基坑监测技术的研究与应用探索

王 思

（广东中科华大工程技术检测有限公司）

基坑监测技术的研究与应用探索

王 思

（广东中科华大工程技术检测有限公司）

基坑的工程建设是我国地下工程建设和土木工程建设的重要组成部分，为了确保基坑设计、施工的可靠性，除了在分析模型、计算方法、选用概率理论来尽量拟合实际情况以外，还必须进行现场监测。现场监测作为确保基坑工程施工安全可靠进行的必要和有效手段，对于验证原设计方案、局部调整施工参数以及改进和提高设计水平等具有现实的指导意义。基坑的建设有一定的风险性，所以需要相关人员必须做好对基坑的监测，如今对于基坑的监测技术已经得到了相关人员和部门的重视，监测技术也得到进一步发展，但是在我国基坑监测技术的研究和应用还没有得到进一步的提高，还存在着许多需要不断去解决的问题，因此如何做好基坑的变形监测，使基坑工程建设既满足经通过对基坑监测技术的现状分析来总结基坑监测的内容，然后提出如何进行有效的实施。

基坑监测；现状分析；技术研究和应用

随着我国城市建设和交通的不断发展，基坑工程已经深入到更广泛的区域，如城市地铁轨道、水利水电、城市建筑地下室等许多方面的内容。因此对于基坑工程安全的监测也越来越受到社会和工程监测人员的重视，基坑的监测主要是对基坑围护结构好人周边建筑物、道路及地下管线、地下水位等所发生位移、沉陷、倾斜、裂缝等进行实时观测，然后找出问题分析原因，指导施工及时处理，避免造成不必要的损失。据数据统计我国大中城市的建筑高层已经达到7000幢以上，并且几乎每个高层建筑都有很深的地下室，所以对于基坑的监测显得至关重要。需要我们加强监测技术的创新应用和实施，来保证基坑的安全。

1　基坑监测技术的研究现状分析

由于城市的迅猛发展，基坑问题逐渐成了设计和施工的重要问题之一。为了确保基坑设计、施工的可靠性，除了在分析模型、计算方法、选用概率理论来尽量拟合实际情况以外，还必须进行现场监测。现场监测作为确保基坑工程施工安全可靠进行的必要和有效手段，对于验证原设计方案、局部调整施工参数以及改进和提高设计水平等具有现实的指导意义。

基坑工程在传统的应用中一般都规模较小，基坑开挖的面积也较小，所以基坑监测技术的研究还没有得到很广泛的发展，并且技术的应用范围也较小，但是随着我国城市建设的进一步发展，城市高层和地铁线路逐渐建立起来，所以对于基坑监测的技术研究已经得到了相关人士的突出重视并且在监测技术、设备和方法上都有了一定的进展，具体的表现如下：

1.1监测仪器和方法的发展

对基坑进行有效的监测就必须要运用监测技术作为基坑监测的基础，随着基坑监测技术的研究发展，相关的监测设备也得到了进一步的更新和变革，一大批的监测设备的研究和生产部门相继建立起来，并且一些先进仪器已经应用到基坑的监测中。例如：Slope Indiletor公司已经研制出了应用于岩土结构位移的传感器，并应用到基坑岩土位移的实时监测中，并且在我国的一些大城市已经建立了专门的监测设备的开发和设计单位。

1.2监测技术的发展

监测技术是进行基坑有效监测的重要支撑，从我国的监测技术的整体发展来看，虽然有些方面还存在着不足，不能赶超国外一些技术发达的国家，但是相应的技术水平却得到了飞跃发展，我国的基坑工程建设已经建立了基坑监测的监测数据和监测预警的数据库管理系统，使监测施工可以更有效的运行，并且已经利用了GPS定位技术和激光扫描技术等新的技术方式对基坑监测实现现代技术的运用，更加有效的促进基坑的实时监测。

1.3相关法律规范得到发展

为了确保基坑设计、施工和监测的技术规范和应用合理运行，保持基坑周边建筑和地下设施的安全稳定，国家相继出台了一系列的条文规范，例如：《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）、《工程测量规范》（GB50026-2007）等，并且有些地方性的条文规范来根据不同区域的建设程度和地质条件不同的规范条令，如《上海基坑工程设计规程》。这些条文规范对促进基坑建设的规范实施，并确保基坑运行的安全具有重要的保障作用，是我国基坑工程建设技术的政策支撑。

