建筑基坑监测中位移监测技术的应用研究

张彬彬 林 超 陈建明

（1.福建省建研工程检测有限公司，福建 福州 350000；2.福建省建筑工程质量检测中心有限公司，福建 福州 350002）

随着国内经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，城市化进程迅猛，人均占有面积越来越少，许多城市不得不建更多的高层建筑。建设高层建筑物需要进行基坑开挖工作，但由于周边建筑物和管道较多，增加了施工难度。在建设场地开挖过程中，不可避免地会影响基坑周边的建筑物和管道，甚至危及周边建筑物的安全。为此，必须高度重视基坑监测工作，减少基坑建设对周边环境的不利影响。基坑建设工作具有特殊性，一旦出现问题，将导致基坑塌方。为防止这种情况发生，在基坑建设过程中，工作人员应积极运用位移监测技术，保证基坑建设的精密性和准确性。

1 基坑位移监测技术设备的发展情况

许多国家在进行基坑建设时，往往应用位移监测技术，并配合选用各种监测设备对基坑的实际情况进行监测。近年来，监测设备的精密程度越来越高，其测量数据可按毫计算，既可用于监测地下位移，又可用于较深基坑位移监测。但我国的位移监测技术设备水平与发达国家相比还有一定差距，其监测设备主要依赖进口。尽管我国也在积极研发相关的监测设备，但与国外进口设备相比，我国研发的监测设备价格低廉、稳定性差、精度还存在一定差距。

2 基坑位移监测技术的类型及工作要求

根据实际监测经验，在进行建筑基坑监测工作中，合理应用位移监测技术可以提高监测数据的准确性，有效地应对监测基坑建设过程中出现的位移问题。其中，基坑水平位移监测技术主要有两种：一是水平位移监测，它能有效地监测水平方向的位移量和位移速度，了解其变形规律。二是深层水平位移监测，它能有效地监测深层土体侧向的位移量和位移速度，了解其变形规律。基坑竖向位移监测技术主要有两种：一是竖向位移监测，它能有效地监测垂直方向的位移量和位移速度，了解其变形规律。二是分层竖向位移监测，它能有效地监测分层土体竖向的位移量和位移速度，了解其变形规律。从上述四项监测技术中获得的数据，可以更好地指导基坑建设工作，提前预判基坑侧壁的稳定性，从而选择合理的基坑开挖方案，提高基坑施工的安全性和稳定性。

在应用基坑位移监测技术监测基坑位移情况前，工作人员应提前勘察基坑建设场地的周边环境，确保基坑建设环境的安全符合建设标准，在监测过程中及时记录相关数据资料。基坑位移监测工作中一旦出现支护漏洞，必须加大位移监测力度，深入研究产生问题的原因，制定合理的解决方案，提前预判可能出现的问题，不断完善准备和预防工作。另外，在监测基坑位移情况时，若发现测得的数据超过警戒数值，则必须提高警惕，立即停止基坑建设工作，将实际施工情况上报给有关部门，申请解决方案。如果在监测过程中发现位移严重，那么，施工人员是无法解决这一问题的，必须聘请专业技术人员进行实地勘察，及时查找问题的根源，制定科学合理的处理方案。建筑基坑位移的监测实际上也是为了检查基坑支护的应用情况。因此，工作人员不可放松警惕，不能将过重物品堆放在支护位置，保证支护具有较强的负荷能力，从而提高工程建设的安全性。

3 基坑监测工作特点

3.1 对时效性要求较高

通过对基坑监测工作特点的深入分析和研究，可以看出基坑监测工作至关重要，无论是基层工程建设，还是地下工程建设，都需要基坑监测工作，获取相应的数据资料，得到的数据资料变动性较大。因此，加大基坑监测力度、增加监测次数，就能全面监测测量模型数据的变化。在监测过程中，必须遵循不遗漏任何变化时刻的标准，做到实时监测。在开展基坑监测工作期间，必须深入分析建筑基坑工程的安全等级，了解基坑建设的实际要求，分析、研究地下建设过程中的具体施工要求，勘察周边工作环境，及时发现影响基坑建设的各种问题。总之，基坑监测对时效性的要求非常高，必须实时进行测量工作，在一些基坑位移变化的关键时段，工作人员必须增加监测次数。尤其是有些基坑建设工程的周边环境比较特殊，需要实时监测周边环境的变化，如果在实际监测工作中环境变化不大，可适当降低监测频率。但每个建筑基坑工程的等级都不同，对基坑监测工作的要求也大不相同。在监测一级建筑的基坑变化情况时，应提高监测频率；监测三级建筑的基坑变化情况时，可适当减少监测次数。

