必须请有资质的第三方进行监测；监测数据必须由监测单位直接寄送各有关单位，对于日变量及累计变量均较大时，报告上必须加盖红色报警章，以便采取必要的措施保证基坑施工的安全。
　　
　　参考文献
　　[1]夏才初，潘国荣，等．土木工程监测技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001．
　　
　　

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