信息化施工中深基坑工程变形监测的研究

林朱平+郑汉钦+楼瑛+王明资+陈泳滨+李晨鸣

[摘要]二十一世纪以来，伴随着城市化建设步伐的加快和科学技术实力的跨越式发展，基坑工程朝着更大更深的方向发展，由此，对基坑工程的施工安全和监测技术提出了更高的挑战，迫切需要一套更完善的信息化监测体系来指导施工，提高施工过程中的安全性和可靠性。

[关键词]信息化施工；深基坑工程；变形监测

我国深基坑工程监测起步较晚，直到1999年才召开了第一次专门的深基坑研究领域的会议，不仅理论研究相对落后于实践，并且没有丰富的工程实践，而且在施工管理和经验上也很缺乏。

1监测概述

深基坑工程监测是为了确保在基坑施工过程中基坑工程主体和周围环境的安全，通过对基坑本身内部有关结构的位移、内力以及基坑以外的环境保护对象变形参数的监测，验证基坑支护结构设计和基坑开挖施工组织设计的正确性，并对基坑支护体系的稳定性、可靠性和安全性进行预测预报，及时掌握在施工中支护结构的应力和变形以及环境的变化情况，并根据现场实际情况，科学合理地调整施工步骤，从而实现优化设计和信息化施工管理。此外，对基坑进行全面监测，获得大量的数据，为以后同类基坑的设计和施工提供参考，验证基坑的有关理论研究。

2监测内容

基坑监测内容主要由基坑支护结构内力监测、基坑变形监测两大部分组成。基坑支护结构内力监测包括支撑体系应力监测、维护结构应力监测以及主体结构内力监测等，通常使用钢筋应力计、应变计以及频率接受仪等相关仪器进行监测。在详细了解地质情况和基坑的维护设计方案后，选取具有代表性的位置，抓住关键部位，配套设置，以形成有效的监测系统。一般包括围护砖（墙）内力监测；支撑结构内力监测；土压力和孔隙水压力监测。其中的基坑变形监测以获取定量数据的专业仪器测量或专用测试元件监测为主，以现场人工观测为辅，是监测设计的重要组成部分。其监测的主要内容包括桩（墙）顶及周边环境监测；桩（墙）体和深层土体水平位移监测；坑底回弹和土体分层沉降。

3监测频率

基坑监测应贯穿于基坑工程的全部过程，从基坑开挖前的准备工作到基坑工程土方回填完毕，甚至在有特殊要求的情况下需监测至基坑变形稳定或者趋于停止变形为止。在监测过程中，基坑监测的频率并非是一成不变，而是基于工程概况，施工进度、外部环境影响以及当前监测值的稳定程度等影响方面，并结合当地经验综合考虑而进行适时调整。

4监测数据整理与分析

通过对深基坑的实时监测，所获得的大量数据，无法较为直观的反映位移场和应变场的变化情况，必须对所采集的数据进行处理、分析、分类，并编制成图表等形式，使人们更加直接、具体、有效的获取相关信息。在深基坑工程施工过程中，对各项监测数据根据不同的性质进行不同程度的定量、定性分析。以基坑的现有状况，预判可能出现的问题和发展趋势，以达到安全施工的目的，同时为验证和提高深基坑工程的设计理论和施工技术提供重要依据。监测数据的分析与整理虽然是数据的两个不同处理过程，但是二者却又相辅相成，不可分割。在数据整理过程中往往伴随着数据的分析，而数据分析则需要依托数据整理的成果才得以进行。

5监测报警值

监测报警值是为确保基坑工程的安全性而设定的各项监测指标的预估最大值。合理设定的监测报警值应包括基坑工程各监测项目的累计变化量和变化速率值两个控制量，是调整施工步序和优化工程原本设计方案的重要依据，更是工程施工安全的重要保障。然而截止目前，我国尚未颁布有关于建设基坑工程确定监测报警值的相关办法和具体规定，在实际工程中主要参照设计预估值、现行的相关规范和规程的规定值以及当地的经验类比值这三方面的数据。

6动态设计与信息化施工

由于巖土工程中存在复杂性和多变性，以现有的理论基础并不能全面反映出工程施工中各种复杂的变化情况，虽然在基坑的结构设计工程中，最大程度进行了详尽的计算分析，但是设计和施工依然在不同程度存在着脱节现象。在这种情况下，就需要通过综合性的实时监测来反馈现场情况，根据实际情况，科学合理地调整设计参数，优化施工方案，从而实现动态设计和信息化施工管理。

动态设计是指利用相关的现场实测数据，通过数据处理，借助反向分析等研究方法尽可能动态化地推导出模拟岩土体和深基坑结构的相关信息，设计方则基于这些信息，逐步、合理地修改、调整设计参数，优化设计方案，在保证基坑工程安全的重要前提下，降低工程造价的这一过程。动态设计贯穿于基坑工程的全过程，有效利用各阶段所反馈的施工信息，将设计和施工过程密切结合起来，在反复的设计修正和调整中达到完善设计方案，提升设计质量的目的。

7结语

信息化施工是在施工过程中依托从现场实时监测的数据以及前期的各项勘测资料等大量信息，通过数据处理、分析并与前期数据的比对下，对原有的施工方案进行调整，预测后续过程可能出现的新状况，进行施工组织设计再优化，从而起到指导施工方案、保证施工安全，降低工程造价的显著作用。endprint