基坑監測技術在基坑開挖中的應用

仇錦，李斐，武華寶，車華橋

（1.山東中煙工業有限責任公司濟南卷煙廠，濟南250104；2.濟南市清源水務集團有限公司，濟南 250014；3.山東農業工程學院，濟南 250100；4.山東省公路技師學院，濟南 250100）

基坑監測技術在基坑開挖中的應用

仇錦1，李斐2，武華寶3，車華橋4

（1.山東中煙工業有限責任公司濟南卷煙廠，濟南250104；2.濟南市清源水務集團有限公司，濟南 250014；3.山東農業工程學院，濟南 250100；4.山東省公路技師學院，濟南 250100）

在基坑支護特別是深基坑支護工程中，基坑監測是特別重要的工作，通過對基坑從開挖到最后回填整個過程的監測，可以了解基坑支護體系的受力和變形過程，同時又能掌握外界條件的變化對基坑的影響；本文以濟南某工程為例，建立具體的監測方案，并對監測數據進行分析與評價，實時掌握基坑的變形及內力的變化，進而確保基坑的安全狀態以便更好的指導基坑工程施工。

基坑監測；數據分析；基坑開挖；施工

1.基坑監測的重要性

基坑監測是指在施工及其使用期限內，對建筑基坑以及周邊的環境實施的安全檢查和監控工作，由于地下土體性質、荷載條件等因素的不確定性，在施工前必須做好系統、精確的監測工作，根據現場監測動態信息，對工程項目做出反饋性指導，并且通過監測數據實時反映基坑的施工強度，為控制施工成本提供可靠依據[1]，同時，通過基坑監測有助于施工人員了解地下管線、地下土層、地下設施和地面建筑等所受的影響和程度，及時發現可能發生的危險并采取應急措施。

2.工程概況

本工程位于市中區政府緯二路大院內，擬建建筑物東臨站前街，南側為經二路，北靠昇平街。本基坑東西長約85m、南北寬約57m，基坑采用樁錨支護，基坑深度16.0-17.50m，基坑等級為一級。其建筑物性質見表1。

場區第四系地貌單元屬于山前傾斜平原的下部，地形平坦，場地原有建筑物已拆除，上部覆蓋少量建筑垃圾，周邊多為高層建筑物；場地第四系地層主要為山前沖洪積成因的粘性土及碎石土，下伏中生代燕山期輝長巖，現場地自然地面標高為33.87～34.45米，地下水類型為第四系孔隙潛水，勘探期間測得靜止水位埋深7.05～8.00米。

3．基坑支護方案

本基坑工程擬采用排樁支護結構形式，通過高壓旋噴帷幕截水，大口徑管井降水進行地下水控制，通過對基坑坡頂水平位移和沉降、深層水平位移、周邊環境變形、地下水位等監測，為信息化施工和優化設計提供依據，確保基坑支護結構安全及保護周邊環境[2]，本工程分為6個剖面：1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6，剖面基坑支護剖面圖見圖1-6。

表1 工程項目基本信息

圖1 1-1

圖2 2-2

圖3 3-3

圖4 4-4

圖5 5-5

圖6 6-6

4.基坑監測項目及方法

基坑工程現場監測采用儀器監測與巡視檢查相結合的方法。針對監測對象的關鍵部位，做到重點觀測、項目配套并形成有效的、完整的監測系統。依據規范及要求針對樁頂水平和垂直位移、周邊建筑物沉降、周邊管線沉降、樁體深層水平位移、錨索內力、坑外地下水位、地表沉降、周邊道路沉降進行監測[3]，監測點布置見圖7。

圖7 監測點布置平面圖

5.監測報警值及結果分析

基坑及支護結構監測報警值和建筑基坑工程周邊環境監測報警值[4]分別見表2、表3：

表2 基坑及支護結構監測報警值

注：1.h為基坑設計開挖深度，f1為荷載設計值，f2為構件承載能力設計值；2.累計值取絕對值和相對基坑深度（h）控制值兩者的小值；3.當監測項目的變化速率達到表中規定值或連續3d超過該值的70%，應報警。

表3 建筑基坑工程周邊環境監測報警值

注：建筑整體傾斜度累計值達到2/1000或傾斜速率連續3d大于0.001H/d(H為建筑承重結構高度)時應報警。

監測結果分析:

（1）樁頂豎向位移

樁頂豎向位移總體呈現下降趨勢，說明發生微小的沉降變形，總體變化量較小，數據穩定。相比之下，ZD5點（北側東段）處變化稍大，截止2014年3月14日，最大累計變化量為-8.30mm。所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內，施工過程中沒有發生較大的坡頂豎向位移。從開挖至基坑回填完畢，坡頂豎向位移累計值基本比較穩定。

