淺析基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)方法及應(yīng)用

姚偉鋒

摘要：現(xiàn)階段城市化建設(shè)進(jìn)程越來(lái)越快，高層建筑和地下建筑工程項(xiàng)目越來(lái)越多，在上述工程的建設(shè)中基坑施工極為關(guān)鍵，而基坑施工的關(guān)鍵則在于保證工程施工過(guò)程中的可續(xù)性和安全性。在施工中必須做好基坑施工過(guò)程中的安全檢測(cè)工作，只有這樣才能確保基坑施工的安全以及附近建筑物的穩(wěn)定性。文章對(duì)基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)方法及應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)方法；水平位移；深層水平位移；高層建筑；地下建筑工程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU753 文章編號(hào)：1009-2374（2017）08-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.071

1 基坑監(jiān)測(cè)的目的

在工程項(xiàng)目施工期間需要做好基坑變形監(jiān)測(cè)工作，把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比分析，以此為依據(jù)來(lái)進(jìn)行對(duì)工程進(jìn)度與工程工藝的控制。此外，基坑監(jiān)測(cè)工作還能夠確保基坑以及其附近環(huán)境的安全，提高施工單位的施工水平和設(shè)計(jì)水平。

2 基坑監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)原則

在城市建設(shè)中，必須做好對(duì)基坑監(jiān)測(cè)工作，制定合理可續(xù)的監(jiān)測(cè)方案并配置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器。結(jié)合工程實(shí)際情況，依據(jù)規(guī)范選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，優(yōu)化監(jiān)測(cè)頻率，以保證基坑整體監(jiān)測(cè)效果；基坑監(jiān)測(cè)工作需要連續(xù)和規(guī)范，并且還需要確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；對(duì)于那些關(guān)鍵的施工區(qū)域需要做好重點(diǎn)監(jiān)測(cè)工作，以確?；颖O(jiān)測(cè)的效果；對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行有效的保護(hù)，以免影響基坑監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行。

3 基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法

3.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測(cè)方法

采用極坐標(biāo)法，儀器架設(shè)于工作基點(diǎn)上，依次對(duì)變形點(diǎn)正倒鏡法分別觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回，觀測(cè)結(jié)束后，后視基準(zhǔn)方向檢查測(cè)角的準(zhǔn)確性。

當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置完成后，就可以進(jìn)行初步檢測(cè)，測(cè)量三次后，如果所測(cè)值的差值符合相應(yīng)的要求后才能進(jìn)行觀測(cè)，如果不符合則需要分析其原因并改進(jìn)，然后再進(jìn)行初值的確定。將每次觀測(cè)得到的坐標(biāo)與初值坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比后，就可以計(jì)算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)水平位移。

3.2 地表、周邊建筑物、地下管線及圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直位移監(jiān)測(cè)方法

按二級(jí)沉降觀測(cè)精度要求，進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)至沉降點(diǎn)間（有條件亦應(yīng)構(gòu)成幾何圖形）往返觀測(cè)，每次觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡量保持相同水準(zhǔn)路線。

外業(yè)結(jié)束后，進(jìn)行成果整理、檢查，平差計(jì)算，算出各沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程，計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在一個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)的沉降量、累積沉降量、沉降速率，填寫成果表等。

3.3 深層水平位移監(jiān)測(cè)方法

監(jiān)測(cè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移，通過(guò)深層水平位移監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)支護(hù)樁以及建筑土體的變形情況。

監(jiān)測(cè)時(shí)測(cè)斜儀探頭置入測(cè)斜管底后，沿測(cè)斜管垂直于基坑邊線方向的導(dǎo)槽自下而上（探頭高輪朝基坑開挖方向）每隔0.5m測(cè)讀一次直至孔口，探頭繞管軸旋轉(zhuǎn)180°再自下而上測(cè)讀一次，得出各測(cè)點(diǎn)讀數(shù)為Ui（+）、Ui（-）。其中“+”與“-”向?yàn)樘筋^繞導(dǎo)管軸旋轉(zhuǎn)180°。

