城市建筑區深基坑變形監測要點研究

魏東方

【摘要】隨著現代化城市建設的發展，城市建筑區深基坑工程的規模不斷擴大。受城市建筑區復雜環境條件及深基坑開挖施工等客觀因素影響，深基坑往往會出現變形現象，給深基坑工程的施工質量和安全帶來了較大風險隱患。因此在城市建筑區深基坑工程施工過程中，施工單位應加強對深基坑結構的變形監測工作。本文將對深基坑工程變形監測工作的重要意義和監測內容進行分析，并結合城市建筑區深基坑工程監測實踐對深基坑變形監測的相關要點展開探討研究。

【關鍵詞】城市建筑區;深基坑工程;變形監測;監測要點

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.014

引言：

在城市建筑區開展深基坑工程的施工建設時，由于城市環境較為復雜，且工程區域周邊往往存在臨近建筑物存在，施工場地下方也多有地下管線設施及其他相關因素存在，導致基坑工程施工受到不同程度影響。加之深基坑開挖過程中，原地層結構受力平衡被破壞，在各種因素的綜合作用下可能會導致深基坑出現變形現象，嚴重威脅深基坑工程的施工安全以及工程質量。因此，施工單位應高度重視城市建筑區深基坑工程的變形監測工作，充分認識到變形監測工作的重要性，同時應結合城市建筑的實際情況及深基坑工程特點，合理確定深基坑工程變形監測的項目內容，科學選擇監測方法，并嚴格遵守相關技術規范，準確掌握監測點布設、監測頻率設定及其他監測要點，對監測數據要進行深入的分析研究，從而為采取有效的深基坑變形控制措施提供可靠的參考依據。

1、概述城市建筑區深基坑結構變形監測工作

在城市建筑區深基坑工程施工過程中，由于土方開挖對原地層結構的受力平衡造成了破壞，且城市環境下工程區域往往存在復雜的建筑物和地下管網及各種設施，這些因素都有可能導致深基坑出現坑底隆起、沉降或深基坑圍護結構變形等問題[1]。因此施工單位應指派專業技術人員按相關技術規范要求科學有序開展變形監測工作，動態監測城市建筑區深基坑工程支護結構的變形情況、基坑回彈以及基礎沉降變形情況、周邊建筑物和地下管網設施的變形情況以及地下水水位變化等，以保證深基坑工程的施工安全。

2、監測城市建筑區深基坑結構變形要點分析

2.1選擇城市建筑區深基坑變形監測方法要點

目前，在城市建筑區深基坑工程的變形監測工作中已，發展出多種監測方法，不同的監測內容和項目，所采用的監測方法也各不相同。因此選擇監測方法時應充分了解工程區域的地質水文特征、深基坑的設計開挖深度以及周邊區域的環境條件等，并充分考慮不同監測方法的適用性、操作便捷性以及經濟性等，以確保監測數據客觀準確。同時，在深基坑變形監測工作中要積極應用先進的信息化監測技術設備，以便對城市建筑區深基坑工程開挖施工過程中的結構狀態進行實時監測，從而實現對深基坑工程結構內外受力情況、沉降位移情況及水土壓力等動態掌握，為深基坑工程的施工安全管理及質量控制提供可靠的參考依據。

1）監測城市建筑區深基坑水平變形方法

在對城市建筑區深基坑工程水平方向上的變形情況進行監測時，監測人員應根據深基坑結構特點確定監測點及基準點的布設位置以和布點數量，其中在布設基準點時應選擇開挖施工區域外受影響較小的點位，且應確保基準點能滿足聯測要求[2]。監測人員應對深基坑工程同一水平方向上的監測點進行標記，且該水平方向上的各監測點應在同一直線上，之后再通過經緯儀等觀測設備對各點變形量進行測量，以獲取深基坑工程在該水平方向上的變形監測數據。如在監測數據中發現明顯偏差時，則說明其存在變形情況，而當偏差處于允許范圍內時可以繼續進行深基坑開挖施工，但應重點加強對該點的觀測。

2）監測城市建筑區深基坑垂直變形方法

在對城市建筑區深基坑工程水平方向上的變形情況進行監測時，不同的開挖深度對變形監測的精度有不同要求，監測人員應結合深基坑工程實際情況選擇相應的監測方法。一般情況下可以采用多點聯測等方法進行變形監測，若深基坑工程對垂直變形監測數據精度要求較高，監測人員則可以選擇閉合水準測量方法進行監測。

3）監測城市建筑區深基坑斜向變形方法

對城市建筑區深基坑工程斜向方向上的變形情況進行監測時，一般應采取設置測斜管方式開展監測工作。監測人員應準確掌握深基坑工程區域的地質結構特點，并選擇發生塌方事故可能性較高的點位布設測斜管。通常應在城市建筑區深基坑工程開挖施工前1周左右將測斜管埋設到位，而監測深基坑圍護結構變形情況的測斜管則應在澆注施工前埋設到位。在地下土體中埋設測斜管時可通過鉆孔器及其他設備進行開孔作業，之后將測斜管放入，并用混凝土等對導管進行密封固定。在觀測時應確保探頭導輪與被測槽口方向一致，然后將其放至管底且應保持幾分鐘靜置，下放時應緩慢勻速[3]。當管內探頭溫度與作業環境溫度達到平衡穩定后即可讀取顯示數據，以獲取監測數據。同時，在監測中應對前兩個測回監測數據取平均值，并將其作為初始值，以便對后續測回數據進行對比分析。

