基于基坑工程变形监测的实践研究

基于基坑工程变形监测的实践研究

许佐飞

佛山市明正建筑检测有限公司广东佛山528000

摘要：基坑工程变形监测是基坑施工过程中必不可少的组成部分，也是确保基坑和周围建筑物安全的重要举措。本文结合某公寓地下室基坑工程实例，简要介绍了基坑变形监测的目的，并重点对基坑工程中变形监测的监测项目、方法以及监测成果进行了论述分析，可为类似工程变形监测作参考。

关键词：基坑;变形监测;建立;分析

引言

随着经济的发展以及城市建设的迅速发展，对地下空间的开发导致了大量的深基坑工程。然而，由于设计方案、环境条件、施工难度等多方面限制,深基坑的施工逐渐复杂化。因此，在这种情况下，施工人员有必要加强基坑工程变形监测工作，通过运行专业的仪器和各种方法对基坑变形进行监测，准确掌握基坑变形的规律，以便及时发现问题、分析原因并采取措施，确保基坑工程的质量安全。

1监测的目的

通过监测掌握基坑支护结构的变形情况，判断支护结构的安全状态，并将信息及时反馈给有关单位，指导施工;当出现结构变形异常时及时报警，以确保工程正常进行;掌握基坑支护结构的安全程度，及时跟踪施工过程中可能会出现的各种不利现象，为设计单位和施工单位提供信息，以便及时修改设计参数和施工方案，合理安排施工进度和施工工艺。

2高层建筑基坑工程变形监测方法

下面以某公寓地下室基坑工程变形监测为例，论述高层建筑基坑工程变形监测方法。

某公寓地上20层，地下室3层，基础为桩基础。基坑场地北侧为某路(基坑顶距离该路约2.5m)，南侧为7层住宅(采用桩基础，基坑顶距离住宅约9.5m)，西侧为9层住宅(采用桩基础，基坑顶距离住宅约4.6m)，东侧为印刷厂(采用浅基础，距离基坑顶约9m)。基坑开挖深度为12.70~13.70m，基坑周长260m。根据设计图纸，基坑支护措施采用灌注桩+钢筋砼内支撑支护。

2.1高层建筑基坑工程变形监测项目及预警值的确定

根据设计图纸要求，结合工程实际情况，本工程监测方案设计书的监测项目及各项目的预警值如表1:

表1监测项目及预警值

2.2高层建筑基坑工程变形监测方法

2.2.1垂直监测网、监测点的建立及监测方法

基准点埋设在变形区外约50m处，共布设3个(基岩水准标志)，该网采用独立高程系，采用国家三等水准精度观测。观测前水准仪、标尺均了进行检查、校正;观测时，采用同一台仪器设备、同一条观测路线、同一个作业人员。

以设计要求为基础，结合现场实际情况，基坑顶部沉降监测点共布设15个，立柱沉降监测点共布设20个，周边建筑沉降监测点58个。沉降监测点均采用国家三等水准精度观测，外业采用莱卡NA2精密水准仪观测，作业前先选定观测路线、做标志，使每次观测路线尽量保持一致。各期观测均为同人同仪器,路线闭合差不大于±0.6×(mm)(N为测站数)。每次高程值和上次高程值进行比较可得监测点的沉降量，与初始高程值比较可得监测点的累计沉降量。

2.2.2平面位移监测网、观测点的建立及监测方法

在变形区外约50m处布设3个稳定可靠的水平基准点D1、D2、D3，监测网采用国家四等导线网建立，外业采用徕卡TS02全站仪观测，水平角观测采用测回法4测回，边长观测1测回。该网采用独立坐标系、磁北方位，平差计算采用《清华山维控制网严密平差软件》进行。平面位移监测点均布设在基坑周边的地面或建筑物上，基坑顶平面位移监测点与基坑顶沉降监测点为同一点，共布设15个，采用莱卡TS02全站仪观测得到各个监测点的初始坐标值，之后通过每次观测得到的坐标值与初始坐标值进行比较可以得到累计位移值，与上次的坐标值进行比较得到单次位移值。

2.2.3深部土体水平位移监测点的建立及监测方法

沿着基坑周边共埋设8个测斜孔(CX1-CX8)作为深部土体水平位移监测点，采用航天科工CX-06B型测斜仪测试，监测土体各层的位移变化情况。将探头放到测斜管底部进行读数时，即开始了测斜管观测，每米读数一次，直至管顶，这组读数被称为A+读数，然后把探头从管中取出旋转180°，重新放入测斜管中，方法同上，得到另一数据(A-读数)。数据处理时，将两组读数(A+、A-)相结合(用一组数据减去另一组数据)。每次观测数据与原始观测数据相比较，可知测斜管的倾斜量变化，把倾斜量从下至上一次叠加，即得不同深度土体的水平位移。?

