基坑监测技术在基坑开挖中的应用

仇锦，李斐，武华宝，车华桥

（1.山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，济南250104；2.济南市清源水务集团有限公司，济南 250014；3.山东农业工程学院，济南 250100；4.山东省公路技师学院，济南 250100）

基坑监测技术在基坑开挖中的应用

仇锦1，李斐2，武华宝3，车华桥4

（1.山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，济南250104；2.济南市清源水务集团有限公司，济南 250014；3.山东农业工程学院，济南 250100；4.山东省公路技师学院，济南 250100）

在基坑支护特别是深基坑支护工程中，基坑监测是特别重要的工作，通过对基坑从开挖到最后回填整个过程的监测，可以了解基坑支护体系的受力和变形过程，同时又能掌握外界条件的变化对基坑的影响；本文以济南某工程为例，建立具体的监测方案，并对监测数据进行分析与评价，实时掌握基坑的变形及内力的变化，进而确保基坑的安全状态以便更好的指导基坑工程施工。

基坑监测；数据分析；基坑开挖；施工

1.基坑监测的重要性

基坑监测是指在施工及其使用期限内，对建筑基坑以及周边的环境实施的安全检查和监控工作，由于地下土体性质、荷载条件等因素的不确定性，在施工前必须做好系统、精确的监测工作，根据现场监测动态信息，对工程项目做出反馈性指导，并且通过监测数据实时反映基坑的施工强度，为控制施工成本提供可靠依据[1]，同时，通过基坑监测有助于施工人员了解地下管线、地下土层、地下设施和地面建筑等所受的影响和程度，及时发现可能发生的危险并采取应急措施。

2.工程概况

本工程位于市中区政府纬二路大院内，拟建建筑物东临站前街，南侧为经二路，北靠昇平街。本基坑东西长约85m、南北宽约57m，基坑采用桩锚支护，基坑深度16.0-17.50m，基坑等级为一级。其建筑物性质见表1。

场区第四系地貌单元属于山前倾斜平原的下部，地形平坦，场地原有建筑物已拆除，上部覆盖少量建筑垃圾，周边多为高层建筑物；场地第四系地层主要为山前冲洪积成因的粘性土及碎石土，下伏中生代燕山期辉长岩，现场地自然地面标高为33.87～34.45米，地下水类型为第四系孔隙潜水，勘探期间测得静止水位埋深7.05～8.00米。

3．基坑支护方案

本基坑工程拟采用排桩支护结构形式，通过高压旋喷帷幕截水，大口径管井降水进行地下水控制，通过对基坑坡顶水平位移和沉降、深层水平位移、周边环境变形、地下水位等监测，为信息化施工和优化设计提供依据，确保基坑支护结构安全及保护周边环境[2]，本工程分为6个剖面：1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6，剖面基坑支护剖面图见图1-6。

表1 工程项目基本信息

图1 1-1

图2 2-2

图3 3-3

图4 4-4

图5 5-5

图6 6-6

4.基坑监测项目及方法

基坑工程现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。针对监测对象的关键部位，做到重点观测、项目配套并形成有效的、完整的监测系统。依据规范及要求针对桩顶水平和垂直位移、周边建筑物沉降、周边管线沉降、桩体深层水平位移、锚索内力、坑外地下水位、地表沉降、周边道路沉降进行监测[3]，监测点布置见图7。

图7 监测点布置平面图

5.监测报警值及结果分析

基坑及支护结构监测报警值和建筑基坑工程周边环境监测报警值[4]分别见表2、表3：

表2 基坑及支护结构监测报警值

注：1.h为基坑设计开挖深度，f1为荷载设计值，f2为构件承载能力设计值；2.累计值取绝对值和相对基坑深度（h）控制值两者的小值；3.当监测项目的变化速率达到表中规定值或连续3d超过该值的70%，应报警。

表3 建筑基坑工程周边环境监测报警值

注：建筑整体倾斜度累计值达到2/1000或倾斜速率连续3d大于0.001H/d(H为建筑承重结构高度)时应报警。

监测结果分析:

（1）桩顶竖向位移

桩顶竖向位移总体呈现下降趋势，说明发生微小的沉降变形，总体变化量较小，数据稳定。相比之下，ZD5点（北侧东段）处变化稍大，截止2014年3月14日，最大累计变化量为-8.30mm。所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内，施工过程中没有发生较大的坡顶竖向位移。从开挖至基坑回填完毕，坡顶竖向位移累计值基本比较稳定。

