关于城市复杂环境下的基坑监测技术分析

关于城市复杂环境下的基坑监测技术分析

苏霍然

河北建筑设计研究院有限责任公司 河北省石家庄市 050011

摘要：基础工程中，基坑监测是基坑施工中不可缺少的一个重要环节，只有切实做好基坑监测，才能确保基坑的施工安全。但在当下的城市复杂环境中，特别是居民密集、建筑物或构筑物密集、地下管线密集的地区。基坑监测难度相对较大。基于此，现对城市复杂环境下的基坑监测技术进行分析，以供相关研究实践参考。

关键词：城市；复杂环境；基坑；监测技术

深基坑工程施工是土木工程中最复杂的技术领域之一，是由多种学科为一体的系统性比较强的工程，而且其还具有较强的地域性、风险性及综合性。近年来，在基坑施工过程中发生事故的现象已经很多，尤其是在人口密集的城市地区，基坑事故造成的伤害更大，在此背景下，基坑监测的技术显得尤为重要。

2. 监测系统设置原则

在复杂城市环境下基坑工程施工过程中，设计值会与实际值存在一定的差别，这是不可避免的，工程的实际工作情况通常与设计的预估值会存在一定的差异，甚至有时候这个差异会很大，而且这个差别会随着周边环境的复杂程度的变化而变化，因此，仅仅通过预估值是不可能完全准确而全面的反应基坑工程的实施情况，在基坑施工过程中现场采用合理的科学的检测手段以保障基坑施工环境安全是非常有必要的。

基坑开挖施工监测工作比较复杂，并且集成度比较高、系统性比较强，因此是一项系统工程。在监测过程中，监测工作效果的好坏与监测方法的选取及测点的布设有着直接关系，甚至在某些时候起到了决定性的作用。目前，监测系统的设计原则有以下五点：可靠性原则、多层次监测原则、重点监测关键区的原则、方便实用原则、经济合理原则。

2.城市复杂环境下针对基坑支护结构方面的监测技术

2．1变形监测

基础工程基坑施工中，在设置监控系统的时候，应充分考虑基坑周边环境、工程实际情况等因素。布设监测控制网的时，不仅要考虑施工周期给基坑监测带来的影响，也要确保监测网可以持续监测至构筑物完工。这个过程中，应保证监测网的安全性、稳定性以及监测数据的准确性、真实性，从而有效面对复杂的施工情况。针对基坑支护结构，在设置监测点的时候，需要考虑到在城市复杂环境下，基坑位置比较特殊，且影响范围比较广泛，应当充分考虑工程地质情况以及基坑支护结构的材料、形状、设计思路、施工方法等因素，以对监测点进行合理设置，不可一概而论，方可将监测点的作用充分发挥出来，确保监测工作的顺利完成。此外，也要对支护结构的沉降位移、水平位移进行有效监测。通过对基坑支护结构进行有效监测，可以反映基坑的变化情况。如通过对地下连续墙的墙身水平位移、墙项水平位移进行监测，可以将基坑变形部位及发展趋势准确、直观地反映出来。通过掌握地下连续墙墙身、墙顶的变形情况，便可以对基坑施工中存在的风险进行准确预判。

2．2深层侧向变形监测

近年来，伴随着大体量、复杂结构、高层建筑的不断增多，对基础稳定性的要求不断提高，基坑开挖深度逐渐增加，不仅在很大程度上提高了基坑施工的难度，也提高了对基坑监测技术的要求。基坑施工中，应对基坑周边土体不同深度条件下的水平位移情况进行明确掌握，这就需要对基坑开挖过程中周边土体纵深方向的水平位移情况进行有效监测。实际监测时，应当先将测斜的专用套管埋设在基坑周围土体、基坑支护桩后的土体之中，对这些套管的变形情况进行测量，以明确不同深度条件下基坑周边土体各点的水平位移情况，并以此为根据，准确判断围护结构的安全性。使用处于正常工作状态下的测斜仪测读器，将侧头导轮插入到测斜管的导槽之中，并下放到管底。恒温环境下放置一段时间之后，由管底开始沿着管槽自下而上地每隔o．5米读取一次数据，并将测点深度、读数记录下来。测读结束后，将测头旋转180度。然后插入同一对导槽之中，按照上述方法进行复测，测点深度与第一次测量时一致。需要注意的是，每一深度的正反两次读数的绝对值，应是一致的，若是读数存在异常，则要及时进行补测。实际施工中，在基坑开挖前的3～5天，对于同一测斜管应使用测斜仪进行3次重复测量，切实保障其处于稳定状态之后，计算3次测量的平均值，并将其当作侧向位移的基准值。

3.城市复杂环境下针对基坑施工环境方面的监测技术

3.1围护结构深层侧向变形监测

随着基坑开挖深度的不断加深，需要测定基坑周边的土体中不同深度的水平位移变化情况，因此需对基坑开挖阶段周边土体的纵深方向的水平位移进行监控。首先应预先在基坑周边及支护桩后的土体中埋置用于测斜的特别套管，通过测量这些预先埋置的特别套管的变形，从而获得基坑周边的土体在不同深度的各点水平位移发展变化情况，从而得出围护结构的安全性。

使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，在恒温一段时间后，由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，测点深度同第一次相同。并且注意每一深度的正反两读数的绝对值宜相同，当读数有异常时应及时补测。

在基坑开挖前3~5天内用测斜仪对同一测斜管作3次重复测量，确定处于稳定状态后，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值。

3.2地下水位监测

基坑周边的地下水位的高低对基坑结构的稳定性起着至关重要的影响，如果基坑底部水位过高的话，地下水就容易从土层中渗透到基坑底，进而对基坑周边的护坡产生危害，容易造成滑坡或者大量渗水的危害，这严重危害了基坑的正常施工，还有一种可能就是由于坑底水位的过高，就会造成地下承压水的水头压力大于隔水层的自身重量。因此，在基坑施工过程中要非常重视对地下水位的监测，时刻记录监测数据来确保施工环境的安全。因此对地下水位进行监测有着重要的意义。所以各等级的基坑工程都要求时刻监测水位的变化，并时刻上报检测数值以及建立起安全预警的相关机制，尽最大可能来确保监测的及时性以及准确性。而对于一些地下水位比较高的观测井，可以不用钢尺水位计而直接利用钢尺测量，记录钢尺湿迹与观测井顶部的距离，并由此可以直接计算出地下水位的高程。因此要确保钢尺的有效长度大于井口与地下水位的距离。在对地下水位观测井埋设过程中用钻机钻孔到设计的指定位置，并且在孔内埋入滤水塑料套管，另外保持套管与管壁之间用干净的细砂填实，并防止泥浆堵塞观测孔，孔上加盖，做好保护工作。

结语

基坑施工安全、质量受到诸多因素的影响，为确保基坑施工安全，必须加强基坑监测，采取科学、有效的基坑监测技术与方法，对基坑支护结构、基坑施工环境进行监测，从而为基坑施工提供良好的资料信息支持。

参考文献：

[1]陈忠汉、黄书秩、程丽萍.深基坑工程[M].机械工业出版社,1999.

[2]王正晓,刘保信.深基坑变形监测浅析[J].测绘通报,2013(6):21-23.

[3]张维正.密集建筑群中的深基坑施工技术[J].探矿工程,2016(6):1-3.