深基坑工程施工变形的监测和分析

深基坑工程施工变形的监测和分析

郭镔

中元国际（长春）高新建筑设计院有限公司 吉林省长春市 130102

摘要：变形监测是利用专用的仪器和方法来持续观测变形结构的变形现象，对其变形状态进行分析，并预测其发展动态的各项工作。实施变形监测的主要目的就是在各种荷载和外力作用下，明确变形体的形状、大小以及位置变化的空间状态以及时间特点。在精密工程实际测量过程中，最常见的变形体有：深基坑、大坝、高层建筑物、隧道以及地铁等。通过实施变形监测可以掌握和精准科学地分析变形体各部位的实际变形情况，进而做出提前预报，这对于整个工程质量控制和施工管理来讲，十分重要。基于此，本文将对深基坑工程施工变形的监测进行分析。

关键词：深基坑工程；施工变形；变形监测

1 基坑工程变形监测概述

基坑工程变形监测首先应该确定监测对象及监测项目两部分，基坑工程结构不同、所处环境不同，变形监测的侧重点也不同。确定合理有效的监测对象、监测项目，既能起到监测预警的作用，又能提高监测效率、节省监测成本，是基坑工程变形监测的关键控制点。

基坑工程变形监测对象一般包括基坑支护结构本身，基坑周边土体、地下水、地下管线以及基坑周边建(构)筑物、重要道路等等；监测项目一般包括位移监测(水平位移和竖向位移)、倾斜监测、土压力监测、地下水位监测、内力监测等等。监测对象和监测项目的最终确定一般应遵循如下程序：首先根据基坑工程专项设计方案中对变形监测部分的设计要求，收集本项目相关地质、勘察、周边环境等资料，结合相关规范规定，初步确定监测对象及监测项目、并编制本项目基坑工程初步变形监测方案；然后组织专业技术人员现场实地踏勘，实地检核变形监测方案技术指标及条件因素，对于存在与现场条件不符、或有遗漏、有安全隐患部分等需进行基坑工程变形监测方案修编，做到监测方案与实际相符，真正起到基坑工程变形监测预警作用，保证监测成本合理高效；再将包含监测对象、监测项目在内的监测方案、监测成本预算提交建设单位，组织设计单位、专家等进行技术、成本等论证；最后根据论证意见再对包含监测对象、监测项目在内的监测方案进行修改审批，经审批的监测方案即可作为监测依据进行基坑工程监测工作。在实地监测过程中，现场施工条件、周边环境条件及监测数据等因素处于动态变化过程中，监测施行单位应根据变化情况、依据设计及相关规范要求对包含监测对象、监测项目在内的监测方案进行动态调整。

2 深基坑施工变形的影响

2.1 对周围环境的影响

在深基坑工程开挖过程中，不仅需要确保工程自身的安全，同时还要对深基坑周围的地层移动进行有效控制，以此来保护施工周围环境。特别是在一些地层土质较差的城市当中，深基坑开挖施工通常会导致周围土体发生明显的形变，进而对基坑周围的建筑物、公路以及管线的正常使用造成影响，甚至还会威胁到人民群众的生命财产安全。而且在城市中心区域进行深基坑开挖施工时，由于施工场地十分狭窄，深基坑施工现场周边又有建筑物，保护施工环境十分重要。一旦支护结构发生破坏，就会对周围建筑物的安全性造成影响，同时较大程度的变形也会破坏周围建筑物的结构。因此，对基坑开挖施工现场周围的建筑物、管线进行保护，要比维护深基坑工程的稳定性更加重要。此外，在深基坑具体开挖过程中，有时候会发生施工不当的情况，导致施工现场地面下沉，马路以及房屋建筑结构发生开裂，煤气主管道也会在折断之后发生煤气泄漏等安全事故，从而出现严重后果，这些情况要引起施工方的高度重视，提前做好防护预案。

2.2 土体变形情况

深基坑在开挖过程中导致的变形现象主要有：维护结构变形、坑底隆起变形以及周边地层移动等。从整体来看，深基坑周边地层移动主要可以分为两个部分，一种是由构筑挡土结构变形所导致，另一种是由基坑开挖所导致。出现这一问题的重要原因就是深基坑的开挖过程，实际上就是卸载负荷的过程，在卸荷的影响下，基坑底部土体会产生向上为主的位移，同时也会导致围护墙体在两侧压力差的影响下发生横向水平位移。此现象说明，深基坑开挖导致周围地层移动变形的主要表现就是坑底隆起和维护结构的位移。

