深基坑開挖邊坡穩定性監測實施技術

王譽陶

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川成都 610072）

0 引言

基坑分為深基坑和淺基坑，深度超過5m的稱為深基坑。目前，我國建筑工程建設以深基坑為主。基坑深度增加，在一定程度上增加了基坑內部的受力，而且現階段城市發展過程中出現了很多高層建筑和超高層建筑，為了滿足這些建筑的建設，基坑的深度也要相應提升，這更增加了深基坑受力變形的風險。所以，在深基坑施工的過程中，要嚴格做好變形監測工作。

1 深基坑開挖支護變形監測技術方法

1.1 靜態變形監測方法

（1）垂直位移監測技術。垂直位移監測技術是深基坑靜態變形監測方法中應用比較廣泛的一種。監測工作人員可以利用三角高程測量、GPS高程測量和液體靜力水準測量等方法，并輔助運用一些專業的測量儀器，如沉降儀等，完成對深基坑變形的監測。三角高程測量法是技術人員使用精密經緯儀和其他設備，遵循數學理論中的幾何三角形原理，精確獲取測量點和監測點之間的高度差，從而判斷深基坑的變形程度。

（2）傾斜監測技術。這種監測方法比較多地應用在小面積深基坑變形監測中。過去，小面積深基坑變形主要用懸吊重錘的方法進行監測，這種方法能夠判斷出深基坑的傾斜程度。在某些深基坑外無法懸掛吊線的情況下，可以采用經緯儀投影、光學垂準和測水平角等方法來判斷其傾斜程度。

（3）水平位移監測技術。在使用水平位移監測方法判斷深基坑的變形時，還要針對深基坑的具體情況分別采用坐標法、視準線法、前后方交會法等，不同的實際情況下，科學地選擇方法會達到更好的效果。比如，如果建筑物呈直線，會根據其橫向使用視準線法來判斷深基坑的形變。

（4）裂縫監測技術。深基坑在施工的過程中，可能由于不同的原因而產生形變，還有可能產生裂縫。在監測裂縫的變化時，技術人員可以在一些典型的裂縫上涂抹觀測標志，標志通常包括金屬標志和石膏標志。金屬標志通常安置在裂縫兩側，并定期測量金屬標志的間隔，以此來確定裂縫的變化情況。石膏標志一般使用在裂縫的兩端，待石膏凝固后，用顏色明顯的漆料將兩端石膏連在一起，在其中噴涂一條直線，如果監測的對象裂縫發生變化，石膏就會開裂，漆料的寬度就能比較準確地反映裂縫的變化趨勢[1]。

1.2 動態變形監測

常用的風振變形監測有以下幾種方法：

（1）激光位移計自動測量法。監測人員可以利用這種方法將位移信號轉變成光波信號，通過對光波信號的獲取，監測人員可以通過波形的返回數值確定形變程度。

（2）GPS差分載波相位法。監測人員需要兩臺GPS機來使用這種方法進行測量，其中一臺用來發射信號，應將其安置在樓頂，另一臺用來接收信號，通常將其安置在一定距離之外的基站中。這兩臺GPS機需要保持在15min內不間斷地記錄數據，再將數據用專門的軟件進行處理，計算出深基坑的位移。

2 工程概況

某建筑為26層框架剪力墻結構，設置一層地下室，采用管樁基礎。基坑面積9800m2，周長390m，場地+0.00標高相當于11.20m（羅零標高，余同），場地整平標高11.50m，場地現狀地面標高一般在10.50m，基坑開挖深度為6.40～7.00m，為深基坑。基坑東側為規劃路（現為空地）；基坑南側為國稅建設用地（現為空地）；基坑西側為空地；基坑北側現為市政道路，人行道下已敷設有市政供水、電力管道[2]。

2.1 地質情況

基坑開挖深度范圍內主要土層如下：①素填土：松散，飽和，厚約3.69m；②淤泥質土：軟塑，飽和，厚約3.39m；③中砂：飽和，稍密，厚約3.77m；④礫砂：飽和，稍密，厚約5.69m；⑤中砂：飽和，中密，厚約4.67m。

2.2 基坑支護結構

根據基坑場地的地質水文條件，設計主要采用放坡+單排SMW工法樁+一道環梁支撐進行支護。基坑采用的三軸攪拌樁截面直徑為φ850mm，每根樁長15m，樁間距6m，內插長15m的HN700mm×300mm×13mm×24mm型鋼，插一跳一。內支撐采用C30圓環混凝土支撐，支撐系統面標高為10.0m，冠梁GL：1.2m×0.8m、環梁ZC1：2.0m×0.8m、支撐梁ZC2：0.7m×0.8m。

