淺析深基坑監測及數據分析方法

喬楊騰

摘要：現如今，隨著科學技術的飛快發展，國民經濟不斷上升，國家土地資源日漸緊缺。許多高層建筑在設計深基坑時，由于其所處環境比較復雜，多建于密集的建筑群中，基坑四周含有其他復雜結構，如建筑物、道路的地下管線等。因此在這樣復雜的建筑環境下，為更好的便于土方挖掘，且不破壞周圍環境，安全合理的設計深基坑支護結構，以及結合實際情況科學合理設計基坑施工成為當下深基坑施工的重要內容。

關鍵詞：深基坑;監測;數據分析

1基坑監測的重要性

在基坑開挖的施工過程中，基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向被動和主動土壓力狀態轉變，應力狀態的改變引起維護結構承受荷載并導致圍護結構和土體的變形，圍護結構的內力（圍護樁和墻的內力，支撐軸力或土錨拉力等）和變形（深基坑坑內土體的隆起、基坑支護結構及其周圍土體的沉降和側向位移等）中的任一量值超過容許的范圍，將造成基坑的失穩破壞或對周圍環境造成不利影響，由于深基坑開挖工程往往在建筑密集的市中心，因此，施工場地四周有建筑物和地下管線，并且基坑開挖所引起的土體變形將在一定程度上改變這些建筑物和地下管線的正常狀態，當土體變形過大時，會造成鄰近結構和設施的失效或破壞。在深基坑工程施工過程中加強監測可以有效的避免重大安全事故的發生。完整、規范、準確的工程施工安全監測體系，可以避免工程施工造成的基坑變形過大過速、周圍地面沉陷、地下管線破裂、建筑物傾斜或開裂等現象，進而避免不必要的損失和負面影響。

2項目概況

2.1監測目的

基坑監測最直接的目的就是為了驗證勘探結果、設計參數、支護結構施工質量、現場管理技術等，還可以保護周邊環境，如已有的建筑、管線及路面。應注意在監測開始前一周前應埋設好各項監測點位并采好初始值，例如周邊建筑物的沉降、地下水位、管線沉降、錨索應力等等。

2.2監測頻率

在建筑基坑開挖時，應按照設計要求及規范對基坑進行監測，開挖深度不同監測頻率也不一樣，應該根據開挖深度及監測結果來逐步加密。當底板澆筑完成后，如未出現異常情況、就可根據規范及設計要求適當降低頻率，直至基坑回填完成。

3監測方法

3.1基坑圍護結構坡頂水平位移監測

基坑施工過程中，基坑圍護結構由于基坑的開挖卸載及其他基坑變形影響因素會發生水平位移變形，為監測基坑圍護結構坡頂的水平位移變形情況并及時發現潛在的危險，并且需要進行基坑圍護結構坡頂水平位移監測。

3.2基坑圍護結構坡頂垂直位移監測

基坑施工過程中，基坑圍護結構由于基坑的開挖卸載及其他基坑變形影響因素會發生垂直位移變形，為監測基坑圍護結構的坡頂垂直位移變形情況并及時發現潛在的危險需

3.3要進行基坑圍護結構坡頂垂直位移監測。

環境建（構）筑物垂直位移監測基坑施工過程中，由于基坑開挖卸載及基坑的降水，基坑周邊影響范圍內的已建建（構）筑物的地基穩定性會受到影響，產生垂直位移變形，為監測已建建（構）筑物由于基坑施工而產生的垂直位移變形，需要進行環境建（構）筑物。

3.4垂直位移監測

環境地表垂直位移監測基坑施工過程中，由于基坑開挖卸載及基坑的降水，基坑周邊影響范圍內的地表會產生垂直位移變形，為監測基坑周邊地表由于基坑施工而產生的垂直位移變形，需要進行環境地表垂直位移監測。環境管線垂直位移監測基坑施工過程中，由于基坑開挖卸載及基坑的降水，基坑周邊影響范圍內的管線會產生垂直位移變形，為監測基坑周邊地表由于基坑施工而產生的垂直位移變形，需要進行環境管線垂直位移監測。

