建筑基坑監(jiān)測中位移監(jiān)測技術的應用研究

張彬彬 林 超 陳建明

（1.福建省建研工程檢測有限公司，福建 福州 350000；2.福建省建筑工程質量檢測中心有限公司，福建 福州 350002）

隨著國內經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市化進程迅猛，人均占有面積越來越少，許多城市不得不建更多的高層建筑。建設高層建筑物需要進行基坑開挖工作，但由于周邊建筑物和管道較多，增加了施工難度。在建設場地開挖過程中，不可避免地會影響基坑周邊的建筑物和管道，甚至危及周邊建筑物的安全。為此，必須高度重視基坑監(jiān)測工作，減少基坑建設對周邊環(huán)境的不利影響?；咏ㄔO工作具有特殊性，一旦出現(xiàn)問題，將導致基坑塌方。為防止這種情況發(fā)生，在基坑建設過程中，工作人員應積極運用位移監(jiān)測技術，保證基坑建設的精密性和準確性。

1 基坑位移監(jiān)測技術設備的發(fā)展情況

許多國家在進行基坑建設時，往往應用位移監(jiān)測技術，并配合選用各種監(jiān)測設備對基坑的實際情況進行監(jiān)測。近年來，監(jiān)測設備的精密程度越來越高，其測量數(shù)據(jù)可按毫計算，既可用于監(jiān)測地下位移，又可用于較深基坑位移監(jiān)測。但我國的位移監(jiān)測技術設備水平與發(fā)達國家相比還有一定差距，其監(jiān)測設備主要依賴進口。盡管我國也在積極研發(fā)相關的監(jiān)測設備，但與國外進口設備相比，我國研發(fā)的監(jiān)測設備價格低廉、穩(wěn)定性差、精度還存在一定差距。

2 基坑位移監(jiān)測技術的類型及工作要求

根據(jù)實際監(jiān)測經驗，在進行建筑基坑監(jiān)測工作中，合理應用位移監(jiān)測技術可以提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，有效地應對監(jiān)測基坑建設過程中出現(xiàn)的位移問題。其中，基坑水平位移監(jiān)測技術主要有兩種：一是水平位移監(jiān)測，它能有效地監(jiān)測水平方向的位移量和位移速度，了解其變形規(guī)律。二是深層水平位移監(jiān)測，它能有效地監(jiān)測深層土體側向的位移量和位移速度，了解其變形規(guī)律?；迂Q向位移監(jiān)測技術主要有兩種：一是豎向位移監(jiān)測，它能有效地監(jiān)測垂直方向的位移量和位移速度，了解其變形規(guī)律。二是分層豎向位移監(jiān)測，它能有效地監(jiān)測分層土體豎向的位移量和位移速度，了解其變形規(guī)律。從上述四項監(jiān)測技術中獲得的數(shù)據(jù)，可以更好地指導基坑建設工作，提前預判基坑側壁的穩(wěn)定性，從而選擇合理的基坑開挖方案，提高基坑施工的安全性和穩(wěn)定性。

在應用基坑位移監(jiān)測技術監(jiān)測基坑位移情況前，工作人員應提前勘察基坑建設場地的周邊環(huán)境，確保基坑建設環(huán)境的安全符合建設標準，在監(jiān)測過程中及時記錄相關數(shù)據(jù)資料?；游灰票O(jiān)測工作中一旦出現(xiàn)支護漏洞，必須加大位移監(jiān)測力度，深入研究產生問題的原因，制定合理的解決方案，提前預判可能出現(xiàn)的問題，不斷完善準備和預防工作。另外，在監(jiān)測基坑位移情況時，若發(fā)現(xiàn)測得的數(shù)據(jù)超過警戒數(shù)值，則必須提高警惕，立即停止基坑建設工作，將實際施工情況上報給有關部門，申請解決方案。如果在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)位移嚴重，那么，施工人員是無法解決這一問題的，必須聘請專業(yè)技術人員進行實地勘察，及時查找問題的根源，制定科學合理的處理方案。建筑基坑位移的監(jiān)測實際上也是為了檢查基坑支護的應用情況。因此，工作人員不可放松警惕，不能將過重物品堆放在支護位置，保證支護具有較強的負荷能力，從而提高工程建設的安全性。

3 基坑監(jiān)測工作特點

3.1 對時效性要求較高

通過對基坑監(jiān)測工作特點的深入分析和研究，可以看出基坑監(jiān)測工作至關重要，無論是基層工程建設，還是地下工程建設，都需要基坑監(jiān)測工作，獲取相應的數(shù)據(jù)資料，得到的數(shù)據(jù)資料變動性較大。因此，加大基坑監(jiān)測力度、增加監(jiān)測次數(shù)，就能全面監(jiān)測測量模型數(shù)據(jù)的變化。在監(jiān)測過程中，必須遵循不遺漏任何變化時刻的標準，做到實時監(jiān)測。在開展基坑監(jiān)測工作期間，必須深入分析建筑基坑工程的安全等級，了解基坑建設的實際要求，分析、研究地下建設過程中的具體施工要求，勘察周邊工作環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)影響基坑建設的各種問題?？傊?，基坑監(jiān)測對時效性的要求非常高，必須實時進行測量工作，在一些基坑位移變化的關鍵時段，工作人員必須增加監(jiān)測次數(shù)。尤其是有些基坑建設工程的周邊環(huán)境比較特殊，需要實時監(jiān)測周邊環(huán)境的變化，如果在實際監(jiān)測工作中環(huán)境變化不大，可適當降低監(jiān)測頻率。但每個建筑基坑工程的等級都不同，對基坑監(jiān)測工作的要求也大不相同。在監(jiān)測一級建筑的基坑變化情況時，應提高監(jiān)測頻率；監(jiān)測三級建筑的基坑變化情況時，可適當減少監(jiān)測次數(shù)。