2　基坑监测的目的和内容

2.1基坑监测的目的

首先通过掌握基坑开挖期间，基坑围护结构和周边环境的变形状态，来及时的了解情况，如周边的建筑物状况、交通建设状况的变化等和围护结构发生位移、倾斜等情况。然后通过有效的监测数据来分析基坑发生形变的原因，及时反馈监测数据，做到信息化施工，同时避免不必要的危害发生，使基坑的施工可以安全、经济、有效的运行。同时根据监测的结果和基坑设计参数进行比较分析，找出施工的问题所在，为其它的施工建设提供很好的参考。

2.2基坑监测的内容

基坑工程的建设是城市建筑实施或者地下室开发的一项基础性工程，在基坑建设之前要对当地的水文和地质进行准确的调查，然后决定基坑开挖的设计方案，然后进行具体的施工建设，因此如果各个方面做的不准确都会导致基坑建设出现问题，所以对基坑的监测成为必要，基坑监测的主要内容包括基坑的围护结构监测，如围护结构桩顶的水平位移和竖向位移、深层水平位移、锚索应力，还包括对基坑周边地下水位和周围建筑、道路以及管线的监测等。具体的如表1所示。

表1　基坑现场的监测内容

3　基坑监测的技术应用方法

3.1围护结构顶水平位移监测

通常使用全站仪进行基坑水平位移监测，可以采用极坐标法、小角度法等来测定基坑的任意监测点所发生的水平位移现象。从上文中我们分析基坑监测的内容，首先维护结构墙顶部的水平位移进行监测：①控制点应选在基坑影响范围外稳定区域进行布设，必要时须加盖保护，并设立明显标志；工作的基点应选择相对稳定、通视条件良好的地方进行设立，监测点布设在围护结构顶部合理位置，须避开基坑护栏、防水矮墙等存在监测障碍的地方，并设立明显标志。②观测点和标石的设置，控制点的标志和标设置要严格的按照《建筑变形测量的规程》的规定来进行设置，采用深埋钻孔桩的标石，根据当地的地质和水文状况来设立基点。控制点和工作基点要定期进行联测，复测数据利用平差软件进行严密平差，以判断基准点及工作基点的稳定性。

3.2围护结构深层水平位移监测

围护结构深层水平位移监测也是基坑监测主要内容，对于结构的位移监测通常都会使用测斜仪进行监测，监测点沿围护结构四周布设，使用测线仪测定出基坑围护结构在土方开挖前和土方开挖过程中不同深度的水平位移的变化情况，对前后监测的数据进行分析对比，分析基坑围护结构的倾斜状况。目前国际上对于基坑维护墙顶部发生倾斜现象的监测技术设备主要是滑移式斜测仪器，如图1所示。

图1　测斜仪构造示意图

3.3沉降监测

基坑的开挖会影响周围的土体变化而产生沉降的现象，在进行基坑沉降监测时要采用闭合式的水准路线，利用精密水准的方法来获取水准基点和监测点的高程。水准基点要定期进行检查，以确保水准基点的稳定。这样才能确保监测数据的准确、有效。

3.4锚索应力监测

锚索应力监测点按规范和设计要求进行布设。锚索计与墙体受力面间必须保证有足够的刚度，使锚索受力后，受力面位置不致变形下陷，影响测试结果。一般可采取在测力计和墙体受力面间增设钢垫板的措施，锚索计安装在锚垫板和锚头之间；安装过程应随时进行锚索计监测，观测是否有异常情况出现，如有应采取措施处理。锚索安装时必须从中间开始向周围锚索逐步对称加载，以免锚索计偏心受力；同时还要进行张拉、锁定过程的应力对比测试。

3.5地下水位的监测

基坑周围地下水位监测也是基坑监测的一项必测内容。地下水位监测点沿基坑四周布置，地下水位观测孔埋设采用钻机进行钻孔的埋设，然后要埋设专用的水位观测管，并对观测管进行扎牢避免泥沙堵塞钻孔。水位孔埋设后应注意施工期间的保护，必要时加工对硬化地表下，并加盖保护，日常监测后应及时盖好顶盖，防止地表水的进入。对于地下水位的监测一般采用水位计进行直接监测，然后将得到的数据与基坑开挖前的水位进行对比分析。

4　结语

城市建设的快速发展将使基坑建设得到长足的进步，基坑建设的发展过程中对于基坑的监测已经成为了人们普遍关注的重要环节，我们要加强对基坑监测技术的应用和研究，将现代科学技术充分的应用到基坑的监测工作中，建立一个集技术监测、数据处理和科学预警的全自动基坑安全监测体系，相信在长期的不断研究和发展中基坑的施工、支护和监测技术也将得到进一步的发展。

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TU753

A

1673-0038（2015）18-0179-02

2015-3-10

王思（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事工程监测工作。