城市复杂环境下的基坑监测技术探讨

王泽宇

（山西潞安工程有限公司 山西 长治 046102）

0 引言

深基坑工程施工是土木工程中最复杂的技术领域之一，其是多种学科为一体的系统性比较强的工程，而且其还具有较强的地域性、风险性以及综合性。近年来，在基坑施工过程中发生事故的现象已经很多，尤其是在人口密集的城市地区，基坑事故造成的伤害更大，在此背景下，基坑监测的技术显得尤为重要。

1 监测系统设置原则

在复杂城市环境下基坑工程施工过程中，设计值会与实际值存在一定的差别，这是不可避免的，工程的实际工作情况通常与设计的预估值通常会存在一定的差异，甚至有时候这个差异会很大，而且这个差别会随着周边环境的复杂程度的变化而变化，因此，仅仅通过预估值是不可能完全准确而全面的反应基坑工程的实施情况的，在基坑施工过程中进行现场采用合理的科学的检测手段来进一步的保障基坑施工环境的安全是非常有必要的。

基坑开挖施工监测工作比较复杂，并且集成度比较高、系统性比较强，因此是一项系统工程，在监测过程中监测工作效果的好坏与监测方法的选取及测点的布设有着直接相关，甚至在某些时候起到了决定性的作用。目前监测系统的设计原则有以下五点：可靠性原则；多层次监测原则；重点监测关键区的原则；方便实用原则；经济合理原则。

2 监测项目的确定

一般来说，施工过程中对现场监测的内容主要可以分为两大部分，第一部分就是围护结构本身，同时这部分也是监测的重点考虑对象；第二部分就是与工程施工相关的环境监测。围护结构是维持工程的支柱，同时也是基坑施工过程中必不可缺少的一部分，其包括维护桩墙（地下连续墙等）、支撑（脚手架、便桥等）、圈梁（维护梁的）、立柱（支撑立柱、监测立柱等）以及坑内的土层等。

为了进一步对基坑工程详细描述，将监测项目细分为工程重点结构部位的监测，也就是基坑支护结构变形监测、基坑周边沉降位移监测、围护结构深层侧向变形监测、地下水位监测等。

2.1 基坑支护结构变形监测

在基坑施工过程中，对监测系统的布设要依据工程的实际情况以及基坑周边环境的具体情况来考虑，在对监测控制网布设时既要考虑施工期不会对监测过程造成影响，另外，也要保证监测网能够持续监测到工程构筑物的完工，在此过程中不仅要保证监测数据的真实有效性，而且还要保证监测网的稳定性，只有这样才能有效的面对复杂的工程施工情况。

基坑支护结构监测点的设置：复杂城市环境下，由于基坑所处的位置比较特殊，并且影响的范围比较大，因此监测点的设置要考虑多个方面，应根据基坑支护结构的形状、材料、设计思路和施工方法以及工程地质情况来确定，在设置的过程中充分考虑上述的因素，并不能一概而论，唯有这样才可以充分的发挥出监测点的功效，进而能够顺利的完成监测工作，来对基坑工程进行有效的监测。

围护结构的水平位移与沉降位移监测：围护结构，例如地下连续墙墙顶水平位移及墙身水平位移（测斜）可最直观、最准确的反映基坑变形部位、变形量、发展趋势。能快速准确预判基坑风险，对地连墙墙顶和墙身变形的准确的把握，并经过类似深基坑工程的验证，此监测项目为最有效的手段之一，并作为贯穿始终的重要监测项目。

3 基坑周边沉降位移监测

根据设计要求，对基坑周边3倍影响范围内建筑（构）物进行监测，监测点布设应反映建筑物不均匀沉降，且位于主要影响区监测点沿外墙间距为8～12m，或每隔两根承重柱布设1个监测点；位于次要影响区，监测点沿外墙间距10～15m或每隔2～3根承重柱布设1个监测点，外墙转角处必须布点。用电钻在建筑（构） 物的外墙上按设计位置钻孔，打入沉降钉作为监测点，并与待测结构结合可靠，不松动，用红色油漆标明点号和保护标记。注意监测点埋设时避开雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观察的障碍物，并应高于室外地坪0.15～0.3m。

3.1 围护结构深层侧向变形监测

随着基坑开挖深度的不断加深，需要测定基坑周边的土体中不同深度的水平位移变化情况，因此需对基坑开挖阶段周边土体的纵深方向的水平位移进行监控。首先应预先在基坑周边及支护桩后的土体中埋置用于测斜的特别套管，通过测量这些预先埋置的特别套管的变形，从而获得基坑周边的土体在不同深度的各点水平位移发展变化情况，从而得出围护结构的安全性。

使测斜仪测读器处于工作状态，将测头导轮插入测斜管导槽内，缓慢地下放至管底，在恒温一段时间后，由管底自下而上沿导槽全长每隔0.5m读一次数据，记录测点深度和读数。测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上述方法再测一次，测点深度同第一次相同。并且注意每一深度的正反两读数的绝对值宜相同，当读数有异常时应及时补测。

在基坑开挖前3～5天内用测斜仪对同一测斜管作3次重复测量，确定处于稳定状态后，以3次测量的算术平均值作为侧向位移计算的基准值。

3.2 地下水位监测

基坑周边的地下水位的高低对基坑结构的稳定性起着至关重要的影响，如果基坑底部水位过高的话，地下水就容易从土层中渗透到基坑底，进而对基坑周边的护坡产生危害，容易造成滑坡或者大量渗水的危害，这严重危害了基坑的正常施工，还有一种可能就是由于坑底水位的过高，就会造成地下承压水的水头压力大于隔水层的自身重量。因此，在基坑施工过程中要非常重视对地下水位的监测，时刻记录监测数据来确保施工环境的安全。因此对地下水位进行监测有着重大的意义。所以各等级的基坑工程都要求时刻监测水位的变化，并时刻上报检测数值以及建立起安全预警的相关机制，进最大可能来确保监测的及时性以及准确性。而对于一些地下水位比较高的观测井，可以不用钢尺水位计而直接利用钢尺测量，记录钢尺湿迹与观测井顶部的距离，并由此可以直接计算出地下水位的高程。因此要确保钢尺的有效长度大于空口与地下水位的距离。在对地下水位观测井埋设过程中用钻机钻孔到设计的指定位置，并且在孔内埋入虑水塑料袋套管，另外保持套管与管壁之间用干净的细沙填实，并防止泥浆堵塞观测孔，孔上加盖，做好保护工作。

4 结语

根据上述研究成果，我国其他城市基坑项目监测方案的设计提供了相应的理论参考和具体基坑施工的借鉴，因此，此项研究成果有着较强的理论意义和实践意义，值得去进一步的深入研究，并对监测数据进行了分析与评价，为该基坑的安全施工提供了可靠的保障。