數(shù)據(jù)計(jì)算：第i次水平位移值（mm）△i=0.1[Ui（+）-Ui（-）]

連續(xù)任意深度i點(diǎn)的總位移值（mm）￡=∑△i

變化值=本次測(cè)量值-上次測(cè)量值

通過(guò)公式計(jì)算可得出，基坑樁體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個(gè)部位的變形情況。

4 基坑監(jiān)測(cè)實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目概況

某基坑工程，基坑工程上部為4棟高層住宅樓（15層，框架結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)），地下設(shè)3層地下室。地下開挖深度為-13.20～-13.85m，基坑開挖面積約13675km2，支護(hù)周長(zhǎng)約529m，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)。

4.2 地質(zhì)概況

北京地區(qū)位于華北大平原的西北邊緣，西、北及東北三面環(huán)山，東南部為廣闊的北京平原地區(qū)。由于第四紀(jì)以來(lái)受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，第四紀(jì)沉積厚由西向東逐漸增大。巖性構(gòu)成自西部麓向東部平原逐漸變化，西部為各大河流沖洪積扇的上游，以砂類土與厚層卵、礫石為主；向東部城區(qū)的大部分地區(qū)及城近郊為沖積扇中下游，地層為黏性土、粉土、砂類土、卵、礫石互層；向東南至東郊及南部地區(qū)為平原，地層以厚層黏性土和粉土為主，本場(chǎng)地位于北京市西北部山區(qū)。

4.3 基坑測(cè)點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測(cè)

根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和工程實(shí)際情況確定基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：

4.3.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測(cè)。沿壓頂圈梁每隔15.0～20.0m設(shè)置一個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)20個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)，主要監(jiān)測(cè)基坑開挖和圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移的變化發(fā)展趨勢(shì)。

4.3.2 圍護(hù)樁（邊坡）頂部、周邊建筑物、周邊道路沉降監(jiān)測(cè)。圍護(hù)樁（邊坡）頂部沉降觀測(cè)點(diǎn)有20個(gè)，相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的距離為15.0～20.0m，主要負(fù)責(zé)基坑圍護(hù)樁頂部垂直方向位移的監(jiān)測(cè)。

共有5棟周邊建筑物，布設(shè)17個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)是負(fù)責(zé)對(duì)附近建筑物沉降情況的監(jiān)測(cè)。

沿基坑西側(cè)路布設(shè)3個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，主要監(jiān)測(cè)基坑開挖過(guò)程中基坑周邊道路沉降變化發(fā)展情況。

4.3.3 深層水平位移監(jiān)測(cè)。結(jié)合基坑設(shè)計(jì)情況，在基坑四周支護(hù)結(jié)構(gòu)（鉆孔灌注樁）中設(shè)置了7個(gè)深層位移監(jiān)測(cè)孔，測(cè)斜管的深度和其對(duì)應(yīng)的支護(hù)樁長(zhǎng)度要保持一致，通過(guò)側(cè)斜儀器，監(jiān)測(cè)樁體變形，從而了解基坑變形位移情況。

4.3.4 巡視檢查?；邮┕ぶ袑Ｈ素?fù)責(zé)巡視檢查工作，巡視工作的內(nèi)容包括，支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工工況、基坑周邊環(huán)境及監(jiān)測(cè)設(shè)施。巡查人員應(yīng)對(duì)發(fā)現(xiàn)的情況進(jìn)行記錄、整理和分析，如在巡視工作中發(fā)現(xiàn)有異?；蛘甙踩[患，必須迅速反饋給相關(guān)單位，以確保基坑施工的安全。

4.4 監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

4.4.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測(cè)分析。

第一，圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移位移歷時(shí)曲線（特征點(diǎn)）。

