论深基坑的监测及预警的应用研究
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摘要：本文基于深基坑变形特点，结合某工程实际，综合应用多种测量技术，实现了深基坑
关键词：深基坑、监测、预警
中图分类号： TV551.4文献标识码： A
近年来，随着我国经济的高速发展，城市高层建筑逐步增多，高层建筑对基坑施工的技术要求也越来越高。为了确保基坑开挖、施工期间基坑及邻近建筑物的安全，在基坑施工阶段应采取有效的现场监测措施。为了保证基坑施工过程的安全，必须充分发挥监测成果的作用，实现各类监测数据和相关信息的快速、准确采集及科学分析与反馈。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。
1实施深基坑的监测及预警的意义
1.1深基坑工程是地下工程施工中内容丰富且富有变化的领域，是土木工程中最为复杂的技术领域之一。它是集地质工程和结构工程等多学科于一体的系统工程，具有强烈的地域性、综合性、实践性和风险性。所以，基坑工程是当前大家十分关心的地质工程热点，也是技术复杂、综合性很强的难点，又是提高工程质量、减少工程事故的重点。
1.2基坑工程是面对各种各样的地基土和复杂的环境条件进行施工作业，其存在诸如外力不确定性、变形不确定性、土性不确定性和一些偶然变化所引起的不确定因素。因为存在以上这些不确定因素，很难对基坑工程的设计与施工订出一套标准模式，或用一套严密的理论计算方法来把握施工过程中可能发生的各种变化。
1.3对于大型复杂工程，施工监测是保证基坑工程的关键。基坑工程设计时规定一些限制值，同时密切关注其变化发展，当超过限制值时，应适当改变施工步骤或采取一定的工程措施，以阻止变形的进一步发展。
1.4由于基坑结构、组成物质的物理力学性质、外力作用的复杂性和不确定性，建立合适的确定性模型困难，因此，通过揭示变形监测数据序列的结构与规律，建立动态预测模型，反映变形特征，推断变化趋势，就成为一种有效的方法。
1.5由于土地成分和结构的不均匀性、各向异性及不连续性决定了土体力学性质的复杂性，加上自然环境因素的不可控影响，人们在认识上尚有一定的局限性，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时采取补救措施，确保基坑稳定安全，减少和避免不必要的损失。
2深基坑施工监测及预警的特点
2.1基坑监测具有明显的时效性要求。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，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。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。
2.2基坑监测具有严格高精度要求。普通的工程测量要求误差限值一般都是数毫米，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在 2mm/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标称精度较高的仪器。
2.3基坑监测具有严格的等精度要求。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。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。
2.4基坑监测具有分析区域性施工特性。通过对围护结构、周边建筑物和周边地下管线等监测数据的分析、整理和再分析，了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境影响程度，分析区域性施工特性，为类似工程累积宝贵经验。
3深基坑监测及预警应注意的要点
3.1深基坑的围护结构形式。浅基坑的围护结构以前常用的是钢板桩或放坡表面喷锚；深基坑则大多采用现场浇灌的地下连续墙结构或配有一定数量的锚杆、锚索及腰梁进行围护。基坑外侧打混凝土搅拌桩止水。开挖时，坑内必须抽去地下水，按基坑深度及设计的不同，有的中间必须配二到三道水平支撑，水平支撑采用钢管式结构或钢筋混凝土结构；有的直接采用打锚索加上混凝土腰梁加预应力进行加固。围护结构必须安全可靠，并能确保施工环境稳定。从经济角度来讲，好的围护设计应把安全指标取在临界点附近，再靠现场监测提供的动态信息反馈来调整施工方案。
3.2监测点的布置与埋设。测点布设合理方能经济有效，监测项目的选择必须根据工程的需要和基地的实际情况而定。在确定测点的布设前，必须知道基地的地质情况和基坑的围护设计方案，再根据以往的经验和理论的预测来考虑测点的布设范围和密度。原则上，能埋的测点应在工程开工前埋设完成，并应保证有一定的稳定期，在工程正式开工前，各项静态初始值应测取完毕。沉降、位移的测点应直接安装在被监测的物体上，只有道路地下管线若无条件开挖样洞设点，则可在人行道上埋设水泥桩作为模拟监测点，此时的模拟桩的深度应稍大于管线深度，且地表应设井盖保护，不止于影响行人安全。
3.3基坑监测的频率。基坑监测点布设经过一周以上的稳定期后开始读测原始值,且应不少于2次。当基坑开始挖土时，监测次数要增加，一般情况下基坑开挖施工阶段为每3天一次，但如发现有异常情况应加密观测，可增加至每天一次甚至每两小时一次；基坑开挖完成地下室结构施工阶段应每7天一次；对每个测量项目在基坑设计方案及监测施工方案中均应明确预警值和控制值，如方案中未明确应按相关规范规定执行，监测过程中如发现测量项目哪个点位达到预警值应及时在报告中进行预警标识，达到控制值时应及时向基坑施工及设计人员反馈情况，对超控制值部位分析原因，并作出处理意见和相关的安全保证措施。
3.4监控报警值的确定原则。满足设计计算的要求，不能大于设计值； 满足监测对象的安全要求，达到保护的目的；对于相同条件的保护对象，应该结合周围环境的要求和具体的施工情况综合确定；满足现行的有关规范、规程的要求；在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。监测依据的基准点、工作基点和被观测物的观测点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；固定人员观测和整理成果；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。
3.5基坑位移观测。位移监测点的观测可采用的方法是小角法．同样，测站点应选在基坑的施工影响范围之外。基准点的选用应不少于3点，每次观测都必须保证基准点的稳定性，为防止测站点被破坏，应在安全地段再设一点作为保护点，以便在必要时作恢复测站点之用。初次观测时，须同时测取测站至各测点的距离和角度，确保了以后各次的观测只要测出每个测点的角度变化就可推算出各测点的位移量。观测次数和报警值与沉降监测相同，当然也可用坐标法来测取位移量。
4结束语
综上所述，深基坑需从设计、施工到监测均需步步为营，设计必须到位，除对基坑整个支护方案的设计，明确基坑的安全等级和各项的预警值，施工单位应严格按基坑设计文件进行施工，以确保工程质量。
参考文献：
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