变形监测技术在基坑施工中的应用

变形监测技术在基坑施工中的应用

王 甜

杭州市勘测设计研究院

摘要：在当前城市建设中，建筑已逐渐向纵向空间方向发展，基坑工程越来越多的向大深方向发展。因为基坑工程本身的复杂性和基坑设计中假设的工况模型还不能完全反映施工时的集体状况、以及基坑工程中突发情况的发生，需要通过基坑监测到的各种变形数据信息，为设计和施工单位优化下一步的施工参数提供相关的参考，以达到信息化安全施工，将信息及时反馈给有关单位，判断支护结构及周边环境安全状态，指导施工。

关键词：变形监测技术；基坑施工；应用

近年来，随着我国经济建设和城市间的快速发展，各大城市的高层建筑、地下建筑和隧道等工程大量兴建起来。为了更好地节约土地资源，人们大力发展空间建设，立体发展。向空中求发展，向地下要土地的发展战略成为建筑商追求利益的常用手段。除去高层本身对地基深度和结构的要求，大量的地下室、公共交通地铁站、地下商铺、地下停车场、仓库和人防工程等，施工时都需要较深的基坑。地下部分由一层发展到多层，相应的基坑开挖深度也从地表下5~6 m发展到12~13 m，甚至更深。然而，由于缺乏监督，基坑失稳引起的工程事故也越来越多，主要发生在支护结构及被支护土体被破坏方面，导致基坑变形过大，致使邻近建筑物和道路管线被严重破坏，给人民的生命财产和经济生活带来了严重的损失和灾难性的后果。

1 概述

变现监测技术主要是对被监测的对象或物体进行测量，以及确定其空间位置与内部形态随时间所产生的变化。与一般的工程测量相比，变形测量技术具备了内部监测与外部监测两个特点。在实施变形监测技术时，为了确保观测在安全监测范围内，必须要求高精度的观测、频繁周期的观测与重复观测。变形观测的精度等级，是按照变形观测点的水平位移点位中误差、垂直位移的高程中误差或相邻变形观测点的高差中误差的大小来划分。事实上，变形监测的精度取决于观测的目的和变形的大小。精度过高时测量工作复杂，时间和费用增加；精度过低又会增加变形分析的困难，使所估计的变形参数误差加大，从而影响分析的正确与否。通常情况下，监测建筑物的安全需要高精度要求，一般检查施工要求变形精度相对较低。一般情况下，以实用、安全为目的观测值中误差不超过变形允许值的1/20~1/10；以科研为目的应为1/100~1/20。在水平位移监测与沉降位移监测过程中，所使用的主要仪器设备有全站仪与水准仪两种。而其中的全站仪设备是一种具备了测角、测距、数据自动处理的特点，所以在测量各个领域都得到了广泛运用。

2 基坑施工中变形监测技术的应用2.1 水平位移监测

根据现场踏勘，基坑水平位移监测控制网采用独立的监测坐标系统，在基坑开挖影响区域以外的稳固地面或已经稳定的坝体上布设了两个基准点C1、C2，为检测基准点的稳定性，C1与远处高楼上的天线联测方向；在基坑周围便于观测设站的位置建立工作基点C3、C4、C5、C6，与基准点C1、C2组成大地四边形。针对基坑监

参考文献：

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[2]严新，李彬. 变形监测技术在深基坑施工中的应用[J]. 青海大学学报(自然科学版)，2014，v.32；No.13202：60-63+68.

测的具体工程，经分析决定采取徕卡TC2003全站仪，其测角精度为0.5″，测距精度为1 mm+1 PPm，按全站仪极坐标法对埋设于支护结构上的水平位移标志进行观测，每次观测所得的各个监测点坐标与基坑开挖前进行的初始观测相比较，所得的坐标差即为该监测点在本观测周期内的累计位移值。监测点及控制点均采用特制的观测标志，观测标志上设强制对中标志，保证每次观测均在同一点位上。在完成平面控制测量后，使用1″级全站仪测量各水平位移观测点的坐标，连续观测3次，取稳定坐标值的平均值作为初始值。采用坐标测量法进行监测，将每次监测的坐标数值和初始值进行对比，计算差值、累计值、变化速率、坐标中误差。

2.2 基坑施工中的垂直位移监测

在对基坑进行垂直位移监测时，应结合基坑施工现场的地质情况，对基坑沉降范围进行准确的计算，并在离基坑施工区域三倍左右的距离进行监测，这样才能确保基坑垂直位移监测的准确性。另外，对于基坑施工周围建筑物体较多且分散的大测区，并分两个层次布网，既由水准基点、工作基点组成基准控制网与工作监测网，使其也可确保基坑施工中垂直位移监测的精度。

2.3 沉降位移监测情况

基坑支护结构是由于基坑周围环境、台仓土体的变形监测点布设的数量多，而且工程是在实时进行，被破坏的频率也大，所以基坑底部回弹接*稳，由于上方压力减小而引起的土体回弹性慢慢在减弱，也表示基坑开挖时是安全的、稳定的。无论是台仓土体还是基坑支护结构都是有沉降产生的，但是从监测数据来看变形的产生还是不明显的，沉降速率在 0.1－0.2mm/d 范围内，沉降速度均匀。结合数据与现场情况分析： 部分变形监测点存在少量的变形，但是变化量都在标准范围内。基坑底部监测点有个别点在个别时段的变化走势产生相对大的变化，但是整体分析并没有达到报警临近值，也是安全的。本次项目的施工地点周围没有大型的建筑物群，但是为了将安全做到万无一失并且给后续的工程提供经验，我们还是进行了周边土体的监测，确保周围的地下管线等方面也安全。周边的土体有少量的变化，按照数据的分析时有土体松动的迹象，在发现后及时采取了措施，及时夯实处理，对基坑的开挖并没有产生影响。

临时性的设施，且基坑暴露时间越长，危险性相对增加，施工单位应从地勘开始，严格分析地质条件，制订切实可行的施工计划，并保证严格按照施工进度安排有序施工；对于地下水较活跃的深基坑，更需做好良好的止水帷幕工作；虽然基坑施工期间大部分水平位移监测点位移值超过设计值及规范规定的报警值，但通过严密的监测，采取合理有效的加固等措施，不仅确保了基坑支护结构自身稳定，且对周边环境造成较小影响，保证了周边建筑的安全。

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