根據設計單位的設計圖紙，基坑工程北側安全等級設計為一級，其余三側安全等級設計為二級，基坑正常設計使用期限為1年。

按照《建筑基坑工程監測技術規范（GB 50497—2009）》規定，開挖深度超過5m或開挖深度雖未超過5m但現場地質情況和周圍環境較復雜的基坑工程均應實施基坑工程監測。因此，建設方委托具備相應資質的監測單位對基坑支護工程實施現場監測[3]。

3 深基坑開挖支護現場檢測

3.1 基坑坡頂水平位移監測

在基坑開挖前，根據設計圖紙，在基坑四周坡頂埋設水平位移監測點，澆筑混凝土墩并埋設專用測量釘，共埋設19個點。監測點周邊采用砌磚進行維護。基坑坡頂水平位移視現場實際情況采用視準線法、小角度法等方法進行監測。

3.2 坡頂沉降位移監測

在位移監測前，在基坑四周坡頂埋設沉降位移監測點，澆筑混凝土墩并埋設專用測量釘，如圖1所示。

圖1 坡頂沉降位移監測點

整個基坑周邊共布置19個點，采用砌磚進行維護。位移監測時根據預先埋設的基準點進行。

3.3 深層土體水平位移監測（測斜管）

在基坑開挖前，根據設計圖紙要求，在基坑開挖邊界線1m左右埋設測點，采用鉆孔法埋設19根測斜管（PVC管），管徑70mm。測斜管每根長度18m，管與孔壁之間用細砂填充密實，管頂管底加蓋，防止雜物進入，管頂高出地面20～30cm。在測斜管旁邊用砌磚維護。深層土體水平位移用測斜儀進行測試，步長0.5m，倒序測讀，每次監測均測讀2次（正向與反向），以減小監測誤差[4]。

3.4 冠梁及支撐梁內力監測

冠梁及支撐梁施工時，根據設計圖紙要求，在冠梁及支撐梁上布置12個應力監測點。冠梁及支撐梁鋼筋加工安裝好后，在鋼筋籠上下位置對稱埋設應力計，應力計綁扎在鋼筋上，應力計纜線外穿細塑料管，安置于兩根鋼筋之間，并用綁扎線固定。

鋼筋應力計在基坑監測中主要用來測量圍護結構的彎矩，結構一側受拉，另一側受壓，相應的鋼筋應力計與其相對應。測得鋼筋應力計鋼弦頻率，再由頻率換算成鋼筋應力值，核算出整個混凝土結構所受的彎矩。

3.5 冠梁水平位移監測

根據設計圖紙，在冠梁頂部埋設專用測量釘，作為冠梁水平位移監測點，共埋設18個點，并用紅油漆醒目標注。冠梁水平位移視現場實際情況采用視準線法、小角度法等方法進行監測[5]。

3.6 已有建筑物、道路沉降監測

根據設計圖紙埋設專用測量釘，沿道路共布置7個沉降監測點。因本工程基坑東側、西側、南側現均為空地，北側現為市政道路，故在基坑施工過程中，根據預先埋設的測量基準點，重點對北側的市政道路進行沉降監測。

3.7 地下水位監測

為掌握基坑開挖過程中地下水位的變化情況，根據設計圖紙要求在基坑坡頂埋設2個地下水位監測點，每根水位管長度為10m，采用水位計進行觀測。

3.8 支承柱沉降監測

根據設計圖紙在每根支承柱上埋設專用測量釘，共布置42個沉降監測點；根據預先埋設的測量基準點進行比照監測。

在基坑施工監測過程中，監測單位的每一次監測均應采用同一方法進行，具體要求如下：①固定監測人員；②同一監測項目使用同一監測儀器和設備；③同一監測項目采用相同的觀測路線和觀測方法；④同一監測項目在基本相同的環境和條件下監測[6]。

4 結語

隨著我國建筑工程的發展，深基坑的施工也相應提高了要求。深基坑的變形監測工作在受到更高重視的情況下，監測人員也要提高認識，根據深基坑的具體情況采用不同的變形監測技術，確保監測結果的準確性，為建筑工程后續施工的進行創造良好的條件。