简述深基坑支护工程监测技术
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摘要：土木工程实时监测及工程安全性分析是施工过程中一个重要的工作，基坑开挖使基坑土体及支护结构都会发生一定程度的变形、位移或地表沉陷 ，对周围的建筑以及地下管线将造成严重安全隐患。通过现场监测并进行边坡安全性分析是十分必要的。
Abstract: The safety of civil engineering, real-time monitoring and analysis is an important work in the construction process, the excavation and supporting structure will occur to some extent, the displacement or deformation of surface subsidence excavation, will cause serious security hidden danger to the surrounding buildings and underground pipelines. Through on-site monitoring and security analysis of slope is very necessary.
Key words: deep foundation pit; engineering monitoring; characteristics
中图分类号:TU74文献标识码： 文章编号：
一、深基坑施工监测的特点
1.时效性。基坑监测通常是配合降水及土方开挖过程，有鲜明的时间性，测量结果是动态变化的。深基坑施工中监测需随时进行，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.高精度。普通工程测量中误差限值通常在数毫米，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0.1mm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器是不能胜任的，因此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。
二、基坑监测的目的和内容
1.基坑监测的目的
（1）及时掌握基坑开挖、降水及施工过程中支护结构的实际状态（位移、沉降和变化速率等）及周边环境（建筑物、地下管道、道路）的变化情况，为基坑施工和周边环境的安全与稳定提供监控数据；
（2）为基坑安全施工提供保证，做到施工可预控性和防患于未然；
（3）将现场测量结果及时反馈，做到信息化施工，使施工过程安全、经济、快捷；
（4）将现场监测结果与理论预测值比较，以指导其它工程。
2.基坑监测内容
基坑监测的内容主要有：支护结构监测、周围环境监测等。
（1）支护结构监测
1)支护结构顶部水平位移监测。支护结构顶部水平位移是支护结构变形最直观的体现，因此，该部位监测是深基坑监测工作中最重要的一个监测内容。监测时测点的布置和观测间隔应遵循以下原则：一般间隔5～10m布设一个监测点，在基坑转折处、距周围建筑物较近处等重要部位适当加密布点。基坑开挖初期，可每隔2～3天监测一次；随着开挖卸荷量增加，可适当增加观测次数，以1天观测一次为宜。当位移较大或超过报警值时，应连续监测。
2)支护结构深层水平位移监测。一般用测斜仪进行。根据支护结构受力特点及周围环境等因素，在关键地方预埋或钻孔布设测斜管，用高精度测斜仪进行监测。根据支护结构在各开挖施工阶段的倾斜变化，及时提供支护结构沿深度方向的水平位移随时问变化的曲线。目前工程中使用最多的是滑移式测斜仪。其基本原理是将测斜探头放入测斜管底部，提升电缆使测斜探头沿测斜管导槽滑动，自下而上每隔0.5m距离逐点量测每个测点相对于铅垂线的偏移量。测点间距一般就是探头本身长度（一般为0.5m），因而可以认为量测结果沿整个测斜孔是连续的。这样，同一量测点初值与末值两次测量结果之差，即表示该监测周期内支护结构在该点的角变位。根据这个角变位，利用简单的几何关系把它们换算成每个测点相对于测斜管基准点的水平位移。设置在支护结构中的测斜点，一般间隔20～30m布设一个测斜监测点，测斜管埋置深度一般比基坑开挖深度多5米以上。
3)支护结构沉降监测。用精密水准仪按常规方法对支护结构的进行沉降监测，其测点布设密度与支护结构水平位移点相约，实际监测中多与水平位移监测共用一观测点。
4)支护结构应力监测。用钢筋应力计对桩身钢筋和锁口梁钢筋中较大应力断面处的应力进行监测，以防支护结构的结构性破坏。
5)支撑结构受力监测。即对锚杆和钢筋混凝土及钢筋内支撑内力状况进行监测。对锚杆施工前进行锚杆现场拉拔试验，以求得锚杆容许拉力。在锚杆锁定时安装锚索测力计，实时监测锚索内力变化。对钢管支撑，可用压应力传感器或应变计等监测其受力状态的变化。
（2）周围环境监测
1)邻近建筑物沉降和倾斜监测。观测点布置根据建筑物体积、结构、工程地质条件、开挖方案等因素综合考虑，一般在建筑物角点、中点及周边设置，每栋建筑物观测点不少于4个。观测方法和观测精度与一般沉降观测相同。
2)邻近建筑物裂缝监测。对观测裂缝统一编号，每条裂缝至少布设两组(两侧各一个标志为一组)观测标志，裂缝宽度数据应精确至0.1mm，一组在裂缝最宽处，另一组在裂缝末端进行测绘。对裂缝观测日期、部位、长度、宽度进行详细记录。裂缝观测标志可用油漆平行性标志或用建筑胶粘贴金属片标志，也可采用在主要裂缝部位粘贴骑缝石膏条的简单方法进行观测。
3)邻近道路、管线变形监测。基坑开挖过程中，同时对邻近道路、管线等设施进行水平位移和沉降观测。基坑开挖时，受开挖影响较大范围约为1倍基坑开挖深度，受影响范围约为3倍开挖深度，因此用于水平位移及沉降的控制点一般设置在基坑边3倍开挖距离以外，水平位移控制点可更远一些。
（3）其它
表层土体沉降、水平位移以及深层土体分层沉降和水平位移监测、桩侧土压力监测、坑底隆起监测、土层孔隙水压力测试、地下水位测试等。
三、基坑测量中的仪器
适应基坑监测的上述内容和特点，具体测量中可采用很多新型的测量仪器，有振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等。本文介绍了磁性深层沉降仪和测斜仪等设备，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。
1.深层沉降仪
深层沉降仪是用来精确测量基坑范围内不同深度处各土层在施工过程中沉降或隆起数据的仪器。它由对磁性材料敏感的探头和带刻度标尺的导线组成。当探头遇到预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环时，沉降仪上的蜂鸣器就会发出叫声。
2.测斜仪
测斜仪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，也可以测量双向位移，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。测斜管的埋设：
（1）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）将测斜管底部装上底盖，逐节组装，并放到钻孔内。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，沉管到孔底时，即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实，固定测斜管。
（3）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。
（4）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。
四、结语
深基坑的支护设计、施工及监测，在实践中已逐渐形成统一的系统施工工艺流程，基坑监测是其中一个重要的组成部分。随着人们对基坑监测及其周边建筑物沉降观测的重视，基坑监测工作将越来越细化。监测单位和监测人员将不再仅满足于提供监测数据，还应加强对基坑水文地质的了解与分析、基坑与周边相邻建筑物关系的分析研究，能够在提供及时有效数据的同时，提供正确可靠的结论和相应的基坑或周边相邻建筑物加固方案，提高服务质量和水平。
参考文献：
[1]王法明．某深基坑开挖监测分析[J]．中国科技财富，2010，(16)：115-115.