深基坑施工中基坑監測技術的應用

張 立 甲

(山西二建集團有限公司,山西 太原 030013)

0 引言

改革開放以來，國家經濟水平得到平穩提升，城市化進程也隨之不斷加快，土地成為經濟發展中的重要因素，因此基坑建設符合經濟發展的需要，為經濟發展提供更多可利用土地空間，但是基坑深度加大，規模擴大，安全問題也隨之不斷滋生，相關人員應對此實際情況進行重視。基坑建設水平的提升為諸多工程項目提供可能性，例如地下商場等，有利于此類工程項目水平的提升，但是此過程應對基坑監測環節認真對待，是因為基坑監測水平直接關乎工程安全水平，高水平完成基坑監測能夠保證基坑建設高質量、安全的完成。基坑監測是一項較為復雜的施工，對于基坑整個建設需要進行把控，例如位移、沉降等諸多問題，是工程安全以及質量的有力保證。

1 基坑監測實施流程

項目包括實地勘查、選點測試、土建施工、設備安裝、軟件調試、數據處理六個階段。具體內容如下：

1)實地勘查：現場實地了解影響區域范圍，確定監測范圍等。

2)選點測試：主要測試衛星收星數量、數據質量、多路徑效應等。

3)土建施工：根據現場情況，修建地面觀測站，并需要做防雷保護。

4)設備安裝：現場安裝防盜柜、避雷針、接收機等。

5)軟件調試：接收機設備與監測平臺的互聯互通及遠程控制。

6)數據處理：數據的接收、存儲、分析、查詢等。

2 常見深基坑監測技術手段

隨著科學技術水平的不斷提升，諸多專業器材產生并應用于施工過程，大大提升工程的施工質量，基坑監測亦是如此。基坑監測具有精準性的特點，對監測部分需要精準監測、精準要求，此現實要求對監測設備提出更高的要求。監測設備的精準度是基坑監測的前提以及基礎，監測人員應對設備進行專業的監測以及調整，保證監測器材處于優良的工作狀態。基坑監測除了利用專業設備以外，還需要利用專業的監測軟件，硬件以及軟件結合，從而獲得監測信息，使基坑監測工作緊跟時代發展。

3 基坑監測內容

1)水平位移監測。

水平位移監測是一種較為具體的施工，根據實際情況來選取具體的監測方式，主要根據標準方向因素。深基坑水平位移檢測依據檢測方向不同，有不同的監測方法。前者一般采用小角度法或者投點法，選用方法范圍相對狹窄，而后者的選取方法范圍則較為廣泛等，例如前交會法以及坐標法等等。對于監測方法來說，較為重要的是GPS監測方法，此方法具有一定的適用范圍，筆者對案例以及數據進行整理得出，此方法對于監測點具有特別要求，與其他方法不同的是，位移監測點處于深基坑項目外部，選擇地點應保證避免積水區域，另一方面，在允許的前提下可以盡量監測若干次，提升監測工作的水平。

2)豎向位移監測。

此位移監測的方法主要有兩種：一是幾何方法，二是液體靜力方法，以下進行簡單說明。監測人員需要對深基坑底部合適選位，利用多種輔助手段完成監測任務，輔助手段涉及較為廣泛，例如幾何方法等等，其他輔助手段主要目的是保證監測工作的質量。對于豎向位移監測工作來說，精準度要求更高，監測各項手段應保證精準無誤，唯有如此才能夠保證方法的有效性。

3)裂縫監測。

對于裂縫監測來說，監測人員應對各個方面的數據信息進行把握，例如數量、深度、寬度等各個影響工程的因素。基坑裂縫對于深基坑工程質量影響極大，因此監測過程應對其進行重視以及關注，使裂縫對深基坑影響處于可控程度中。裂縫各項信息均具有特殊的監測方法，以寬度為例子，監測人員大都利用平行線的方法，然后使用測量器材完成具體任務。對于裂縫內部則采用其他方法，例如超聲波監測法，總之，任何有關深基坑的數據信息獲取均有相對應的方法來完成。