3.2 對監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度要求高

施工場地環(huán)境時常發(fā)生變化，所以，基坑也會產生相應的變化，必須仔細觀察基坑變化的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)基坑的變化特點。正因如此，基坑監(jiān)測工作的難度較大，對監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度要求也比較高。在監(jiān)測建筑基坑的變化情況時，應摒棄低端的監(jiān)測設備和傳統(tǒng)的監(jiān)測方案，以便有效、精準地測量基坑變化數(shù)值?，F(xiàn)階段，建筑基坑監(jiān)測工作仍存在監(jiān)測精度不高的問題，一些監(jiān)測部門仍然使用普通的測量儀器設備，造成數(shù)據(jù)資料的誤差較大。因此，監(jiān)測基坑位移變化情況時，必須使用精度較高的新型儀器設備。

4 基坑位移監(jiān)測技術的應用

4.1 水平位移監(jiān)測

在應用位移監(jiān)測技術監(jiān)測水平位移情況時，必須采用全站儀，利用坐標數(shù)據(jù)進行監(jiān)測活動，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度。例如，工作人員可以利用坐標法實時監(jiān)測埋設在支護結構中的元件水平位移變化情況，在觀察和監(jiān)測時，通過坐標數(shù)值了解各監(jiān)測位置的數(shù)據(jù)資料。監(jiān)測工作結束后，將初始數(shù)據(jù)資料與最新取得的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料進行比較，就可得到坐標數(shù)據(jù)差值，將兩個數(shù)據(jù)相比獲得的最終數(shù)據(jù)被稱為累計水平位移數(shù)值。利用位移監(jiān)測技術查看基坑水平位移的變化情況，通過坐標的變化分析、研究基坑變化的頻率，具有較高的時效性和精度，可應用于建筑基坑建設工作中。水平位移監(jiān)測的方法比較簡單，操作比較容易，工作人員可利用數(shù)據(jù)公式獲得所需的數(shù)據(jù)資料。

4.2 垂直位移監(jiān)測

應用位移監(jiān)測技術監(jiān)測垂直位移情況時，必須使用水準儀，以保證監(jiān)測的整體線路處于閉合狀態(tài)。監(jiān)測過程中，要想及時了解垂直位移的具體變化情況，必須定期進行監(jiān)測，將多次監(jiān)測所得的高程數(shù)據(jù)完整記錄下來，將建筑基坑開挖前的原始數(shù)據(jù)與所獲得的數(shù)據(jù)一一進行比較，最終計算得到的高程數(shù)據(jù)差就是監(jiān)測點的垂直位移數(shù)值。該監(jiān)測技術能有效地監(jiān)測垂直位移的變化，數(shù)據(jù)較為準確，計算公式和操作簡便，可用于建筑基坑監(jiān)測。

4.3 深層水平位移監(jiān)測

應用位移監(jiān)測技術監(jiān)測深層水平位移情況時，必須使用合適的測斜儀，測斜儀系統(tǒng)主要由讀數(shù)儀、線纜、探頭傳感器、埋設在圍護墻中或周邊土體中的專用測斜管組成。測斜管內側有方向相互垂直的導槽，一般設定垂直于坡線走向的方向為A0-A180，設定平行于坡線走向的方向為B0-B180。監(jiān)測時，傳感器可逐段測量得到傾角變化，根據(jù)傳感器的長度和傾角變化，可得出該深度的相對水平位移，每次與基準數(shù)據(jù)進行比較，可求出任一深度的累計水平位移量。當測斜管的埋設深度足夠時，可視為管底是不動的，而當不能保證測斜管底部不動，需要得到其水平位移時，必須以測斜管頂部為基準點，使用全站儀測出測斜管頂部的絕對水平位移，由測斜管頂部向下推算各深度的水平位移。

4.4 分層沉降監(jiān)測

應用位移監(jiān)測技術監(jiān)測分層沉降情況時，必須使用合適的沉降儀，測量系統(tǒng)由電磁式沉降儀、沉降管和沉降環(huán)組成并進行監(jiān)測。電磁式沉降儀的工作原理是在探測器內部安裝一個電磁振蕩線圈，當探測器在沉降管內移動時，探測器內的振蕩線圈一旦靠近埋設于土體內的沉降環(huán)，探測器便發(fā)出蜂鳴信號，根據(jù)發(fā)出蜂鳴信號時測尺上的讀數(shù)，即可確定沉降環(huán)相對沉降管口的具體深度位置。每次監(jiān)測時需用水準儀測出沉降管的孔口高程，根據(jù)沉降環(huán)到沉降管孔口的距離，即可換算出該沉降環(huán)的高程，測點的沉降量就等于沉降環(huán)初測時的高程減去此時沉降環(huán)的高程，這樣就能由其所在位置深度的變化計算出地層不同標高處的沉降變化情況，得到不同深度不同時期土體的分層壓縮量。

5 結語

在基坑建設過程中，應高度重視基坑監(jiān)測工作，特別是對位移的測量。工作人員必須積極運用位移測量技術，選擇合理的位移監(jiān)測方案，使用精度較高的測量儀器，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和工程建設的安全性。