浅析基坑监测技术方法及应用

1、    浅析基坑监测技术方法及应用    姚伟锋摘要：现阶段城市化建设进程越来越快，高层建筑和地下建筑工程项目越来越多，在上述工程的建设中基坑施工极为关键，而基坑施工的关键则在于保证工程施工过程中的可续性和安全性。在施工中必须做好基坑施工过程中的安全检测工作，只有这样才能确保基坑施工的安全以及附近建筑物的稳定性。文章对基坑监测技术方法及应用进行了探讨。关键词：基坑监测技术方法；水平位移；深层水平位移；高层建筑；地下建筑工程 ：a：tu753 ：1009-2374（2017）08-0148-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2017

2、.08.0711 基坑监测的目的在工程项目施工期间需要做好基坑变形监测工作，把监测数据和设计值进行对比分析，以此为依据来进行对工程进度与工程工艺的控制。此外，基坑监测工作还能够确保基坑以及其附近环境的安全，提高施工单位的施工水平和设计水平。2 基坑监测的设计原则在城市建设中，必须做好对基坑监测工作，制定合理可续的监测方案并配置相应的监测设备和仪器。结合工程实际情况，依据规范选择监测项目，合理布置监测点，优化监测频率，以保证基坑整体监测效果；基坑监测工作需要连续和规范，并且还需要确保监测数据的准确性；对于那些关键的施工区域需要做好重点监测工作，以确保基坑监测的效果；对监测点进行有效的保护，以免影

3、响基坑监测工作的顺利进行。3 基坑监测项目及方法3.1 围护桩（边坡）顶部水平位移监测方法采用极坐标法，仪器架设于工作基点上，依次对变形点正倒镜法分别观测两个测回，观测结束后，后视基准方向检查测角的准确性。当监测点设置完成后，就可以进行初步检测，测量三次后，如果所测值的差值符合相应的要求后才能进行观测，如果不符合则需要分析其原因并改进，然后再进行初值的确定。将每次观测得到的坐标与初值坐标进行对比后，就可以计算出监测点的累计水平位移。3.2 地表、周边建筑物、地下管线及围护桩（边坡）顶部垂直位移监测方法按二级沉降观测精度要求，进行基准点至沉降点间（有条件亦应构成几何图形）往返观测，每次观测时应尽

4、量保持相同水准路线。外业结束后，进行成果整理、检查，平差计算，算出各沉降观测点的高程，计算各监测点在一个观测周期内的沉降量、累积沉降量、沉降速率，填写成果表等。3.3 深层水平位移监测方法监测基坑支护结构水平位移，通过深层水平位移监测来实现支护桩以及建筑土体的变形情况。监测时测斜仪探头置入测斜管底后，沿测斜管垂直于基坑边线方向的导槽自下而上（探头高轮朝基坑开挖方向）每隔0.5m测读一次直至孔口，探头绕管轴旋转180°再自下而上测读一次，得出各测点读数为ui（+）、ui（-）。其中“+”与“-”向为探头绕导管轴旋转180°。数据计算：第i次水平位移值（mm）i=0.1ui（+

5、）-ui（-）连续任意深度i点的总位移值（mm）=i变化值=本次测量值-上次测量值通过公式计算可得出，基坑桩体及围护结构各个部位的变形情况。4 基坑监测实例分析4.1 项目概况某基坑工程，基坑工程上部为4栋高层住宅楼（15层，框架结构，桩基础），地下设3层地下室。地下开挖深度为-13.20-13.85m，基坑开挖面积约13675km2，支护周长约529m，基坑侧壁安全等级为一级。4.2 地质概况北京地区位于华北大平原的西北边缘，西、北及东北三面环山，东南部为广阔的北京平原地区。由于第四纪以来受新构造运动的影响，第四纪沉积厚由西向东逐渐增大。岩性构成自西部麓向东部平原逐渐变化，西部为各大河流冲洪

