基坑监测在深基坑工程中的应用

河南工业大学 朱 辉 尹正贵

随着地下空间在土建工程中的利用程度越来越高，基坑工程蓬勃发展，主要体现在基坑工程规模更大、组合使用的支护方式更多等。同时，由于周边开挖环境复杂，基坑开挖对周边建筑、管线道路的影响也较为严重，这就要求施工人员采取更多的措施来提高基坑施工的安全性。其中，基坑监测是一种保证基坑安全最实用也是最有效的措施。

一、基坑监测的发展历程

城市空间利用率不断提高、高层建筑大量建设促使了深基坑工程的发展，基坑监测是伴随着深基坑工程不断壮大的发展而来。20世纪前期城市高层建筑开始涌现，基坑开挖深度和面积不断增大，同时机械仪器也更加准确实用，人们开始把监测运用到基坑开挖过程当中。20世纪60年代，奥斯陆和墨西哥地区有软土土质的深基坑运用了监测设备，在施工过程中进行了较为系统的基坑监测，这是较早的基坑开挖运用监测技术进行指导施工的实例。随着经济、技术、科学的发展，20世纪90年代出现了现场监测、数据分析、信息反馈的信息化施工的概念，基坑监测在基坑工程设计、施工中发挥了更重要的作用。

二、基坑监测的应用现状

国内自20世纪80年代监测技术在基坑工程中开始部分运用，经过大量的基坑施工经验和设计理论研究工作，目前已经取得了长足的进步，大多数深基坑工程采取全方位的基坑监测。主要表现在以下几个方面。

1.监测仪器多样化，包括机测式、电测式监测设备。目前常用的监测设备有：监测支护结构位移的经纬仪、水准仪、测斜仪、裂缝监测仪、分层沉降仪，监测内力、压力的：土压力盒、频率仪、钢筋应力计，测量水位的钢尺水位计、孔隙水压力计等。同时监测仪器的精密度更高，伴随着监测数据测量仪器的发展，相应的数据处理软件也不断更新。

2.监测技术理论不断发展，国内对工程数据及监测理论进行不断的探索研究，取得了大量的有关监测技术的成果。例如胡友健（2001）建立监测数据库，预测模型中采用定量指标判别工程支护安全性；袁勇军（2005）采用测地型GPS 进行基坑基点的监测，该方法高效准确；姚黔贵（2005）提出城市深基坑工程对监测信息进行动态的反馈能够有效地提高工程施工安全性；任丽芳（2006）提出了深基坑工程发展方向是进行信息化施工并建立完善的险情预警系统。

3.监测广泛性，通过近20年的发展，监测技术更加完善，我国先后颁布了一些国家规范以及地方规程指导工程的基坑监测，为基坑监测的广泛运用提供了有利条件。目前基坑监测项目、监测流程比较成熟，能够合理、经济的完成监测目标。同时预测技术的快速发展使得基坑开挖安全性及效率得到提高。

三、基坑监测的作用

基坑监测作为信息化施工的基础条件，其作用是通过在监测点监测基坑开挖过程，获得支护结构和基坑周边环境的监测数据，分析其变形、内力、稳定性状态，及时修正施工方案中的不足并指导下一步的基坑开挖。主要总结如下。

1.保证支护结构的安全有效，通过监测支护结构的变形、内力发展，掌握支护结构的稳定性。由于基坑开挖过程中不可预见性因素较多，对基坑支护设计中的不足要及时发现修正，完善的支护结构监测能够可靠的指导支护结构的设计和施工。

2.确保周围环境不受影响，深基坑的影响范围较广，有研究表明开挖深度3倍的范围内都有可能受到影响，对于周围建筑林立、管线道路密集的开挖环境，需要制定完善的周围环境监测控制网，保证业主和社会的利益。

3.完善监测技术，通过收集监测数据，进行监测理论的研究，同时为工程建设提供可靠的参考数据，促进基坑工程的健康发展。

四、基坑监测的内容

深基坑监测主要分为支护结构和周围环境两大内容，根据监测对象的不同可分为支护结构体系、水土体系、周边环境3个方面。

1.支护结构体系监测项目包括桩墙的顶部水平位移和沉降、桩墙深度范围内的水平位移和应力、土钉锚杆的轴力、立柱的沉降和内力、圈梁的水平位移和内力；主要用于设计计算的验证，修正计算中的偏差，根据监测数据判断是否达到报警值，指导基坑的下一步开挖。

2.水土体系监测项目包括坑内土体的土压力和隆起、坑外土体的水平位移及沉降、坑内地下水水位、坑外地下水水位和孔隙水压力；主要是用于土体稳定性和降水效果的跟踪，及时发现问题采取必要的措施，保证降水符合设计要求和整个基坑工程的稳定性。

3.周围环境监测项目包括周围建筑管线的位移和倾斜裂缝、地下水位、周围土体的沉降；主要用于周围环境的安全监测，保证基坑开挖不影响周边设施的安全和周边社区单位的正常运行工作。

上述项目是深大基坑开挖进行监测时需要考虑到的项目，对于基坑规模较小、土层土质较好、周边环境不太复杂的基坑工程，可以根据具体基坑特点，针对稳定性不高的区域重点监测，达到安全、合理、经济、便捷施工的工程监测目的。

五、结论

本文，笔者对基坑监测的发展现状和监测内容进行了叙述及分析。在当今深基坑工程不断发展的情况下，工程监测以其技术成熟、投入较小、广泛性的特点在工程施工中起到了重要作用，保证了基坑工程的安全性、经济性，促进了基坑工程的发展。