（2）樁頂水平位移

坡頂水平位移總體呈現上升趨勢，說明發生向坑內方向有微小的側移，總體變化量較小，數據穩定。截止2014年3月14日，最大累計變化量為26.28mm（西側南段 ZD18）。所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內，施工過程中沒有發生較大的坡頂水平位移。

（3）道路沉降

道路位移總體呈現上升趨勢，說明道路發生向下發生微小的側移，總體變化量較小，數據穩定。截止2014年3月14日，最大累計變化量為8.15mm（DL4）。所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內，施工過程中道路沒有發生較大的沉降。從開挖至基坑回填完畢，坡頂水平位移累計值數據基本穩定

（4）管線沉降

管線沉降曲線總體呈現下降趨勢，總體變化量較小，數據基本穩定。截止2014年3月14日，最大累計變化量為12.70mm （GX5）。所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內，施工過程中沒有發生較大的管線沉降突變點。

（5）周邊地表沉降

周邊地表沉降呈現下降趨勢，總體變化量較小，數據較穩定。截止2014年3月14日，基坑北側一組地表沉降點累計變化最大，其中 DB1為6.74mm，DB2為9.20mm，DB3為6.86mm，DB4為8.43mm。所有觀測點的累計值都小于預警值，在控制范圍內。

（6）周邊建筑物沉降

周邊建筑物沉降呈現下降趨勢，總體變化量較小，數據較穩定。截止2014年3月14日，在 J16點處達到最大值，為9.27mm。 從開挖至基坑回填完畢，所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內，周邊建筑物沉降累計值變化較穩定。

（7）地下水位

地下水位呈現下降趨勢，總體變化量較小，數據基本穩定。截止2014年3月14日，在西北角SW1最大累計變化量為2.49m，從開挖至基坑回填完畢，所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內，施工過程中地下水位未出現突變，數據變化較穩定。

（8）排樁內力

排樁內力呈現上升之勢，截止到2014年4月18日，南側最大累計變化量為36.686KN。所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內。以南側16m處的排樁內力數據進行分析，得下圖，可見從開挖至基坑回填完畢，排樁內力逐漸增大，然后趨于穩定。

（9）錨索內力

錨索內力先下降，再上升，然后趨于一個定值，原因在于錨索在施加預應力的初期會有部分預應力的損失，后期為控制基坑的變形內力將不斷增大，最后趨于一個恒定值。截止2014年4月18日，最大累計變化量發生在MS8-3處72.042KN。從開挖至基坑回填完畢，所有觀測點的累計值都小于預警值，都在控制范圍內。

6.結論

從監測的結果來看，目前基坑整體變形控制較好，基坑監測設計與實施比較合理，基坑變形特征及規律明顯，通過對基坑開挖整個過程的變形計受力變化的檢測，結合現場實際情況，得出以下結論：

（1）通過監測隨時掌握土體和支護結構的變化情況，了解臨近建筑物、構筑物的變形情況。

（2）將監測數據與設計預估值進行對比分析，為施工開展提供及時的反饋信息，達到信息化施工的目的。

（3）通過對臨近建筑物、構筑物的監測,驗證基坑開挖方案和環境保護方案的正確性，及時分析出現的問題,為基坑周圍環境安全制定及時、有效的保護措施提供依據。

（4）由于各個場地地質條件、施工工藝和周邊環境不同,基坑設計計算中存在未曾計入的各種復雜因素,通過對現場的監測結果進行分析、研究,將監測結果用于反饋優化設計,為改進設計提供依據。

（5）根據現場巡視檢查及儀器觀測對基坑工作狀態做出分析、判斷，當出現異常或危險狀態時及時預警，防止基坑及周邊建筑發生變形破壞[5]。

[1]蔣宿平.基坑監測技術的研究與應用[C].湖南.中南大學. 2010.

[2]張營.深基坑檢測方法與精度要求研究及其工程應用[C].山東.山東大學.2012.

[3]黃鶴，肖敬東等.基坑監測技術在某建筑工程項目中的應用[J].黑龍江水利科技.2010,38（1）：229-230.

[4]于志成，施文華.深基坑支護設計與施工[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

[5]夏才初，潘國榮等.土木工程監測技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2001.

編輯：馮惟榘

Tu6

：A

：2095-7327（2015）-06-0033-03

仇錦（1987-），女，山東濟南人，碩士研究生，現從事土建工程管理工作。