6、积扇的上游，以砂类土与厚层卵、砾石为主；向东部城区的大部分地区及城近郊为冲积扇中下游，地层为黏性土、粉土、砂类土、卵、砾石互层；向东南至东郊及南部地区为平原，地层以厚层黏性土和粉土为主，本场地位于北京市西北部山区。4.3 基坑测点布设及监测根据相关技术规范和工程实际情况确定基坑监测项目如下：4.3.1 围护桩（边坡）顶部水平位移监测。沿压顶圈梁每隔15.020.0m设置一个水平位移观测点，共布设20个水平位移观测点，主要监测基坑开挖和围护桩（边坡）顶部水平位移的变化发展趋势。4.3.2 围护桩（边坡）顶部、周边建筑物、周边道路沉降监测。围护桩（边坡）顶部沉降观测点有20个，相邻监测点之间的距离

7、为15.020.0m，主要負责基坑围护桩顶部垂直方向位移的监测。共有5栋周边建筑物，布设17个监测点，该监测点是负责对附近建筑物沉降情况的监测。沿基坑西侧路布设3个沉降观测点，主要监测基坑开挖过程中基坑周边道路沉降变化发展情况。4.3.3 深层水平位移监测。结合基坑设计情况，在基坑四周支护结构（钻孔灌注桩）中设置了7个深层位移监测孔，测斜管的深度和其对应的支护桩长度要保持一致，通过侧斜仪器，监测桩体变形，从而了解基坑变形位移情况。4.3.4 巡视检查。基坑施工中专人负责巡视检查工作，巡视工作的内容包括，支护结构、施工工况、基坑周边环境及监测设施。巡查人员应对发现的情况进行记录、整理和分析，如在

8、巡视工作中发现有异常或者安全隐患，必须迅速反馈给相关单位，以确保基坑施工的安全。4.4 监测结果及分析4.4.1 围护桩（边坡）顶部水平位移监测分析。第一，围护桩（边坡）顶部水平位移位移历时曲线（特征点）。 第二，根据观测数据及水平位移历时曲线分析如下：由水平位移观测数据可以看出，在基坑施工的整个过程中，水平位移变化量较小均未超出预警值，观测点水平位移变化呈现以下规律：（1）在基坑开挖基坑开挖至槽底期间，桩体的水平位移变化最明显，位移变化速率最大；（2）在基坑开挖至槽底基础地板施工完成期间，桩体的水平位移变化放缓，位移变化逐渐减小；（3）基坑基础地板施工完成以后，所有监测点的变形均趋于稳定状态

9、，桩体水平位移稳定在某一个值附近，基坑支護结构趋于稳定。4.4.2 围护桩（边坡）顶部沉降监测分析。第一，围护桩（边坡）顶部沉降历时曲线（特征点）。第二，根据观测数据及历时曲线图分析如下：从垂直位移观测数据及垂直位移曲线图可以看出，基坑桩顶在整个基坑开挖过程中均出现了不同程度的沉降过程，呈现以下过程：（1）基坑桩顶在基坑开挖期间，桩顶垂直位移变化量较大；（2）随着混凝土底板的浇筑、地下部分结构的施工，基坑桩顶开始呈下沉趋势，并在后期趋于稳定；（3）在基坑施工期间，基坑桩顶累计垂直位移量整体稳定，各点累计位移量均在预警值范围以内，垂直位移速率较为平稳，未见异常。在基础底板施工完成以后，垂直位移速

10、度呈减小趋势，逐渐趋于稳定状态。4.4.3 周边道路沉降及临近建筑监测分析。在基坑开挖过程中基坑周边道路及基坑临近建筑沉降量总体较小，其中道路有少部分测点呈轻微反弹趋势，截止观测结束，道路沉降最大值为-5.7mm，周边建筑最大沉降量为-3.1mm，所有道路沉降及临近建筑监测点均小于报警值，因此可见基坑开挖期间对其影响较轻。4.4.4 深层水平位移监测分析。根据深层水平位移观测成果数据及时间位移曲线图，观测点水平位移变化呈现以下规律：（1）在基坑开挖基坑开挖至槽底期间，桩体的深层水平位移变化最明显，位移变化速率最大；（2）在基坑开挖至槽底基础地板施工完成期间，桩体深层水平位移变化放缓，位移变化逐渐减小；（3）在基坑基础地板施工完成以后，所有监测点的变形均趋于稳定状态，桩体深层水平位移稳定在某一个值附近，基坑支护结构趋于稳定。5 结语综上所述，基坑监测工作对基坑变形的意义重大，它能够有效促进基坑施工质量和施工安全的提高。在实际的监测工作中，需要选择切实有效的监测和预警技术，以促进监测效率和质量的提高。随着社会的不断发展以及