（2）桩顶水平位移

坡顶水平位移总体呈现上升趋势，说明发生向坑内方向有微小的侧移，总体变化量较小，数据稳定。截止2014年3月14日，最大累计变化量为26.28mm（西侧南段 ZD18）。所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内，施工过程中没有发生较大的坡顶水平位移。

（3）道路沉降

道路位移总体呈现上升趋势，说明道路发生向下发生微小的侧移，总体变化量较小，数据稳定。截止2014年3月14日，最大累计变化量为8.15mm（DL4）。所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内，施工过程中道路没有发生较大的沉降。从开挖至基坑回填完毕，坡顶水平位移累计值数据基本稳定

（4）管线沉降

管线沉降曲线总体呈现下降趋势，总体变化量较小，数据基本稳定。截止2014年3月14日，最大累计变化量为12.70mm （GX5）。所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内，施工过程中没有发生较大的管线沉降突变点。

（5）周边地表沉降

周边地表沉降呈现下降趋势，总体变化量较小，数据较稳定。截止2014年3月14日，基坑北侧一组地表沉降点累计变化最大，其中 DB1为6.74mm，DB2为9.20mm，DB3为6.86mm，DB4为8.43mm。所有观测点的累计值都小于预警值，在控制范围内。

（6）周边建筑物沉降

周边建筑物沉降呈现下降趋势，总体变化量较小，数据较稳定。截止2014年3月14日，在 J16点处达到最大值，为9.27mm。 从开挖至基坑回填完毕，所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内，周边建筑物沉降累计值变化较稳定。

（7）地下水位

地下水位呈现下降趋势，总体变化量较小，数据基本稳定。截止2014年3月14日，在西北角SW1最大累计变化量为2.49m，从开挖至基坑回填完毕，所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内，施工过程中地下水位未出现突变，数据变化较稳定。

（8）排桩内力

排桩内力呈现上升之势，截止到2014年4月18日，南侧最大累计变化量为36.686KN。所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内。以南侧16m处的排桩内力数据进行分析，得下图，可见从开挖至基坑回填完毕，排桩内力逐渐增大，然后趋于稳定。

（9）锚索内力

锚索内力先下降，再上升，然后趋于一个定值，原因在于锚索在施加预应力的初期会有部分预应力的损失，后期为控制基坑的变形内力将不断增大，最后趋于一个恒定值。截止2014年4月18日，最大累计变化量发生在MS8-3处72.042KN。从开挖至基坑回填完毕，所有观测点的累计值都小于预警值，都在控制范围内。

6.结论

从监测的结果来看，目前基坑整体变形控制较好，基坑监测设计与实施比较合理，基坑变形特征及规律明显，通过对基坑开挖整个过程的变形计受力变化的检测，结合现场实际情况，得出以下结论：

（1）通过监测随时掌握土体和支护结构的变化情况，了解临近建筑物、构筑物的变形情况。

（2）将监测数据与设计预估值进行对比分析，为施工开展提供及时的反馈信息，达到信息化施工的目的。

（3）通过对临近建筑物、构筑物的监测,验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题,为基坑周围环境安全制定及时、有效的保护措施提供依据。

（4）由于各个场地地质条件、施工工艺和周边环境不同,基坑设计计算中存在未曾计入的各种复杂因素,通过对现场的监测结果进行分析、研究,将监测结果用于反馈优化设计,为改进设计提供依据。

（5）根据现场巡视检查及仪器观测对基坑工作状态做出分析、判断，当出现异常或危险状态时及时预警，防止基坑及周边建筑发生变形破坏[5]。

[1]蒋宿平.基坑监测技术的研究与应用[C].湖南.中南大学. 2010.

[2]张营.深基坑检测方法与精度要求研究及其工程应用[C].山东.山东大学.2012.

[3]黄鹤，肖敬东等.基坑监测技术在某建筑工程项目中的应用[J].黑龙江水利科技.2010,38（1）：229-230.

[4]于志成，施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[5]夏才初，潘国荣等.土木工程监测技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.

编辑：冯惟榘

Tu6

：A

：2095-7327（2015）-06-0033-03

仇锦（1987-），女，山东济南人，硕士研究生，现从事土建工程管理工作。