3.5深層水平位移監測

基坑施工過程中，基坑圍護結構及周邊土體，由于基坑的開挖卸載及其他基坑變形影響因素會發生水平位移變形，為監測基坑圍護結構及周邊土體整個圍護深度內不同深度的水平位移變形情況并及時發現潛在的危險，并且需要進行基坑圍護結構深層水平位移監測。

4監測數據分析

在基坑監測過程當中，監測項目和監測點位數量較多，因此，選擇幾個為對基坑安全影響較大的項目展開分析。

4.1周邊地表沉降觀測

如前所述，監測點位應在施工開始一周前布設好并采集好初始值，這樣是為了盡可能的減小施工時產生的誤差。當周圍有機器和人員時，監測數據就可能會產生誤差。周邊地表沉降觀測，從基坑開挖前時開始布點和初始值采集。在點位埋設時應滿足以下要求：變形監測點應布設在變形體上能反映變形特征的位置：（1）點位應穩固，點位應避開障礙物，便于觀測和長期保存。（2）變形監測點布設的位置應能夠準確、全面反映沉降特征和便于分析，同時要求布設的監測點能夠突出反映地表控制部位的變形情況。（3）各類標志的立尺部位應加工成半球型或有明顯的突出點，并涂上防腐劑。在開始施工時，周邊地表有較小范圍的波動，隨著基坑開挖深度的變大，周邊地表的沉降數據也在變大，當基坑開挖完成，底板澆筑完畢后，數據趨于穩定，監測數據曲線圖程“弓形”。這是因為當土方開挖后，原本處于平衡的土壓力由于基坑內測的土壓力卸掉，這就使兩邊的土壓力不平衡，周邊的土便向基坑方向施加土壓力，導致地表出現不同程度的沉降。

4.2錨索應力監測

通過對錨索內力的監測可以掌握支護結構的受力情況及趨勢，判斷支護結構及支護形式是否在設計允許和安全范圍內。本項目在深基坑區域使用了錨索+SM工法樁的支護形式，沒有內支撐結構。錨索應力的布設方法應當滿足以下條件：（1）應按照現場錨索的直徑埋設相應直徑的錨索計。（2）應當在錨索預應力張拉測試前安裝好錨索計。（3）當錨索計安裝完畢后，應把錨索計的導線拉出地面并固定，同時抄錄導線編號。隨著基坑開挖的深度增加，錨索受到的拉力也在不斷變大。澆筑完底板后錨索應力趨于穩定，在較小的范圍內波動。之所以錨索應力會繼續增大是因為當時正值南昌市的雨季，這段時間內連降大暴雨，增大了孔隙水壓力，也加大了側向土壓力，導致錨索應力增大，接近報警值。后穩定在最高的位置，是底板澆筑的時間段，并且隨著基坑慢慢回填，應力慢慢下降，直至穩定。暴雨天氣對基坑影響十分嚴重，若是基坑降水不及時對支護結構是一個嚴峻的考驗。雨水增大了空隙水壓力，致使周圍土體含水量增大，加大了側向土壓力。雨水還會對支護結構造成破壞，水壓力增大極有可能造成基坑涌水現象，致使基坑垮塌，造成人員生命和財產的巨大損失等十分嚴重的社會影響。還會延誤工期、追加造價和影響周圍居民的正常生活等負面效應，加大了投資方的負擔，同時也給城市建設和企業形象造成不良影響。

結語

基坑監測是一項綜合性的工作，在保證監測數據及時、準確的同時，各項監測數據之間仍需相互驗證，方可準確判斷基坑安全，例如錨桿軸力的衰減需與水平位移同時進行解讀方可判定基坑邊坡的安全性，避免以偏概全。在基坑開挖過程中及完成后對地下水水位、樁頂水平及豎向位移、深層水平位移、錨索軸力、周邊建筑沉降進行了詳細監測，充分實現了信息化施工，隨時掌握了基坑支護結構及周邊建筑的狀態，確保施工安全。

參考文獻

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[3]薛麗影，楊文生，李榮年.深基坑工程事故原因的分析與探討[J].巖土工程學報，2013，35（s1）：468-473.