4）監測城市建筑區深基坑地下水方法

地下水水位變化是導致城市建筑區深基坑工程出現變形的重要因素，因此也是深基坑變形監測工作中的主要項目之一。在對地下水水位進行監測時，監測人員應按照設計要求進行監測點的布設，并采集相關數據信息。地下水監測一般采用的是埋設水位管方法，監測人員應根據深基坑工程實際情況合理選擇鉆進成孔方法，科學確定水位管的材料類型以及尺寸規格。在觀測時應嚴格遵守相關技術規范和操作規程，詳細記錄觀測數據，以確保監測數據完整準確。

2.2布設城市建筑區深基坑變形監測點要點

布設監測點是城市建筑區深基坑變形監測工作中的重要環節，監測點布設的科學性和合理性將直接關系到監測數據是否客觀全面，能否準確反映深基坑結構的實際狀態，因此在布設深基坑變形監測點時，工作人員應充分了解工程區域的地質水文條件，并結合工程設計圖紙合理選擇監測點布設位置，確保深基坑變形監測點位于深基坑結構的重要受力點，且應在深基坑結構上均勻分布。同時，在布設變形監測點時應合理控制監測點間距，一般監測點之間的距離應在15m左右，監測人員也可以根據深基坑工程現場實際情況對監測點位置以及間距進行適當調整。深基坑變形監測點通常應直接布設在監測目標上，以便準確掌握其沉降以及位移數據[4]。對于地下管道無法直接布點的則可以采取將水泥樁埋設于人行道上的模擬監測方式。在布設地下水水位監測點時，工作人員應全面收集相關水文數據，并在深基坑坑邊平行線上選擇滲水強以及水量較大的點位布設監測點，且監測點之間的距離一般應控制在20m-30m之間。在布設城市建筑物深基坑變形監測基準點時，則應選擇深基坑周圍較為穩定的位置，且應便于觀測。深基坑變形監測點以及基準點的布設應在城市建筑區深基坑工程開挖施工前完成，以便對深基坑的變形情況進行全過程全方位的觀測控制，保證深基坑工程的施工質量和安全。而在完成深基坑變形監測點及基準點的布設后應注意對其進行保護，避免深基坑開挖施工對監測點和基準點造成破壞。4B997900-4459-4218-980D-CB71660E5BA4

2.3確定城市建筑區深基坑變形監測頻率要點

在城市建筑區深基坑工程的變形監測工作中，監測人員還應根據深基坑工程周邊環境條件、施工進度及其他實際情況合理確定變形監測頻率，既要考慮變形監測數據的及時性，也要充分考慮變形監測的經濟性，從而在確保深基坑工程施工質量安全的基礎上合理控制變形監測成本。通常在深基坑工程施工過程中，若變形監測數據存在明顯波動變化或接近臨界值時，監測人員應將監測頻率適當提高，加大監測密度，以及時掌握變形幅度，為采取相應變形控制措施提供數據基礎。而當深基坑變形監測數據處于相對穩定階段，無明顯波動時，則可以將監測頻率適當降低。要注意的是，一般在城市建筑區進行深基坑工程開挖施工時，在施工開始階段的變形監測兩測回之間的間隔應控制在2d以內，之后應根據施工進度進行相應調整。而當深基坑工程完成開挖施工后的30d內，仍需持續進行變形監測，但監測頻率可以相應降低，兩測回之間的間隔可以控制在10d左右，以確保城市建筑區深基坑工程的質量安全。

2.4分析城市建筑區深基坑變形監測數據要點

在獲取了城市建筑區深基坑工程的變形監測數據后，監測人員還應在每測回完成后對監測數據進行對比分析，以掌握深基坑結構實時監測值與初始值以及上一測回監測值之間的差值情況，并要對差值變化趨勢以及波動幅度加以研究判斷。監測人員可以根據監測數據特點采用組合差值對比以及統計檢驗等方法處理分析深基坑工程變形監測數據，以確保變形監測數據分析判斷科學合理，從而及時發現深基坑工程施工風險隱患，保證城市建筑區深基坑工程的施工質量安全。

3、城市建筑區深基坑變形監測實踐分析

3.1某城市建筑區深基坑工程概況

某城市建筑區的大型深基坑工程設計開挖深度為18.5m，圍護結構為地下連續墻，并結合應用了內支撐結構以及格構柱及其他支護結構。在工程區域內呈潮坪地貌特征，且地層結構較為復雜，有填土、灰色砂質粉土、淤泥質黏土、灰色黏土等分布。同時在施工場地淺部粘性土層內有潛水分布，部分區域分布有承壓水和微承壓水，因此在該城市建筑區深基坑工程開挖施工中，承壓水、上層潛水以及微承壓水會對深基坑結構產生一定影響，是可能導致深基坑結構出現變形問題的重要因素之一。

