基坑監(jiān)測在深基坑工程中的應用

河南工業(yè)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(fā)展，主要體現在基坑工程規(guī)模更大、組合使用的支護方式更多等。同時，由于周邊開挖環(huán)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(jiān)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(jiān)測的發(fā)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(fā)展，基坑監(jiān)測是伴隨著深基坑工程不斷壯大的發(fā)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(jiān)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(qū)有軟土土質的深基坑運用了監(jiān)測設備，在施工過程中進行了較為系統(tǒng)的基坑監(jiān)測，這是較早的基坑開挖運用監(jiān)測技術進行指導施工的實例。隨著經濟、技術、科學的發(fā)展，20世紀90年代出現了現場監(jiān)測、數據分析、信息反饋的信息化施工的概念，基坑監(jiān)測在基坑工程設計、施工中發(fā)揮了更重要的作用。

二、基坑監(jiān)測的應用現狀

國內自20世紀80年代監(jiān)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(jiān)測。主要表現在以下幾個方面。

1.監(jiān)測儀器多樣化，包括機測式、電測式監(jiān)測設備。目前常用的監(jiān)測設備有：監(jiān)測支護結構位移的經緯儀、水準儀、測斜儀、裂縫監(jiān)測儀、分層沉降儀，監(jiān)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(jiān)測儀器的精密度更高，伴隨著監(jiān)測數據測量儀器的發(fā)展，相應的數據處理軟件也不斷更新。

2.監(jiān)測技術理論不斷發(fā)展，國內對工程數據及監(jiān)測理論進行不斷的探索研究，取得了大量的有關監(jiān)測技術的成果。例如胡友健（2001）建立監(jiān)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(jiān)測，該方法高效準確；姚黔貴（2005）提出城市深基坑工程對監(jiān)測信息進行動態(tài)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(fā)展方向是進行信息化施工并建立完善的險情預警系統(tǒng)。

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

三、基坑監(jiān)測的作用

基坑監(jiān)測作為信息化施工的基礎條件，其作用是通過在監(jiān)測點監(jiān)測基坑開挖過程，獲得支護結構和基坑周邊環(huán)境的監(jiān)測數據，分析其變形、內力、穩(wěn)定性狀態(tài)，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(jiān)測支護結構的變形、內力發(fā)展，掌握支護結構的穩(wěn)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(fā)現修正，完善的支護結構監(jiān)測能夠可靠的指導支護結構的設計和施工。

2.確保周圍環(huán)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(huán)境，需要制定完善的周圍環(huán)境監(jiān)測控制網，保證業(yè)主和社會的利益。

3.完善監(jiān)測技術，通過收集監(jiān)測數據，進行監(jiān)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(fā)展。

四、基坑監(jiān)測的內容

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

1.支護結構體系監(jiān)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(jiān)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(jiān)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(wěn)定性和降水效果的跟蹤，及時發(fā)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(wěn)定性。

3.周圍環(huán)境監(jiān)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(huán)境的安全監(jiān)測，保證基坑開挖不影響周邊設施的安全和周邊社區(qū)單位的正常運行工作。

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

五、結論

本文，筆者對基坑監(jiān)測的發(fā)展現狀和監(jiān)測內容進行了敘述及分析。在當今深基坑工程不斷發(fā)展的情況下，工程監(jiān)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(fā)展。