3.2 对监测数据的精度要求高

施工场地环境时常发生变化，所以，基坑也会产生相应的变化，必须仔细观察基坑变化的规律，发现基坑的变化特点。正因如此，基坑监测工作的难度较大，对监测数据的精度要求也比较高。在监测建筑基坑的变化情况时，应摒弃低端的监测设备和传统的监测方案，以便有效、精准地测量基坑变化数值。现阶段，建筑基坑监测工作仍存在监测精度不高的问题，一些监测部门仍然使用普通的测量仪器设备，造成数据资料的误差较大。因此，监测基坑位移变化情况时，必须使用精度较高的新型仪器设备。

4 基坑位移监测技术的应用

4.1 水平位移监测

在应用位移监测技术监测水平位移情况时，必须采用全站仪，利用坐标数据进行监测活动，提高监测数据的精度。例如，工作人员可以利用坐标法实时监测埋设在支护结构中的元件水平位移变化情况，在观察和监测时，通过坐标数值了解各监测位置的数据资料。监测工作结束后，将初始数据资料与最新取得的监测数据资料进行比较，就可得到坐标数据差值，将两个数据相比获得的最终数据被称为累计水平位移数值。利用位移监测技术查看基坑水平位移的变化情况，通过坐标的变化分析、研究基坑变化的频率，具有较高的时效性和精度，可应用于建筑基坑建设工作中。水平位移监测的方法比较简单，操作比较容易，工作人员可利用数据公式获得所需的数据资料。

4.2 垂直位移监测

应用位移监测技术监测垂直位移情况时，必须使用水准仪，以保证监测的整体线路处于闭合状态。监测过程中，要想及时了解垂直位移的具体变化情况，必须定期进行监测，将多次监测所得的高程数据完整记录下来，将建筑基坑开挖前的原始数据与所获得的数据一一进行比较，最终计算得到的高程数据差就是监测点的垂直位移数值。该监测技术能有效地监测垂直位移的变化，数据较为准确，计算公式和操作简便，可用于建筑基坑监测。

4.3 深层水平位移监测

应用位移监测技术监测深层水平位移情况时，必须使用合适的测斜仪，测斜仪系统主要由读数仪、线缆、探头传感器、埋设在围护墙中或周边土体中的专用测斜管组成。测斜管内侧有方向相互垂直的导槽，一般设定垂直于坡线走向的方向为A0-A180，设定平行于坡线走向的方向为B0-B180。监测时，传感器可逐段测量得到倾角变化，根据传感器的长度和倾角变化，可得出该深度的相对水平位移，每次与基准数据进行比较，可求出任一深度的累计水平位移量。当测斜管的埋设深度足够时，可视为管底是不动的，而当不能保证测斜管底部不动，需要得到其水平位移时，必须以测斜管顶部为基准点，使用全站仪测出测斜管顶部的绝对水平位移，由测斜管顶部向下推算各深度的水平位移。

4.4 分层沉降监测

应用位移监测技术监测分层沉降情况时，必须使用合适的沉降仪，测量系统由电磁式沉降仪、沉降管和沉降环组成并进行监测。电磁式沉降仪的工作原理是在探测器内部安装一个电磁振荡线圈，当探测器在沉降管内移动时，探测器内的振荡线圈一旦靠近埋设于土体内的沉降环，探测器便发出蜂鸣信号，根据发出蜂鸣信号时测尺上的读数，即可确定沉降环相对沉降管口的具体深度位置。每次监测时需用水准仪测出沉降管的孔口高程，根据沉降环到沉降管孔口的距离，即可换算出该沉降环的高程，测点的沉降量就等于沉降环初测时的高程减去此时沉降环的高程，这样就能由其所在位置深度的变化计算出地层不同标高处的沉降变化情况，得到不同深度不同时期土体的分层压缩量。

5 结语

在基坑建设过程中，应高度重视基坑监测工作，特别是对位移的测量。工作人员必须积极运用位移测量技术，选择合理的位移监测方案，使用精度较高的测量仪器，提高监测数据的准确性和工程建设的安全性。