建筑工程深基坑周边环境的动态监测

建筑工程深基坑周边环境的动态监测

王建威

420583199105151030 广东广州 510000

摘要：随着城市建设的不断发展和城市化进程的加速，建筑工程深基坑施工日渐增多，周边环境也日益复杂。深基坑在施工过程中面临着诸多安全挑战，其中之一便是深基坑周边环境的安全监测与保护。深基坑在施工过程中面临不同地质、不同水文等多种复杂环境，对周边环境产生的影响也不尽相同，因此周边环境的监测技术“动态化”便应运而生。本文主要就建筑工程深基坑周边环境的动态监测进行简析，以期为深基坑周边环境的实时监测提供更为全面、精准的参考。

关键词：建筑工程深基坑周边环境动态监测

引言

动态监测，即为通过安装各式传感器、各式监测仪器等，通过系统集成，实时生成监测数据的监测方式。深基坑周边环境（包括建构筑物、管线、道路等等）的安全性直接涉及到社会影响、工程进度等，因此，在开挖深基坑施工过程中，宜对周围环境进行动态监测，第一时间掌握周边环境的动态变化状况，然后结合常规监测数据与动态监测数据进行对比分析，如若周边环境发生变形，应立即采取必要的防护措施，以保证深基坑开挖过程中周边环境的安全。

1建筑工程深基坑周边环境动态监测的重要意义

建筑工程深基坑周边环境的动态监测技术的重要性在于它为工程的安全、稳定、高效施工和周边环境保护提供了关键的技术支撑，对于确保工程顺利进行和最终取得成功具有不可替代的作用。

一是安全保障。深基坑施工涉及到大量土方开挖和支护结构的设置，因而存在地质灾害、土体变形等潜在风险。通过动态监测技术，能够实时、全面地了解深基坑周边环境在施工和使用阶段的变形情况，为提前预警和采取安全措施提供依据，从而保障周边建筑物、地下管线以及人员的安全。

二是结构稳定性评估。深基坑周边环境的稳定性对整个工程的安全性和可持续性至关重要。通过动态监测，可以实时获取周边环境的变形数据，为对周边环境稳定性的评估提供科学依据。及时发现并处理周边环境变形的问题，有助于减轻可能的周边环境损伤风险。

三是施工效率提升。动态监测技术可以在深基坑施工的实时过程中提供数据支持，帮助工程人员更好地掌握工程进展情况。通过及时了解周边环境的变形情况，可对施工进程进行调整和优化，提高施工效率，减少因周边环境变形引起的不必要停工和调整。

四是减少环境影响。深基坑工程可能对周边环境造成一定的影响，如振动。通过动态监测，可以实时监测施工对周边环境的影响，及时采取保护措施，最大程度地减少对周边环境的不良影响，保护周边环境安全。

五是科学决策。动态监测数据为工程决策提供科学依据。工程管理者和设计人员可以通过实时数据了解深基坑工程对外部的影响程度及状况，进行科学决策和调整，确保工程按照预期进行，并随时做好应对可能变化的准备。

2建筑工程深基坑周边环境的动态监测

本文案例建筑工程属于是城区商业办公楼，建筑物的层数设计为27层，基坑南侧为一条地铁线路及其站台，西侧为另一条地铁线路及其站台，场地临道路两侧为地铁轨道交通保护区域，且道路两侧均分布有市政管网。

本案例主要描述基坑南侧地铁线路的动态监测，主要监测方法为采用全自动测量机器人进行动态监测。

2.1测点布置

地铁线路车站站线共布设19个断面，间隔5米，每个断面各布设3个三维变形监测点：分别位于隧道底板道床（2点）、隧道结构侧墙（1点）。

2.2监测方法

2.2.1基准点设置

本项目每条隧道布设12个基准点，分别分布在总体影响区域两端（总体施工影响范围外），每端6个，每个基准点应布设在不同环数管片上，同侧基准点间隔约10m。隧道动态监测基准网与运营监测点坐标建立联系。

