城市復(fù)雜環(huán)境下的基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)探討

王澤宇

（山西潞安工程有限公司 山西 長(zhǎng)治 046102）

0 引言

深基坑工程施工是土木工程中最復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域之一，其是多種學(xué)科為一體的系統(tǒng)性比較強(qiáng)的工程，而且其還具有較強(qiáng)的地域性、風(fēng)險(xiǎn)性以及綜合性。近年來(lái)，在基坑施工過(guò)程中發(fā)生事故的現(xiàn)象已經(jīng)很多，尤其是在人口密集的城市地區(qū)，基坑事故造成的傷害更大，在此背景下，基坑監(jiān)測(cè)的技術(shù)顯得尤為重要。

1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置原則

在復(fù)雜城市環(huán)境下基坑工程施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)值會(huì)與實(shí)際值存在一定的差別，這是不可避免的，工程的實(shí)際工作情況通常與設(shè)計(jì)的預(yù)估值通常會(huì)存在一定的差異，甚至有時(shí)候這個(gè)差異會(huì)很大，而且這個(gè)差別會(huì)隨著周邊環(huán)境的復(fù)雜程度的變化而變化，因此，僅僅通過(guò)預(yù)估值是不可能完全準(zhǔn)確而全面的反應(yīng)基坑工程的實(shí)施情況的，在基坑施工過(guò)程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采用合理的科學(xué)的檢測(cè)手段來(lái)進(jìn)一步的保障基坑施工環(huán)境的安全是非常有必要的。

基坑開(kāi)挖施工監(jiān)測(cè)工作比較復(fù)雜，并且集成度比較高、系統(tǒng)性比較強(qiáng)，因此是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中監(jiān)測(cè)工作效果的好壞與監(jiān)測(cè)方法的選取及測(cè)點(diǎn)的布設(shè)有著直接相關(guān)，甚至在某些時(shí)候起到了決定性的作用。目前監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則有以下五點(diǎn)：可靠性原則；多層次監(jiān)測(cè)原則；重點(diǎn)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵區(qū)的原則；方便實(shí)用原則；經(jīng)濟(jì)合理原則。

2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定

一般來(lái)說(shuō)，施工過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容主要可以分為兩大部分，第一部分就是圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身，同時(shí)這部分也是監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)考慮對(duì)象；第二部分就是與工程施工相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測(cè)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)是維持工程的支柱，同時(shí)也是基坑施工過(guò)程中必不可缺少的一部分，其包括維護(hù)樁墻（地下連續(xù)墻等）、支撐（腳手架、便橋等）、圈梁（維護(hù)梁的）、立柱（支撐立柱、監(jiān)測(cè)立柱等）以及坑內(nèi)的土層等。

為了進(jìn)一步對(duì)基坑工程詳細(xì)描述，將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目細(xì)分為工程重點(diǎn)結(jié)構(gòu)部位的監(jiān)測(cè)，也就是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)、基坑周邊沉降位移監(jiān)測(cè)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層側(cè)向變形監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)等。

2.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)

在基坑施工過(guò)程中，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布設(shè)要依據(jù)工程的實(shí)際情況以及基坑周邊環(huán)境的具體情況來(lái)考慮，在對(duì)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)既要考慮施工期不會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程造成影響，另外，也要保證監(jiān)測(cè)網(wǎng)能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)到工程構(gòu)筑物的完工，在此過(guò)程中不僅要保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性，而且還要保證監(jiān)測(cè)網(wǎng)的穩(wěn)定性，只有這樣才能有效的面對(duì)復(fù)雜的工程施工情況。

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：復(fù)雜城市環(huán)境下，由于基坑所處的位置比較特殊，并且影響的范圍比較大，因此監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置要考慮多個(gè)方面，應(yīng)根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的形狀、材料、設(shè)計(jì)思路和施工方法以及工程地質(zhì)情況來(lái)確定，在設(shè)置的過(guò)程中充分考慮上述的因素，并不能一概而論，唯有這樣才可以充分的發(fā)揮出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功效，進(jìn)而能夠順利的完成監(jiān)測(cè)工作，來(lái)對(duì)基坑工程進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移與沉降位移監(jiān)測(cè)：圍護(hù)結(jié)構(gòu)，例如地下連續(xù)墻墻頂水平位移及墻身水平位移（測(cè)斜）可最直觀、最準(zhǔn)確的反映基坑變形部位、變形量、發(fā)展趨勢(shì)。能快速準(zhǔn)確預(yù)判基坑風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)地連墻墻頂和墻身變形的準(zhǔn)確的把握，并經(jīng)過(guò)類(lèi)似深基坑工程的驗(yàn)證，此監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為最有效的手段之一，并作為貫穿始終的重要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