3.2該城市建筑區深基坑變形監測要點分析

在該城市建筑區深基坑變形監測工作中，監測人員應針對深基坑地表沉降、地下連續墻頂部及墻體變形情況、支撐軸力、立柱樁在垂直方向上的變形情況以及地下水水位變化等進行動態監測，以保證深基坑結構的穩定性。

1）科學布設變形監測點以及基準網

該城市建筑區深基坑變形監測工作中應首先進行高程以及水平監測網的布設，并合理確定監測網控制點的數量以及間距。同時應根據該深基坑工程的變形監測要求，在不同的監測項目布設相應的監測點，為后續變形監測的順利實施奠定良好基礎。

2）深基坑工程變形監測要點分析

為監測該城市建筑區深基坑工程坑外地表沉降變形情況，監測人員應根據其設計開挖深度在其深度的2倍范圍內設置監測點。監測點應與深基坑工程圍護結構的外側保持適當間距，且監測點數量以及間距應合理。在本次深基坑變形監測工作中，共設置了地表沉降監測點68個。同時，監測人員還應對該深基坑工程地下連續墻的頂部以及墻體側向變形情況進行監測。其中在地下連續墻頂部布設變形監測點時應選擇頂圈梁位置，且應用帶帽鋼釘進行固定。而在監測墻體側向變形時，則應設置測斜孔，將PVC管埋設于導槽內，且埋設深度應與鋼筋籠沉放深度保持一致。在本次變形監測工作中，監測人員在深基坑主體周邊設置了40個測斜孔，且將孔距控制在18m左右。在該深基坑工程變形監測工作中，應嚴格監測其內撐結構軸力變化情況，以判斷基坑結構是否存在變形可能。監測人員可利用鋼筋應力計等監測設備對內支撐結構的軸線受力進行監測。在安裝應力計時，應選擇支撐結構的固定端，且應在其左右兩側分別設置應力計，以準確掌握支撐軸力變化。在深基坑工程的變形監測工作中還應在格構柱頂端設置監測點，以監測深基坑開挖施工中格構柱在垂直方向上的變形情況。此外，在該城市建筑區深基坑變形監測工作中還應加強對坑外潛水以及承壓水水位變化的監測。監測人員應在深基坑外約2m內設置觀測孔，以監測潛水水位變化情況。根據該深基坑工程現場實際情況，共設置了16個潛水水位測孔，且孔距設定為50m，孔深則控制在8m。而在監測承壓水水位時，則應將測孔布設于深基坑主體外圍，且與深基坑相距約5m處，觀測孔深度應控制在48m左右。

3）科學分析深基坑工程變形監測數據

對該城市建筑區深基坑變形監測數據進行分析發現，當深基坑工程進行垂直開挖時，其沉降變形較為明顯，但在完成基礎底板部分的澆注作業后，深基坑的變形速度逐步下降，變化幅度呈收斂特點。同時，在開挖施工開始階段，隨著深基坑土方卸載，其圍護結構頂部出現了上抬變形現象，但在完成了地下結構和基礎底板的施工后，其圍護結構頂部則略有下沉，變形趨勢逐步減緩。而通過對測斜孔所測的監測數據進行分析，發現表面隨著基坑開挖深度的增加，其側向位移變形量同步加大，但整體側向變形量相對較小，且變形量在完成底板澆注后逐步趨穩。深基坑內支撐結構軸力在土層分層開挖階段呈逐步加大特點，隨著開挖深度的增加以及后續支撐結構的施工完成，深基坑上層支撐結構的軸向受力逐步下降并趨穩，其變形趨勢與軸力變化一致。此外，通過對深基坑區域地下水水位監測數據的突發性進行分析，當降雨量較大時，潛水水位以及承壓水水位上升，會造成地下連續墻出現滲漏問題，進而導致深基坑結構產生一定變形，而在采取降水以及防滲堵漏措施后，深基坑變形情況得到了有效控制。

總結：

在城市建筑區深基坑工程施工建設過程中，為保證深基坑結構的穩定性和安全性，施工單位必須加強對深基坑變形情況的監測，及時準確的掌握深基坑結構、工程區域地層以及地下水水位變化等數據信息，才能采取有效的變形控制措施。因此，施工單位必須充分認識到深基坑變形監測工作的重要性，在施工實踐中應積極應用先進的監測技術設備，嚴格遵守各項技術規范，準確掌握深基坑變形監測要點，確保變形監測數據客觀全面，并要對監測數據進行科學的處理分析，從而為城市建筑區深基坑工程的施工管理以及質量控制提供可靠的參考依據，推動我國現代化城市建設的健康發展。

參考文獻：

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