4)土壓力監測。

實際監測過程中，土壓力計是此監測方式的核心部分，主要目地以及作用是對深度完成數據收集。此測量儀器種類較多，但是主要使用以下兩種類型，為埋入式以及接觸式類型，以下對埋入式進行說明。實施監測過程中，需要對壓力膜進行特別注意，保證其時刻處于垂直狀態，然后獲取數據信息。另一方面，在監測實施前，需保證儀器處在良好的工作狀態中。

5)孔隙水壓力監測。

此監測方面為基坑水壓承受范圍的方面，監測基坑是否達到施工方案標準，從此方面提升深基坑安全水平。此監測存在諸多施工可能性，筆者根據多年施工經驗得出，鋼弦式孔隙水壓力計為最優選擇，有利于監測工作的順利進行，且保證工作的質量水平。

6)地下水位監測。

水位是深基坑施工的重要影響因素，對于安全水平存在顯著制約以及阻礙，而利用水位計進行監測工作具有明顯積極作用。監測人員首先需要對典型位置進行標明，然后使用水位計完成監測，此做法有利于充分對水位進行整體把握，保證對地下水的準確認知，在施工方案中進行規避，降低地下水對深基坑項目的影響程度。另一方面，對于水位監測并非一次性工作，而是需要定期進行監測并不斷調整監測地點，從而實現監測工作對精準度要求。

4 基坑監測

根據JGJ 120—2012建筑基坑支護技術規程相關規定，必須進行支護結構的水平位移監測和基坑開挖影響范圍內建(構)筑物、地面的沉降監測。

1)基坑安全等級。

基坑概況：晉能孝義2×35萬kW低熱值煤熱電新建項目煤場及附屬設施建筑安裝工程，卸煤溝基坑長138 m，坑底最寬處19 m，基坑深度13.7 m。地下水位埋深4.0 m～5.4 m，年變幅1.5 m。根據《建筑地基基礎設計規范》《建筑基坑支護技術規程》《建筑邊坡工程技術規范》《地勘報告》確定本工程基坑安全等級為二級。

2)監測目的。

a.為基坑開挖提供科學依據；b.確保基坑在基礎施工期間的安全。

3)監測項目。

地面沉降、水平位移。

4)基坑監測要求及布置。

針對本工程地質水文實際情況，基坑內施工作業時間較長，且要經過一個雨季，因此必須對基坑坡頂進行水平位移及沉降監測。監測點應沿基坑周邊布置，監測點間距不宜大于20 m，關鍵部位監測點應加密且每邊監測點不小于3個。

5)基坑巡視要求。

每天派專人對基坑進行巡視，巡視范圍包括基坑影響范圍內的地面沉降，坑頂位移，基坑坡面是否完好及坑底是否隆起。如發現基坑出現大的滑移及裂縫應立即停工，待問題解決后再繼續施工。

6)監測方法與精度要求。

本方案設計GNSS擬采用18(監測站)+1(基準站)的系統結構，18套監測站設備根據現場布設于監測區內，1套基準點設備布置于影響區外的地質穩定部位，作為監測站數據解算的參考站。以及采用精度不低于DS1級水準儀配合觀測，按測微法施測。

7)監測周期。

a.從基坑開挖直至基坑內建筑物外壁施工至-4.000且土方回填完畢，均應做基坑監測、觀測工作。b.基坑開挖期間，監測不應少于每天一次，直至開挖停止后連續3 d的監測數值穩定。c.當遇到特殊情況時，應立即連續進行監測，直至連續3 d的監測數值穩定。d.當位移速率大于前次監測的位移速率，應進行連續監測。e.在監測數值穩定期間，應根據水平位移穩定值的大小及工程實際情況定期進行監測。f.基坑監測數據、現場巡查結果及時整理和反饋。當開挖時，位移超過預警值應立即停止開挖。本工程預警值為水平位移值大于30 mm，垂直位移值大于30 mm。

8)監測結果處理要求。

監測數據及時分析整理，繪制沉降隨時間變化的關系曲線，并對其發展趨勢做出評價。

5 結語

基坑監測的重要作用在于及時發現基坑建設過程中的問題，根據實際情況制定出合理的解決方法，保證基坑建設的質量，避免因問題的發生造成成本投入增加，安全事故發生等不良情況，監測獲得數據還可以成為方案規劃調整的基礎，促進施工方案朝著科學化、合理化的方向前進。