3 基坑周邊沉降位移監(jiān)測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)基坑周邊3倍影響范圍內(nèi)建筑（構(gòu)）物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)反映建筑物不均勻沉降，且位于主要影響區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿外墻間距為8～12m，或每隔兩根承重柱布設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；位于次要影響區(qū)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿外墻間距10～15m或每隔2～3根承重柱布設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，外墻轉(zhuǎn)角處必須布點(diǎn)。用電鉆在建筑（構(gòu)） 物的外墻上按設(shè)計(jì)位置鉆孔，打入沉降釘作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并與待測(cè)結(jié)構(gòu)結(jié)合可靠，不松動(dòng)，用紅色油漆標(biāo)明點(diǎn)號(hào)和保護(hù)標(biāo)記。注意監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)避開(kāi)雨水管、窗臺(tái)線、電器開(kāi)關(guān)等有礙設(shè)標(biāo)與觀察的障礙物，并應(yīng)高于室外地坪0.15～0.3m。

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層側(cè)向變形監(jiān)測(cè)

隨著基坑開(kāi)挖深度的不斷加深，需要測(cè)定基坑周邊的土體中不同深度的水平位移變化情況，因此需對(duì)基坑開(kāi)挖階段周邊土體的縱深方向的水平位移進(jìn)行監(jiān)控。首先應(yīng)預(yù)先在基坑周邊及支護(hù)樁后的土體中埋置用于測(cè)斜的特別套管，通過(guò)測(cè)量這些預(yù)先埋置的特別套管的變形，從而獲得基坑周邊的土體在不同深度的各點(diǎn)水平位移發(fā)展變化情況，從而得出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。

使測(cè)斜儀測(cè)讀器處于工作狀態(tài)，將測(cè)頭導(dǎo)輪插入測(cè)斜管導(dǎo)槽內(nèi)，緩慢地下放至管底，在恒溫一段時(shí)間后，由管底自下而上沿導(dǎo)槽全長(zhǎng)每隔0.5m讀一次數(shù)據(jù)，記錄測(cè)點(diǎn)深度和讀數(shù)。測(cè)讀完畢后，將測(cè)頭旋轉(zhuǎn)180°插入同一對(duì)導(dǎo)槽內(nèi)，以上述方法再測(cè)一次，測(cè)點(diǎn)深度同第一次相同。并且注意每一深度的正反兩讀數(shù)的絕對(duì)值宜相同，當(dāng)讀數(shù)有異常時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)。

在基坑開(kāi)挖前3～5天內(nèi)用測(cè)斜儀對(duì)同一測(cè)斜管作3次重復(fù)測(cè)量，確定處于穩(wěn)定狀態(tài)后，以3次測(cè)量的算術(shù)平均值作為側(cè)向位移計(jì)算的基準(zhǔn)值。

3.2 地下水位監(jiān)測(cè)

基坑周邊的地下水位的高低對(duì)基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的影響，如果基坑底部水位過(guò)高的話，地下水就容易從土層中滲透到基坑底，進(jìn)而對(duì)基坑周邊的護(hù)坡產(chǎn)生危害，容易造成滑坡或者大量滲水的危害，這嚴(yán)重危害了基坑的正常施工，還有一種可能就是由于坑底水位的過(guò)高，就會(huì)造成地下承壓水的水頭壓力大于隔水層的自身重量。因此，在基坑施工過(guò)程中要非常重視對(duì)地下水位的監(jiān)測(cè)，時(shí)刻記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確保施工環(huán)境的安全。因此對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)有著重大的意義。所以各等級(jí)的基坑工程都要求時(shí)刻監(jiān)測(cè)水位的變化，并時(shí)刻上報(bào)檢測(cè)數(shù)值以及建立起安全預(yù)警的相關(guān)機(jī)制，進(jìn)最大可能來(lái)確保監(jiān)測(cè)的及時(shí)性以及準(zhǔn)確性。而對(duì)于一些地下水位比較高的觀測(cè)井，可以不用鋼尺水位計(jì)而直接利用鋼尺測(cè)量，記錄鋼尺濕跡與觀測(cè)井頂部的距離，并由此可以直接計(jì)算出地下水位的高程。因此要確保鋼尺的有效長(zhǎng)度大于空口與地下水位的距離。在對(duì)地下水位觀測(cè)井埋設(shè)過(guò)程中用鉆機(jī)鉆孔到設(shè)計(jì)的指定位置，并且在孔內(nèi)埋入慮水塑料袋套管，另外保持套管與管壁之間用干凈的細(xì)沙填實(shí)，并防止泥漿堵塞觀測(cè)孔，孔上加蓋，做好保護(hù)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述研究成果，我國(guó)其他城市基坑項(xiàng)目監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)提供了相應(yīng)的理論參考和具體基坑施工的借鑒，因此，此項(xiàng)研究成果有著較強(qiáng)的理論意義和實(shí)踐意義，值得去進(jìn)一步的深入研究，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)，為該基坑的安全施工提供了可靠的保障。