简述深基坑支护施工测量与监测

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摘要：在城市繁华地段建设高层建筑，基坑临近交通干道，施工场地狭小，周边情况复杂，基础施工对周边环境带来的影响和危害日趋严重，基坑测量与监测不可缺少的一个重要环节。

关键词：基坑 测量 监测

前言

当前，基坑支护设计尚无成熟的方法用以计算基坑周围的土体变形，施工中通过准确及时的监测，可以指导基坑开挖和支护，有利于及时采取应急措施，避免或减轻破坏性的后果。

基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量：(1)监控点高程和平面位移的测量；(2)支护结构和支护土体的侧向位移测量；(3)基坑坑底隆起测量；(4)支护结构内外土压力测量；（5）支护结构内外孔隙水压力测量；(6)支护结构的内力测量；（7）地下水位变化的

测量；(8)邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。

1 深基坑施工监测的特点

1. 1 时效性

普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前(甚至几小时以前)的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，( 1)小于控制值时2次/天；超控制值时8次/天；超警戒值时4次/天，(2)当结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，加密观测，(3)当出现危险事故征兆时，连续监测。 基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。

1.2 高精度

普通工程测量中误差阻值通常在数毫米，例如60m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.lmm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。：

1.3 等精度

基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。例如，普通测量要求将建筑物在地面定位，这是一个绝对量坐标及高程的测量，而在基坑边壁变形测量中，只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可，而边壁原来的位置(坐标及高程)可能完全不需要知道。

由于这个鲜明的特点，使得深基坑施工监测有其自身规律：例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差，但在基坑监测中，受环境条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。

因此，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。

2 基坑测量中的仪器

适应基坑监测的上述内容和特点，具体测量中采用了很多新型的测量仪器，本文结合作者在广州参与的工程实例，介绍钢支撑轴力和测斜仪等设备。这些新的设备及其技术特点是传统的工程测量不能涵盖的。

2.1 钢支撑轴力监测

2.11 仪器埋设

钢支撑轴力监测传感器采用振弦式反力计，又称轴力计，轴力计安装在钢支撑的端部，用配套的轴力计安装架固定。安装架圆形筒上设有开槽的端面与冠梁或腰梁上的钢板用电焊焊接牢固，电焊时钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。待冷却后，把轴力计指入焊好的安装架圆形钢筒内并用铜筒上的支座把轴力计牢固的固定在安装架上，使支撑吊装时，不会把轴力计滑落下来即可。

应变计的导线要足够长，引出地面的导线应挖小沟掩埋，并走S形，防止受拉拽力而断裂。各导线应做好编号，引到同一地点方便读数。

2.12 测量方法

监测仪器采用国产频率仪。测量时，应检查导线是否完好，如有破坏应找出断裂点并重新连接，读测应在频率仪读数稳定后进行。

2.2 测斜仪

测斜仅是一种可以精确地测量沿铅垂方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器，可以用来测量单向位移，也可以测量观单向位移，再由两个方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。本文介绍美国进口RST、SINCO测斜仪，其仪器标称精度为 ±6mm/25m，探头精度为 ±0.1mm/0.5m.。

2.21 测斜管的埋设

2.211 在预定的测斜管埋设位置钻孔。根据基坑的开挖总深度，确定测斜管孔深，即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零，并以此作为侧向位移的基准：

2.212 将测斜管底部装上底盖，逐节组装，并放在钻孔内。安装测斜管时，随时检查其内部的一对导槽，使其始终分别与坑壁走向垂直或平行。管内注入清水，沉管到孔底肘，即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上运段用砂填实，固定测斜管。

2.213 测斜管固定完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净，将探头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，以检查导槽是否畅通无阻，滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵，在未确认测斜管导槽畅通时，不允许放入探头。

2.214 测量测斜管管口坐标及高程，做出醒目标志，以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表，以与测量结果对应。

2.22 土体水平位移测量

2.221 连接探头和测读仪。当连接测读仪的电缆和探头时，要使用原装扳手将螺母接上。检查密封装置、电池充电情况(电压)及仪器是否能正常读数。当测斜仪电压不足时必须立即充电，以免损伤仪器。

2.222 将探头插入测斜管，使滚轮卡在导情上，缓慢下至孔底以上0.5m处。注意不更把探头降到套管的底部，以免损伤探头。测量自下而上地沿导槽全长每隔0.5m测读一次。为提高测量结果的可靠度，每一测量步骤中均需一定的时间延迟，以确保读数系统与环境温度及其他条件平稳(稳定的特征是读数不再变化)。若对测量结果有怀疑可重测，重测的结果将覆盖相应的数据。

2.223 测量完毕后，将探头旋转180。，插入同一对导槽，按以上方法重复测量，前后两次测量时的各测点应在同一位置上；在这种情况下，两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10%，且符号相反，否则应重测本组数据。

2.224 用同样的方法和程序，可以测量另一对导槽的水平位移。

2.225 侧向位移的初始值应取基坑降水之前，连续3次测量无明显差异之读数的平均值。

2.226 观测间隔时间通常取定为3d. 当侧向位移的绝对值或水平位移速率有明显加大时，必须加密观测次数。

3 讨论

深基坑施工中测测的目的和特点与普通工程测量迥然不同，其测量的方法和设备与传统的测量也完全不同。其中重要的测量设备除钢支撑轴力与测斜仪外，还有振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等，分别适用于不同基坑及地下情况而决定。