2.2.2基准点竖直方向稳定性检核

基准点竖向稳定性检核采用水准测量（二等）的方法进行。首先在施工影响范围区之外、稳定的区域选择3个运营监测点与3个控制网基准检核点一同作为高程检核起算点；然后与断面基准点进行联测形成一条闭合的水准路线，进而推算出其他基准点的高程值，联测不少于3次，取平均值作为其最终的高程值。

2.2.3基准点水平方向稳定性检核

基准点水平方向稳定性检核起算点采用选择在监测范围外的车站端头，采用稳定的4个运营监测点及4个控制网基准检核点作为检核起算点。在工作基点位置额外布设一个棱镜，棱镜面朝向检核点。观测校核点与复测点、复测点与基准点之间相对距离和夹角，定期复测距离和角度。通过与初始距离、夹角的比较判定复核点、工作基点稳定性。

2.2.4日常监测

通过常规的平面、高程控制网测量方法，在隧道内建立坐标系统，确定各基准点（与测站通视的强制对中棱镜）的平面坐标和高程，作为监测的坐标系统。

在测站安置好仪器及通讯模块，并确保与远程计算机通讯正常后，在监测软件的控制下，采用测站坐标，隧道前进方向为北方向，建立统一的坐标系统，然后对基准点、监测点（均为与测站通视的强制对中棱镜）进行学习测量并将各点的角度、距离记录到数据库中，作为进行监测所必须的自动定位数据。

学习完成后，按照既定的观测测回数对基准点进行3次测量，取其平均值作为系统中的基准点原始数据。在系统设置好基准点原始数据后，按照既定的观测测回数对基准点、监测点进行3次测量，根据基准点原始数据对测站坐标进行平差，当平差结果均满足规范要求，取各监测点的平均值作为其初始值。

通过动态监测软件及CDMA控制及通讯模块，设置基准点的联测方案及每台仪器监测的变形监测点，按照既定的观测测回数，按先控制再散点的原则现场进行学习监测，学习后设置监测时间间隔及各点的观测顺序，由动态监测软件及CDMA控制及通讯模块自动完成常规监测。

动态监测采用全站仪自由设站原理进行监测。测站点观测已知基准点的方向和距离，通过后方交会计算出该测站仪器中心的坐标，再通过极坐标法观测并推算出监测点的坐标。

结合监测仪器所收集到的数据与基坑传统监测数据进行对比分析，不难发现，自基坑开挖作业开始，围护结构背侧的土层的应力就已经开始释放，随着基坑开挖深度的不断加深，钻孔桩顶部水平方向的位移随之增大，同时导致地铁隧道动态监测数据有少量变形趋势。经监测数据及时反馈，施工单位及时加密支撑、加快施工进度，钻孔桩的水平位移量随之开始减缓，同时地铁隧道动态监测数据变形趋势也逐步平缓，最终地铁隧道变形未超过2毫米。

结束语

在建筑工程中，深基坑周边环境的动态监测技术无疑是保障工程安全、提高施工效率、减少环境影响的重要手段。通过对深基坑周边环境的实时监测，我们能够更全面、准确地了解工程施工和使用阶段的各种变形和影响因素，及时做出科学决策，保障工程的安全稳定运行。动态监测技术的应用，不仅提供了对周边环境的精准测量，更为我们揭示了深基坑周边环境在不同施工阶段和工况下的动态特性。建筑工程深基坑周边环境的动态监测技术将继续迎来创新和发展，以实现对工程的更全面、更及时的监测。

参考文献：

[1]齐朋,张宇奇,王宁.深基坑围护结构横向位移监测和数值模拟分析[J].中外公路,2022,42(01):38-42.

[2]城市轨道交通工程监测技术规范GB50911-2013

[3]城市轨道交通工程测量规范GB50308-2017