第二，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)及水平位移歷時(shí)曲線分析如下：由水平位移觀測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，在基坑施工的整個(gè)過(guò)程中，水平位移變化量較小均未超出預(yù)警值，觀測(cè)點(diǎn)水平位移變化呈現(xiàn)以下規(guī)律：（1）在基坑開挖～基坑開挖至槽底期間，樁體的水平位移變化最明顯，位移變化速率最大；（2）在基坑開挖至槽底～基礎(chǔ)地板施工完成期間，樁體的水平位移變化放緩，位移變化逐漸減??；（3）基坑基礎(chǔ)地板施工完成以后，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形均趨于穩(wěn)定狀態(tài)，樁體水平位移穩(wěn)定在某一個(gè)值附近，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

4.4.2 圍護(hù)樁（邊坡）頂部沉降監(jiān)測(cè)分析。

第一，圍護(hù)樁（邊坡）頂部沉降歷時(shí)曲線（特征點(diǎn)）。

第二，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)及歷時(shí)曲線圖分析如下：從垂直位移觀測(cè)數(shù)據(jù)及垂直位移曲線圖可以看出，基坑樁頂在整個(gè)基坑開挖過(guò)程中均出現(xiàn)了不同程度的沉降過(guò)程，呈現(xiàn)以下過(guò)程：（1）基坑樁頂在基坑開挖期間，樁頂垂直位移變化量較大；（2）隨著混凝土底板的澆筑、地下部分結(jié)構(gòu)的施工，基坑樁頂開始呈下沉趨勢(shì)，并在后期趨于穩(wěn)定；（3）在基坑施工期間，基坑樁頂累計(jì)垂直位移量整體穩(wěn)定，各點(diǎn)累計(jì)位移量均在預(yù)警值范圍以內(nèi)，垂直位移速率較為平穩(wěn)，未見異常。在基礎(chǔ)底板施工完成以后，垂直位移速度呈減小趨勢(shì)，逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.4.3 周邊道路沉降及臨近建筑監(jiān)測(cè)分析。在基坑開挖過(guò)程中基坑周邊道路及基坑臨近建筑沉降量總體較小，其中道路有少部分測(cè)點(diǎn)呈輕微反彈趨勢(shì)，截止觀測(cè)結(jié)束，道路沉降最大值為-5.7mm，周邊建筑最大沉降量為-3.1mm，所有道路沉降及臨近建筑監(jiān)測(cè)點(diǎn)均小于報(bào)警值，因此可見基坑開挖期間對(duì)其影響較輕。

4.4.4 深層水平位移監(jiān)測(cè)分析。

根據(jù)深層水平位移觀測(cè)成果數(shù)據(jù)及時(shí)間—位移曲線圖，觀測(cè)點(diǎn)水平位移變化呈現(xiàn)以下規(guī)律：（1）在基坑開挖～基坑開挖至槽底期間，樁體的深層水平位移變化最明顯，位移變化速率最大；（2）在基坑開挖至槽底～基礎(chǔ)地板施工完成期間，樁體深層水平位移變化放緩，位移變化逐漸減小；（3）在基坑基礎(chǔ)地板施工完成以后，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形均趨于穩(wěn)定狀態(tài)，樁體深層水平位移穩(wěn)定在某一個(gè)值附近，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基坑監(jiān)測(cè)工作對(duì)基坑變形的意義重大，它能夠有效促進(jìn)基坑施工質(zhì)量和施工安全的提高。在實(shí)際的監(jiān)測(cè)工作中，需要選擇切實(shí)有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，以促進(jìn)監(jiān)測(cè)效率和質(zhì)量的提高。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化和信息化是基坑檢測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 王洪德，秦玉賓，崔鐵軍，等.深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然

科學(xué)版），2013，（1）.

[2] 宋建學(xué)，鄭儀，王原嵩，等.基坑變形監(jiān)測(cè)及預(yù)警技

術(shù)[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2006，28（Z1）.

（責(zé)任編輯：小 燕）