深基坑变形监测技术应用与探究

滕征东

文章编号：2095-6835（2016）17-0154-01

摘 要：随着国内建筑技术水平的提升，以城市地铁、地下商贸中心等为代表的大型深基坑开挖工程逐步增多。为了确保施工安全，有必要加强对深基坑的三维动态监测。从深基坑水平与垂直位移、深层土体测斜与地下水位监测等入手，探索和分析了深基坑监测的主要内容和对象，并从工程实践的角度提出了优化深基坑监测的相关建议。

关键词：变形监测；大型深基坑；地下水位监测；土质条件

中图分类号：TU196.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.154

市政大型深基坑建设是一项错综复杂的系统性工程，由于受周边环境、土质条件和开挖工艺等因素的影响，需周期性地精确测定其变形参量，以达到精确掌握深基坑变形状况、科学预测形变规律和发展趋势的目的，从而确保相关工程的施工安全，避免基坑坍塌、周边建筑物裂缝等现象的发生。

1 基坑监测的现状

在基坑开挖建设周期内，采用一定的测量仪器和手段采集基坑支护结构、地下水位和周边建筑的相关数据的过程为基坑监测。深基坑施工为一级安全等级，依照《建筑基坑工程监测技术规范》的相关技术指标，其水平位移测量中误差小于1.5 mm，垂直位移测量中误差小于0.5 mm，数据采集的中误差小于等于1/10的形变允许值。

从影响深基坑形变的因素分析，主要包含支护类型、参数结构、工程开挖深度、地表荷载、施工方式、周边环境、深基坑所在的水文地质环境等。当前部分基坑在开挖建设期间的监测中存在未采用第三方监测机构，而是由施工单位自行承担监测任务的情况，因此，受施工单位技术条件和仪器配置的限制，难以探测到相应的基坑安全隐患，甚至出现了因过度关注施工进度而忽视基坑监测的问题。

2 深基坑监测的主要内容

从深基坑开挖所造成的形变影响分析，其监测的主要内容即为深基坑支护结构的水平和垂直位移、周边建筑物的沉降和裂隙监测、土体深层位移测定和地下水位监测等。

2.1 支护水平位移监测

按照基坑类型划分，其监测方式有所不同，通常会对特定方向监测点多采用小角法监测，测量原理和测定要素较为简单；对于分布方向较为随机的监测点，多采用全站仪极坐标法、前方或侧方交会的方式测定角度和距离，进而解算周期性瞬时坐标，其计算公式为：

. （1）

2.2 支护垂直位移监测

对于坝体等线性对象，多采用液体静力水准的方式进行点位垂直位移监测，但对于大型基坑工程而言，因基坑监测点位数量多、采集路线相对较长，因此，开展液体静力测量的难度较大。在实际工作中，常利用高精度水准仪，配合铟钢瓦尺，按照二等水准进行监测点高程数据的精确采集，技术指标如表1所示。同时，为了测定基坑回弹的影响，应在基坑底部设置一定的回弹监测点。

2.3 深层土体位移监测

在基坑开挖前7 d，埋设测斜管并采用砂石填充缝隙，确保测斜管与土体接触密实，以测斜管底部为假定不动点，即观测零点，采集测斜管壁相对于底端零点的位移参量，进而分析基坑周边支护结构与土体的变形情况。一般报警值为连续3 d的变化速率大于3 mm，基坑围护最大位移量为50 mm。

2.4 地下水与裂隙监测

基坑的地下水位监测多采用水位计开展，其精度大于10 mm，水位观测井应客观反映基坑内、外部地下水位的实际高度；裂隙监测是对基坑支护、地表与周边建筑所表现出的数量、分布、大小、深度与走向等方面的情况进行客观的统计，多采用平行线标记、石膏板粘贴的方式配合千分尺测定，并加强了相应的现场巡查。

3 监测数据分析和相关建议

在大型深基坑监测中，为了保证一定的测量精度，多采用0.5 s级高精度全站仪按照测回法进行数据采集。在深基坑监测数据的处理过程中，针对采集到的水平与垂直位移、土体测斜等相关数据，多采用Excel电子表格按照测定时间、单次变量和累积变化量的形式进行数值统计，并生成S（变化总量）-T（时间）曲线图，形象、直观地展现基坑监测点的变形情况。对于变形数据的数值分析，可利用BP神经网络、回归分析或GM（1，1）灰色系统等对相关数据进行数学建模，求解变形序列函数，科学预测监测对象的变形趋势。

根据基坑监测的系统性特点，应在其实施之前制订详细的监测方案，对监测数据的采集方法、周期频率、报警设定和成果精度等进行规范明确；注重变形监测的实际特征，针对雨季、施工开挖期等特定阶段提高数据采集的频率，并及时进行数据处理，提供至建设单位以供科学分析；在监测过程中，应按照“三定”原则监测，即固定观测人员与仪器、固定观测路线与方法、固定观测气象条件，从容减小系统观测误差的影响，提高数据观测的精度。

4 结束语

对于深基坑施工与开挖形成期的变形监测，除了应提升相应的坡顶水平、垂直位移监测水平、深层土体位移采集水平外，还应加大对基坑边坡荷载变化、地下水位和周边建筑沉降裂隙的巡查力度，并根据基坑建设期间存在的问题，对局部区域加密观测，适当缩短观测周期，并及时提交数据分析成果，提升数据处理的质量。这对提升深基坑监测预警，确保工程建设的安全性有重要的理论和经济价值。

参考文献

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[2]顾春辉.浅谈深基坑变形控制研究进展[J].城市建筑，2013（22）.

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〔编辑：张思楠〕