浅析基坑施工信息化监测分析

摘  要：本文以上海某基坑施工信息化监测为例，通过实际监测数据与设计值对比，为相关工程应用提供借鉴。

关键词：基坑施工;信息化监测;监测数据分析

中图分类号：TU753    文献标识码：A       文章编号：2096-6903（2019）03-0000-00

1 工程概况

1.1 项目概况

本工程基坑整体呈“矩形”，长约229 m，宽约157 m，总开挖面积约35421 ㎡，开挖深度4.5 m。按照上海工程建设规范《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ08-2001-2016），本工程基坑安全等级为三级，周边环境保护等级为三级。

1.2 周边环境

基坑3倍开挖深度范围内基本无管线。场地东侧基坑边线距离红线最近距离为2.15 m;场地北侧基坑边线距离红线最近距离为2.26 m;场地西侧及南侧为空地。

1.3 维护设计

本工程基坑采用放坡和混凝土搅拌桩重力式坝体相结合的围护形式，重力坝空间不足的区域采用坑内补偿搅拌桩内插槽钢的围护形式。

2 总体方案

2.1 基坑信息化监测的目的和意义

在基坑开挖过程中，由于受多种因素影响，无法从理论上预判可能发生的问题，并且理论值无法全面且准确的反映工程实时变化。所以在理论指导下有计划地进行现场工程监测是必要的，特别是对于针对本项目较复杂且开挖面积的工程，就必须实施缜密的监测工作。

本工程监测的目的主要有：（1）通过实际数据与报警值作对比，判断上个环节的工艺和参数是否达到预期，同时实现对下一个施工步骤的控制，从而实现信息化;（2）通过监测及时发现实施过程中的环境变形，及时反馈，达到有效掌控对周边环境的影响;（3）通过监测及时调整支撑的受力，使得整个开挖进程处于安全、可控范畴;（4）通过监测及早发现基坑止水帷幕的渗漏，并提请相关单位及时开展堵漏准备工作，防止施工中发生大面积涌砂现象;（5）将现场监测数据提供设计单位，设计可根据现场工况，逐步优化方案，达到安全、经济、合理、快捷的施工目的;（6）通过监测，在换撑和支撑拆除步骤，保障施工科学有序并处于安全状态。

2.2 监测内容

根据本工程的开挖特点、现场情况及有关部门对监测的要求，本工程监测内容为：（1）围护顶部垂直和水平位移监测;（2）地表沉降剖面垂直位移监测;（3）坑外潜水水位监测。

2.3 监测方法

2.3.1 垂直位移监测高程控制网测量

在远离施工影响范围外，布置3个稳定的基准点，沉降变形监测基准网以上述稳定的基准点作为初始点，3个基准点组成水准网，并在每个月进行联测。

基准网观测按照二等水准测量要求执行，水准测量的主要技术参照表1。

2.3.2 监测点垂直位移测量

按照建筑变形测量规范二等水准测量规范执行，垂直位移监测是通过3个基准点间联测一条水准闭合线路或者附合线路，通过水准线路的观测点来测量高程。各监测点高程初始值应在监测工作开始前进行两次测量（取平均），本次高程观测值为本次垂直位移，本次高程观测值减去初始值为累计垂直位移，观测值单位为毫米。

2.3.3 监测点垂直位移测量

采用经纬仪（全站仪）来测试，采用轴线投影法。在某条测线的两端远处选定3个稳固基准点SP1、SP2、SP3， 将测试一起架设于SP1点，定向SP2点，则SP1、SP2连线为一条基准视线，SP3点为检查点。测试前，先对SP1、SP2、SP3，3个基准点进行检查，确定稳定后方可开展观测工作。观测中，应在基准视线上的各监测点设置觇板，由仪器在觇板上读取各监测点至基准视线的垂直距離L。各监测点高程初始值应在监测工作开始前进行两次测量（取平均）观测点本次L值与初始的L值差值即为该点累计位移量，观测点本次的L值即为本次的水平位移，观测值单位毫米。

2.3.4 地下潜水水位监测

在基坑开挖中，必须在基坑内进行大面积降水，以保证基坑内土方干燥，方便土方开挖和土渣清运。止水帷幕效果不够理想，会对基坑周边环境和临近建（构）筑物造成危害，最严重的结果将导致基坑发生管涌、塌方。为使基坑外的浅层地下水位保持一致、合适的水平，使得基坑的周边环境保持稳定。须掌控好对基坑内外浅层水位的动态监测和分析，了解和控制基坑内外降水深度、判定围护墙体系的止水性能，掌握基坑内外浅层地下水的关联。