2.2.4地下水位监测点的建立及监测方法

地下水位监测点共布设5个，水位管采用钻孔预埋法，采用钢尺水位计测量地下水位的变化。在水位观测井顶部选用一点，作为观测井水位的基准点(与水准网点连测)，从此基准点开始，将水位计探头沿水位井下放，当碰到水位时接受机会发出蜂鸣声，此时读出至基准点的读数，再结合管口基准点的高程，求出地下水位的绝对高程，进而监测地下水位的变化。?

2.2.5内支撑应力及围护桩内力监测点的建立及监测方法

根据现场情况，内支撑应力监测点布设6个，围护桩内力监测点布设8个。钢筋应力计为监测预埋件，由施工单位预埋。观测时利用振弦式频率接收仪，测得钢筋计在受力后的自振频率读数，经公式转换后求出各监测点内力变化。

2.3各项目监测数据成果分析

2.3.1基坑顶沉降监测成果分析

在监测期内，基坑地表累计沉降-4.74~-5.98mm，沉降速率较小，沉降变化较大主要发生在土方开挖过程中但未超过预警值，基坑处于稳定状态。

2.3.2基坑顶平面位移监测成果分析

在监测期内，各监测点累计偏移1.41~8.94mm，平面位移速率变化趋势具体表现为:在基坑开挖期间变形速率较大，最大可达5~6mm/d，在底板浇筑完成后变形速率小于3mm/d,最后一次平面位移速率0.00~0.03mm/d,速率较小，基坑处于稳定状态。

2.3.3深层土体水平位移监测成果分析

在监测期内，累计位移最大值为76.54mm，发生在CX04测斜孔7.0m处，各测斜点累计水平位移最大值见表2:

表2各测点深层土体水平位移最大值

由表2知，基坑在开挖及施工支护期间，深层土体位移变化较大，其中CX02、CX03、CX04、CX05、CX06这五个监测孔均超出设计图纸给出的预警值，各监测孔变形较大的区域均在6~7m的位置。在基坑第二道支撑和底板浇筑完成后各监测孔的位移量有所收敛，根据最后一次监测结果，深层土体累计位移27.54~76.54mm，深层土体水平位移速率在

0.01~0.06mm/d之间，未出现异常现象，最后基坑处于稳定状态。

2.3.4地下水位监测成果分析

在监测期内，各监测点水位累计变化500~1200mm，地下水位变化较大的时候主要在基坑开挖过程，其中SW3累计变化超出预警值，其他监测孔水位变化均无异常，在基坑底板浇筑后地下水位日平均变化速率均小于30mm/d。?

2.3.5周边建筑沉降监测成果分析

在监测期内，周边建筑累计沉降-0.77~-5.55mm，各监测点的累计沉降量均未超过预警值。沉降变化较大主要发生在基坑土方开挖过程和支撑拆除期间，在基坑底板施工完成后，沉降量与沉降速率有所减缓，最后一次监测数据体现各监测点的沉降速率均在-0.02mm/d以内。

2.3.6立柱沉降监测成果分析

在监测期内，立柱累计沉降-3.29~-4.20mm，沉降变化较大主要发生在土方开挖过程中。基坑底板施工完成后，沉降速率均在-0.05mm/d以内，最后一次监测数据体现出各监测点的沉降速率均在-0.02mm/d以内。

2.3.7内支撑应力及围护桩应力监测数据分析

在监测期内，内支撑及围护桩应力最大变化为0.58kN，应力累积值小于70%承载能力设计值。

2.4监测结论

本工程在基坑开挖施工期间和施工完成后均进行了监测，掌握了基坑在施工和施工完成后的变形状态。在基坑土方开挖期间，深层土体位移个别监测孔变化速率异常，监测人员将此情况在监测日报上预警，施工单位依据监测报告调整了施工方法与进度，从而保证了基坑工程施工安全。后经加密跟踪监测，到底板浇筑后各测孔的位移有所收敛。

在监测期间所使用的检测仪器均在有效期内，监测工作按监测方案进行，从而保证了监测数据准确无误。监测数据精度满足设计和规范要求，后期各监测点变化速率逐渐减小趋于稳定。?

3结语

总而言之，基坑工程是一个复杂的动态系统，为确保基坑安全，施工单位应高度重视基坑变形监测。对于基坑工程变形监测这项工作，应严格按设计进行监测，合理布设监测点，随时观测其变化，并根据变形监测实时数据进行综合分析，继而根据工程的具体情况及时采取积极的控制措施，以确保基坑工程的安全，最终发挥出工程的综合效益。上述工程实践证明，此监测方法适当且有效，可在类似基坑工程变形监测项目中广泛推广应用。

参考文献:

[1]陈志平.关于基坑工程变形监测研究[J].建筑工程技术与设计.2015(13)

[2]孙军.某深基坑工程施工中的变形监测探讨[J].城市建设理论研究:电子版.2015（8）