基坑監測在深基坑工程中的應用

河南工業大學 朱 輝 尹正貴

隨著地下空間在土建工程中的利用程度越來越高，基坑工程蓬勃發展，主要體現在基坑工程規模更大、組合使用的支護方式更多等。同時，由于周邊開挖環境復雜，基坑開挖對周邊建筑、管線道路的影響也較為嚴重，這就要求施工人員采取更多的措施來提高基坑施工的安全性。其中，基坑監測是一種保證基坑安全最實用也是最有效的措施。

一、基坑監測的發展歷程

城市空間利用率不斷提高、高層建筑大量建設促使了深基坑工程的發展，基坑監測是伴隨著深基坑工程不斷壯大的發展而來。20世紀前期城市高層建筑開始涌現，基坑開挖深度和面積不斷增大，同時機械儀器也更加準確實用，人們開始把監測運用到基坑開挖過程當中。20世紀60年代，奧斯陸和墨西哥地區有軟土土質的深基坑運用了監測設備，在施工過程中進行了較為系統的基坑監測，這是較早的基坑開挖運用監測技術進行指導施工的實例。隨著經濟、技術、科學的發展，20世紀90年代出現了現場監測、數據分析、信息反饋的信息化施工的概念，基坑監測在基坑工程設計、施工中發揮了更重要的作用。

二、基坑監測的應用現狀

國內自20世紀80年代監測技術在基坑工程中開始部分運用，經過大量的基坑施工經驗和設計理論研究工作，目前已經取得了長足的進步，大多數深基坑工程采取全方位的基坑監測。主要表現在以下幾個方面。

1.監測儀器多樣化，包括機測式、電測式監測設備。目前常用的監測設備有：監測支護結構位移的經緯儀、水準儀、測斜儀、裂縫監測儀、分層沉降儀，監測內力、壓力的：土壓力盒、頻率儀、鋼筋應力計，測量水位的鋼尺水位計、孔隙水壓力計等。同時監測儀器的精密度更高，伴隨著監測數據測量儀器的發展，相應的數據處理軟件也不斷更新。

2.監測技術理論不斷發展，國內對工程數據及監測理論進行不斷的探索研究，取得了大量的有關監測技術的成果。例如胡友健（2001）建立監測數據庫，預測模型中采用定量指標判別工程支護安全性；袁勇軍（2005）采用測地型GPS 進行基坑基點的監測，該方法高效準確；姚黔貴（2005）提出城市深基坑工程對監測信息進行動態的反饋能夠有效地提高工程施工安全性；任麗芳（2006）提出了深基坑工程發展方向是進行信息化施工并建立完善的險情預警系統。

3.監測廣泛性，通過近20年的發展，監測技術更加完善，我國先后頒布了一些國家規范以及地方規程指導工程的基坑監測，為基坑監測的廣泛運用提供了有利條件。目前基坑監測項目、監測流程比較成熟，能夠合理、經濟的完成監測目標。同時預測技術的快速發展使得基坑開挖安全性及效率得到提高。

三、基坑監測的作用

基坑監測作為信息化施工的基礎條件，其作用是通過在監測點監測基坑開挖過程，獲得支護結構和基坑周邊環境的監測數據，分析其變形、內力、穩定性狀態，及時修正施工方案中的不足并指導下一步的基坑開挖。主要總結如下。

1.保證支護結構的安全有效，通過監測支護結構的變形、內力發展，掌握支護結構的穩定性。由于基坑開挖過程中不可預見性因素較多，對基坑支護設計中的不足要及時發現修正，完善的支護結構監測能夠可靠的指導支護結構的設計和施工。

2.確保周圍環境不受影響，深基坑的影響范圍較廣，有研究表明開挖深度3倍的范圍內都有可能受到影響，對于周圍建筑林立、管線道路密集的開挖環境，需要制定完善的周圍環境監測控制網，保證業主和社會的利益。

3.完善監測技術，通過收集監測數據，進行監測理論的研究，同時為工程建設提供可靠的參考數據，促進基坑工程的健康發展。

四、基坑監測的內容

深基坑監測主要分為支護結構和周圍環境兩大內容，根據監測對象的不同可分為支護結構體系、水土體系、周邊環境3個方面。

1.支護結構體系監測項目包括樁墻的頂部水平位移和沉降、樁墻深度范圍內的水平位移和應力、土釘錨桿的軸力、立柱的沉降和內力、圈梁的水平位移和內力；主要用于設計計算的驗證，修正計算中的偏差，根據監測數據判斷是否達到報警值，指導基坑的下一步開挖。

2.水土體系監測項目包括坑內土體的土壓力和隆起、坑外土體的水平位移及沉降、坑內地下水水位、坑外地下水水位和孔隙水壓力；主要是用于土體穩定性和降水效果的跟蹤，及時發現問題采取必要的措施，保證降水符合設計要求和整個基坑工程的穩定性。

3.周圍環境監測項目包括周圍建筑管線的位移和傾斜裂縫、地下水位、周圍土體的沉降；主要用于周圍環境的安全監測，保證基坑開挖不影響周邊設施的安全和周邊社區單位的正常運行工作。

上述項目是深大基坑開挖進行監測時需要考慮到的項目，對于基坑規模較小、土層土質較好、周邊環境不太復雜的基坑工程，可以根據具體基坑特點，針對穩定性不高的區域重點監測，達到安全、合理、經濟、便捷施工的工程監測目的。

五、結論

本文，筆者對基坑監測的發展現狀和監測內容進行了敘述及分析。在當今深基坑工程不斷發展的情況下，工程監測以其技術成熟、投入較小、廣泛性的特點在工程施工中起到了重要作用，保證了基坑工程的安全性、經濟性，促進了基坑工程的發展。