水位观测管采用钻孔方式埋设：在背离基坑维护墙体外约3米范围内，采用钻机钻孔，成孔后，清除泥浆，将50 mm的PVC管放入孔内 （水位管口应高出地面）。在水位孔四周的空隙下部回填中砂，上部回填粘土，管口用盖子密封。水位管下部需设进水孔，用滤网布包裹水位管，利于浅层地下水渗透。

对于坑内外潜水的动态变化测试，须在基坑工程进行大面积降水之前测得各水位观测孔孔口标高以及各观测孔的水位深度，观测孔的孔口标高减去水位深度为水位标高。初始水位标高为连续二次测试的水位标高平均值，水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量，单位厘米。

2.4 监测项目报警值

围护设计文件要求，本工程各监测报警值如：（1）围护顶部水平、垂直位移： 40.5 mm;（2）地表沉降剖面垂直位移： 31.5 mm;（3）坑外潜水水位监测： 1000 mm。

3 监测成果分析

3.1围护顶部变形监测

在维护墙体顶部设WL1～WL37共37个垂直位移及水平位移测点，各测点在基坑回填正负零后，数据如图1，图2。

3.2周边地表剖面垂直位移监测

基坑周围地表沉降剖面监测共布置13条剖面点，各测点在基坑回填正負零后，数据如图3。

3.3坑外潜水水位监测

基坑周围共布置了11个潜水水位观测孔，各测点在基坑回填正负零后，数据如图4。

4结论及建议

该项目从开工至基坑回填正负零后，所监测数据基本稳定为止。

本工程基坑围护结构经受了大面积降水及大面积开挖等外部因素的各项考验，由于采用了科学合理的施工流程，缜密的监测工作，成功地保障了周边环境的正常运行。证明了本项目围护工程的设计、施工、监测方案是成功的。

总结本工程监测情况，得到以下论述：

（1）围护结构施工期间，对周围环境影响比较大，开展监测工作可以及时反映周边环境的变形规律，保证周边环境的安全。

（2）基坑工程实施的过程中，围护结构总体变形均在可控范围内，围护结构变形整体稳定，证明了围护结构一直在安全可控范畴内，项目基坑工程正常运行。

（3）在基坑开挖过程中，应加快开挖速度，遵循合理的开挖顺序。挖深至底板的标高时，应及时进行垫层浇筑、快速开展底板施工，才能有效的控制好围护结构变形，保证基坑公车的安全。

（4）基坑工程实施中，由于各方对基坑开挖前的降水设计、以及施工组织重视，并且设计针对不同围护体系、维护形式、土质、土层的变化做了较全的准备考虑，并在降水施工时加强了及时监测，为后续基坑大面积土方开挖和渣土清运提供较好的条件。

（5）基坑工程土方开挖阶段和基坑挖至设计标高以后未浇筑底板时，应充分考虑到雨、雪、台风等不良天气的影响。因为该阶段的围护体正处于最不利受力，一旦发生涌砂等不利因素，将会对基坑工程产生极大的恶劣影响。

（6）在基坑实施的过程中，因重视围护墙体和周边环境的变形监测，以及坑内外浅水层、基坑外土体的监测，及时反馈监测数据，有效科学的指导施工，确保基坑工程安全、顺利。基坑监测是保障基坑工程安全，减小经济损失，证明围护设计科学性的有效手段。

参考文献

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[2]林君伟.深基坑多种支护形式对邻近地铁隧道的影响分析[D].昆明：昆明理工大学，2017.

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[4]王剑锋.大直径顶管穿越既有磁悬浮线路施工技术研究[D].上海：上海大学，2010.

收稿日期：2019-06-16

作者简介：孙亚风（1990—），男，湖南醴陵人，专科，工程师，从事岩土工程检测工作。

Foundation Pit Construction Information Monitoring and Analysis

SUN  Yafeng

（Shanghai Civil Defense Foundation Investigation Institute Co.，Ltd.，Shanghai  200237）

Abstract：In this paper， an example of a foundation pit construction informatization monitoring in Shanghai is given to provide reference for related projects by comparing the actual monitoring data with the design value.

Keywords：Foundation pit construction; informatization monitoring; monitoring data