监测在基坑工程信息化施工中的作用
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摘 要：现行的基坑围护设计理论尚未完全成熟，为对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护，为信息化施工提供参数及验证设计参数、积累工程经验，应进行基坑监测。
关键词：基坑监测 信息化 监理要点
中图分类号：TU473.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0060-01
1 基坑监测的意义和目的
建设工程中的基坑开挖施工时，随着土体应力的变化和临空面的产生，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形。围护结构的内力和变形中的任一量值超过容许的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响。
基坑工程设置于力学性质相当复杂的地层中，由于存在着“时空效应”，以及降雨、地面堆载和挖机撞击等偶然因素的作用，使得现阶段在基坑工程设计时，对结构内力计算以及结构和土体变形的预估与工程实际情况有较大的差异，并在相当程度上仍依靠经验。
因此，在基坑施工过程中，只有对基坑围护结构、基坑周围的土体和相邻的建（构）筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面动态的了解。通过监测及时发现安全隐患，在出现异常情况时及时反馈信息，并采取必要的工程应急措施，防止基坑事故发生，避免人身伤害和重大经济损失。根据实测的动态监测数据及时调整施工工艺或修改设计参数以实现信息化施工。
基坑监测应达到的目的。
（1）对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护，在基坑围护施筑与开挖过程中，必须在满足围护结构及被围护土体的稳定性，避免破坏和极限状态发生的同时，不产生由于围护结构及被围护土体的过大变形而引起邻近建（构）筑物的倾斜或开裂，邻近管线的渗漏等。基坑在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。通过监测对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护；可以保证在基坑施工中，使基坑围护体系及周边环境安全始终处于受控状态。
（2）为信息化施工提供参数，信息化施工是有效控制基坑工程安全、质量、工期、成本的重要手段。基坑监测即时反映出开挖产生的应力和变形状况，及时为信息化施工提供第一手真实、准确、科学的数据。随着自动化监测和远程监控技术的发展和应用，信息化管理系统可以对当天工地现场实测数据进行处理、分析，并结合基坑围护结构设计参数、地质条件、周围环境以及当天施工工况等因素进行评判、预警、报警，提出风险预案和相应的工程措施，指导施工，确保工程安全、顺利进行。
（3）验证设计参数、积累工程经验，现行的基坑围护结构设计尚处于半理论半经验的状态，未完全成熟。基坑围护的设计和施工，应该在充分借鉴现有成功经验和吸取失败教训的基础上，根据自身的特点，力求在技术方案中有所创新、更趋完善。对于某一基坑工程，在方案设计阶段需要参考同类工程的图纸和监测成果，在竣工完成后则为以后的基坑工程设计增添了一个工程实例。现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次1∶1的实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实反应，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，以此来验证设计参数、积累工程经验，为优化设计提供了依据。
2 基坑监测工作基本要求
2.1 基坑监测应由建设方委托具备相应资质的第三方承担
基坑围护设计单位及相关单位应提出监测技术要求，监测单位监测前应在现场踏勘和收集相关资料基础上，依据监测要求和相关标准、规范编制详细的基坑监测方案，监测方案须在本单位审批的基础上报委托方及相关单位认可后方可实施。监测方案设计时应充分考虑各项监测内容间监测结果的互相印证、互相检验，从而对监测结果有全面正确的把握。监测数据必须是可靠真实的，数据的可靠性由测试元件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度、监测方法的可靠性以及监测人员的素质来保证。监测数据必须是及时的，监测数据需在现场及时计算处理，有疑问应及时复测。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测、及时提供速报，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。埋设于结构中的监测元件应尽量减少对结构的正常受力的影响，埋设水土压力监测元件、测斜管和分层沉降管时的回填土应注意与土介质的匹配。按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包括变形或内力量值及其变化速率。基坑监测应整理完整的监测记录表、数据报表、形象的图表和曲线，监测结束后出具监测报告。
基坑工程监测技术是一门综合性很强的技术，它以土力学、钢筋混凝土力学及岩土工程设计理论和方法等学科为理论基础，以仪器仪表、传感器、计算机、测试技术等学科为技术支持，同时还融合了基坑工程施工工艺与工程实践经验。
3 基坑监测项目
基坑工程的现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。基坑工程现场监测的对象应包括：围护结构、地下水状况、基坑底部及周边土体、周边建筑、周边管线及设施、周边重要的道路和其他应监测的对象。
基坑工程的监测项目应与基坑工程设计、施工方案相匹配。应针对监测对象的关键部位，做到重点观测、项目配套并形成有效的、完整的监测系统。
基坑监测具体项目为：水平位移、竖向位移（沉降）、倾斜、围护体系内力、深层侧向水平位移（测斜）、裂缝、地下水位、孔隙水压力、土压力、土体分层竖向位移、坑底隆起（回弹）等。
4 监理工作要点
（1）监理单位对建设方委托的第三方监测单位的资质、监测人员配备、仪器设备状况等应进行复核审查。
（2）在审批监测方案时，审查的重点是监测项目、监测点布置、监测方法及精度等级、监测频率和监测报警值。审查应注重方案的合理性，安全技术组织措施的具体性与全面性，国家强制性标准要求的符合性。
（3）在基坑工程监测实施过程中，采用旁站监理和巡视检查等手段，检查监测单位是否严格按照批准的方案和技术措施进行监测，发现问题，及时下达监理指令。
（4）认真、细致地解读监测速报，汇同设计、施工各方将监测数据与设计值进行对比、分析，以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下步施工工艺和参数，以达到信息化施工的目的。
（5）当监测数据出现异常或出现报警情况时，应督促施工单位及时采取纠偏措施，必要时应立即启动应急预案。当发现纠偏措施未落实，应急预案没有认真执行时，或施工中发现质量和安全隐患时，应当及时下达监理指令或暂停施工令，要求施工单位整改，确保基坑工程施工安全、受控。
参考文献
[1] 刘俊岩，应惠清，孔令伟，等.建筑基坑工程监测技术规范实施手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.