试述基坑支护工程监测技术的应用

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摘要：由于城市人口日益增多，高层建筑迅猛发展，地下工程开发利用程度越来越大，基坑也越来越深，基坑开挖、支护等问题逐渐成为了设计和施工的重要问题之一。为了确保基坑设计、施工的可靠性，保证基坑的结构维护和稳定，必须引进基坑工程监测技术，基坑工程监测在建筑工程施工中的应用十分重要，尤其是深基坑工程。

关键词：深基坑；施工监测；布置埋设

中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号：

1.基坑施工监测的目的和作用

在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体在土压力的作用下，导致支护结构和土体变形，可能会造成基坑失稳。基坑工程设置于力学性质相当复杂的土层中，设计阶段的假定很难与实际支护体系所承担的水土压力相对应。另外，在基坑施工过程中，由于时间、空间的延迟及自然条件的影响，设计对的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很可能有较大差异。

基坑监测是指在施工过程中，对建筑基坑及周边环境实施的检查、监控工作。基坑监测主要是在施工过程中通过对基坑的监测，从而保证工程可以安全的投入使用，为人们的生活带来便利。开展监测工作，有助于实现信息化施工，能对基坑工程的安全性和对周边环境的影响程度提供有力的数据，以确保工程安全顺利进行，在出现异常情况时，能够及时反馈，以采取必要的应急措施。同时也是验证设计计算及反馈设计积累经验的有效途径。

2.基坑监测的内容

2.1水平位移监测

通过水平位移监测可以知道基坑边壁的水平变形量、变形速率和变形分部信息，这样可以进一步了解基坑边壁的稳定性。

2.2竖向位移监测

竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准等方法。基坑围护墙顶、墙后地表与立柱的竖向位移监测精度应根据竖向位移报警值确定。

2.3深层水平位移监测

围护墙体或坑周土体的深层水平位移的监测宜采用在墙体或土体中预埋测斜管，通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法。

2.4倾斜监测

建筑物倾斜监测应测定监测对象顶部相对于底部的水平位移与高差，分别记录并计算监测对象的倾斜度、倾斜方向和倾斜速率。应根据不同的现场观测条件和要求，选用投点法、水平角法、前方交会法、正垂线法、差异沉降法等。

2.5裂缝监测

裂缝监测应包括裂缝的位置、走向、长度、宽度及变化程度，需要时还包括深度。裂缝监测数量根据需要确定，主要或变化较大的裂缝应进行监测。

2.6支护结构内力监测

支护结构内力监测值应考虑温度变化的影响，对钢筋混凝土支撑尚应考虑混凝土收缩以及裂缝开展的影响。

2.7土压力监测

土压力可以采用土压力计测量。土压力计埋设可采用埋入式或边界式。

2.8孔隙水压力监测

孔隙水压力宜通过埋设钢弦式、应变式等孔隙水压力计，采用频率计或应变计量测量。

2.9地下水位监测

地下水位监测宜采通过孔内设置水位管，采用水位计等方法进行测量。地下水位监测精度不宜低于10mm。

2.10锚杆拉力监测

锚杆拉力量测宜采用专用的锚杆测力计，钢筋锚杆可采用钢筋应力计或应变计，当使用钢筋束时应分别监测每根钢筋的受力。

3.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设计要求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设备上直接设点观测。

3.1一级位移监测基准点的建立

一级位移监测基准点的建立，应根据现场实地踏勘的情况，考虑基准点的稳定性和观测精度要求以及防止基准点高程变动造成的差错，在工程现场旁离基坑边3倍开挖深度距离的稳定土体中钻孔布设三个基准点进行互相校核，三个基准点与场内的基准控制点沉降位移一级监测网，具体地点可由现场确定。

3.2场内二级基准点的埋设

场内二级基准点的埋设，场内基准点方便作业，从一级基准点引测的控制点，是与基坑每边成一直线布置的水平位移观测点构成沉降位移二级监测网，具体地点可由现场确定。

3.3基坑顶部位移观测点的布设

基坑顶部位移观测点的布设，如基坑位移监测采用基准点控制，水平位移观测点布置在基坑围护结构顶部。根据现场平面尺寸及测量规范要求，一般按平行于基坑围护结构以20~30m的间距布设。

3.4测斜管的埋设

在预定的测斜管埋设位置钻孔，测斜管应根据地质情况，埋设在那些比较容易引起塌方的部位，一般按平行于基坑围护结构以20~30m的间距布设；根据基坑的开挖总深度，确定测斜管孔深，孔深一般为基坑的深度，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。

3.5水位点的埋设

基坑在开挖前必须要降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑内渗漏，地下水的流动是引起塌方的主要因素，所以地下水位的监测是保证基坑安全的重要内容；水位监测管的埋设应根据地下水文资料，在含水量大和渗水性强的地方，在紧靠基坑的外边，以20~30m的间距平行于基坑边埋设，埋设方法与地下土体测斜管的埋设相同。

4.施工现场监测方法及注意事项

4.1基坑监测的频率

基坑监测具有高时效性，观测间隔时间应按施工方案执行，基坑监测点布设两天后开始读测原始值，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报警值，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，达到报警值时应及时向基坑施工及设计人员反馈情况，对超报警值部位分析原因，并作出处理意见和相关的安全保证措施。

4.2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。

4.3监测自始至终要遵循“五定”原则

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。监测数据必须填写在为该项目专门设计的表格上。所有监测的内容都须写明：初始值、本次变化量、累计变化量。工程结束后，应对监测数据，尤其是对报警值的出现，进行分析，绘制曲线图，并编写工作报告。因此，记录好工程施工中的重大事件是监测人员必不可少的工作。

4.4保证监测数据的及时性和真实性

监测数据必须是及时的，需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施。

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、可靠性以及监测人员的素质来保证。监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录为依据，原始记录任何人不得更改、删除。

5.结语

随着时代的发展，深基坑项目也越来越多，越来越深，为保证基坑施工过程的安全性，基坑监测可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施提供了充分的依据。随着工程技术的发展和进步，深基坑监测技术相信会有长远的发展趋势。

参考文献：

[1] GB 50497-2009，建筑基坑工程监测技术规范，[S]；

[2]李永胜，地下工程测试理论与监测技术，[M]，同济出版社，1999；

[3]张里美，监测技术在基坑施工中的应用，[J]，山西建筑，2011.36