3 基坑监测的特点

现阶段，建筑管理部门对建筑施工安全提出了更高的要求，基坑监测的重要性得到了进一步体现，并且监测技术在当前的建筑施工领域中得到了广泛应用。为了保证技术应用的有效性和提高监测质量，工作人员必须在熟练掌握基坑监测特点的基础上，灵活应用基坑监测方法、技术，从而保证基坑监测的效果，提前预防不利局面的发生。从技术层面来看，基坑监测主要有以下几个特点。①实效性强。地质结构变化是一个动态的过程，在基坑作业中，地质结构任何方向的变化都是有迹可循的。因此，基坑监测技术的应用具有实效性。工作人员需要利用计算机处理技术来辅助分析相关信息数据，并且实时监测地质结构的变化情况和预测坍塌等事故发生的概率。②在深基坑监测过程中，工作人员需要以数据变化情况为依据，以地质结构的位移差为基坑安全评价指标来确定监测结果。应用基坑监测技术，需要有效消除各种外界因素对基坑监测产生的干扰，保证监测数据的精准性，提高基坑施工的安全性。

4 深基坑工程施工变形的监测要点

4.1 地下水位及基坑裂缝监测技术

在深基坑工程施工过程中，地下水位监测工作十分关键，在实际监测过程中需要对基坑水位进行实时检测。因为地下水位的变化会直接影响基坑工程边坡的稳定性，如果地下水位变化非常大，那么地表就会出现明显的塌陷，会对建筑物的整体结构安全造成影响。在地下水位实际监测过程中，可以采用电测水位来进行测量，当电测水位计处于水环境中时，就会在监测过程中发出特殊的声音，并实时读取水面高度。另外，基坑裂纹监测工作也是对基坑周围环境进行监测，利用游标卡尺来测量裂缝宽度和深度，使相关工作人员能够对裂缝情况及时了解，能够使用科学合理的方法来解决裂缝问题。

4.2 监测点变形分析

监测点变形分析是反映监测对象是否稳定、安全的直接体现，通过计算可以判定同一监测点两期或多期变形量是否安全或需向建设单位进行预警。这里重点分析监测数据出现微小变形或反向变形时应该如何进行分析处理。

在进行监测点数据分析时必须考虑测量误差因素，如果同一监测点相邻两次变形量小于测量误差要求时，则可认为该监测点在这两期之间没有变形或变形不明显；但当出现相邻两期变形量虽小、而多期变形量表现出明显变化这一趋势时，则应认为该监测点存在变形。

监测单位应正确对待变形量正向位移与反向位移的问题，正向位移是指理论上监测点应向基坑内位移或向下位移(与荷载作用方向一致)、反向位移则是反作用力方向位移，不能认为反向变形安全、而不查找原因。对于反向变形应分析基准点、工作基点、监测点稳定性，核查监测方法、监测数据、人员仪器设备等有效性，分析施工现场条件变化等各方面影响因素、查找原因；确认发生有反向变形也应按要求通知有关各方。

5 结束语

综上所述，随着我国建筑工程数量的不断增加，工程规模不断扩大，基坑的深度也在不断增加，这也为相关施工人员带来了一定的难度，与此同时，作为信息化施工的重要手段之一，深基坑变形监测成为了深基坑工程施工过程中必不可少的重要环节。所以在深基坑施工变形监测过程中，需要对监测方法进行不断优化，提高监测数据的精准度，最终确保整个工程项目的安全性。

参考文献：

[1]陈家伟,黄宇,潘阳,赵佩莹,黄振皓,韦居霖.自动化智能监测技术在深基坑中的应用[J].中国建筑装饰装修,2022(03):66-67.

[2]王迎丰.桩锚支护基坑工程变形监测分析[J].四川水泥,2022(03):72-73+76.

[3]代亮,王兴.基于BOTDR深基坑工程地下连续墙变形监测应用研究[J].工程勘察,2022,50(04):25-30+66.