城市建筑区深基坑变形监测要点研究

魏东方

【摘要】随着现代化城市建设的发展，城市建筑区深基坑工程的规模不断扩大。受城市建筑区复杂环境条件及深基坑开挖施工等客观因素影响，深基坑往往会出现变形现象，给深基坑工程的施工质量和安全带来了较大风险隐患。因此在城市建筑区深基坑工程施工过程中，施工单位应加强对深基坑结构的变形监测工作。本文将对深基坑工程变形监测工作的重要意义和监测内容进行分析，并结合城市建筑区深基坑工程监测实践对深基坑变形监测的相关要点展开探讨研究。

【关键词】城市建筑区;深基坑工程;变形监测;监测要点

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.014

引言：

在城市建筑区开展深基坑工程的施工建设时，由于城市环境较为复杂，且工程区域周边往往存在临近建筑物存在，施工场地下方也多有地下管線设施及其他相关因素存在，导致基坑工程施工受到不同程度影响。加之深基坑开挖过程中，原地层结构受力平衡被破坏，在各种因素的综合作用下可能会导致深基坑出现变形现象，严重威胁深基坑工程的施工安全以及工程质量。因此，施工单位应高度重视城市建筑区深基坑工程的变形监测工作，充分认识到变形监测工作的重要性，同时应结合城市建筑的实际情况及深基坑工程特点，合理确定深基坑工程变形监测的项目内容，科学选择监测方法，并严格遵守相关技术规范，准确掌握监测点布设、监测频率设定及其他监测要点，对监测数据要进行深入的分析研究，从而为采取有效的深基坑变形控制措施提供可靠的参考依据。

1、概述城市建筑区深基坑结构变形监测工作

在城市建筑区深基坑工程施工过程中，由于土方开挖对原地层结构的受力平衡造成了破坏，且城市环境下工程区域往往存在复杂的建筑物和地下管网及各种设施，这些因素都有可能导致深基坑出现坑底隆起、沉降或深基坑围护结构变形等问题[1]。因此施工单位应指派专业技术人员按相关技术规范要求科学有序开展变形监测工作，动态监测城市建筑区深基坑工程支护结构的变形情况、基坑回弹以及基础沉降变形情况、周边建筑物和地下管网设施的变形情况以及地下水水位变化等，以保证深基坑工程的施工安全。

2、监测城市建筑区深基坑结构变形要点分析

2.1选择城市建筑区深基坑变形监测方法要点

目前，在城市建筑区深基坑工程的变形监测工作中已，发展出多种监测方法，不同的监测内容和项目，所采用的监测方法也各不相同。因此选择监测方法时应充分了解工程区域的地质水文特征、深基坑的设计开挖深度以及周边区域的环境条件等，并充分考虑不同监测方法的适用性、操作便捷性以及经济性等，以确保监测数据客观准确。同时，在深基坑变形监测工作中要积极应用先进的信息化监测技术设备，以便对城市建筑区深基坑工程开挖施工过程中的结构状态进行实时监测，从而实现对深基坑工程结构内外受力情况、沉降位移情况及水土压力等动态掌握，为深基坑工程的施工安全管理及质量控制提供可靠的参考依据。

1）监测城市建筑区深基坑水平变形方法

在对城市建筑区深基坑工程水平方向上的变形情况进行监测时，监测人员应根据深基坑结构特点确定监测点及基准点的布设位置以和布点数量，其中在布设基准点时应选择开挖施工区域外受影响较小的点位，且应确保基准点能满足联测要求[2]。监测人员应对深基坑工程同一水平方向上的监测点进行标记，且该水平方向上的各监测点应在同一直线上，之后再通过经纬仪等观测设备对各点变形量进行测量，以获取深基坑工程在该水平方向上的变形监测数据。如在监测数据中发现明显偏差时，则说明其存在变形情况，而当偏差处于允许范围内时可以继续进行深基坑开挖施工，但应重点加强对该点的观测。

2）监测城市建筑区深基坑垂直变形方法

在对城市建筑区深基坑工程水平方向上的变形情况进行监测时，不同的开挖深度对变形监测的精度有不同要求，监测人员应结合深基坑工程实际情况选择相应的监测方法。一般情况下可以采用多点联测等方法进行变形监测，若深基坑工程对垂直变形监测数据精度要求较高，监测人员则可以选择闭合水准测量方法进行监测。

3）监测城市建筑区深基坑斜向变形方法

对城市建筑区深基坑工程斜向方向上的变形情况进行监测时，一般应采取设置测斜管方式开展监测工作。监测人员应准确掌握深基坑工程区域的地质结构特点，并选择发生塌方事故可能性较高的点位布设测斜管。通常应在城市建筑区深基坑工程开挖施工前1周左右将测斜管埋设到位，而监测深基坑围护结构变形情况的测斜管则应在浇注施工前埋设到位。在地下土体中埋设测斜管时可通过钻孔器及其他设备进行开孔作业，之后将测斜管放入，并用混凝土等对导管进行密封固定。在观测时应确保探头导轮与被测槽口方向一致，然后将其放至管底且应保持几分钟静置，下放时应缓慢匀速[3]。当管内探头温度与作业环境温度达到平衡稳定后即可读取显示数据，以获取监测数据。同时，在监测中应对前两个测回监测数据取平均值，并将其作为初始值，以便对后续测回数据进行对比分析。

4）监测城市建筑区深基坑地下水方法

地下水水位变化是导致城市建筑区深基坑工程出现变形的重要因素，因此也是深基坑变形监测工作中的主要项目之一。在对地下水水位进行监测时，监测人员应按照设计要求进行监测点的布设，并采集相关数据信息。地下水监测一般采用的是埋设水位管方法，监测人员应根据深基坑工程实际情况合理选择钻进成孔方法，科学确定水位管的材料类型以及尺寸规格。在观测时应严格遵守相关技术规范和操作规程，详细记录观测数据，以确保监测数据完整准确。

2.2布设城市建筑区深基坑变形监测点要点

布设监测点是城市建筑区深基坑变形监测工作中的重要环节，监测点布设的科学性和合理性将直接关系到监测数据是否客观全面，能否准确反映深基坑结构的实际状态，因此在布设深基坑变形监测点时，工作人员应充分了解工程区域的地质水文条件，并结合工程设计图纸合理选择监测点布设位置，确保深基坑变形监测点位于深基坑结构的重要受力点，且应在深基坑结构上均匀分布。同时，在布设变形监测点时应合理控制监测点间距，一般监测点之间的距离应在15m左右，监测人员也可以根据深基坑工程现场实际情况对监测点位置以及间距进行适当调整。深基坑变形监测点通常应直接布设在监测目标上，以便准确掌握其沉降以及位移数据[4]。对于地下管道无法直接布点的则可以采取将水泥桩埋设于人行道上的模拟监测方式。在布设地下水水位监测点时，工作人员应全面收集相关水文数据，并在深基坑坑边平行线上选择渗水强以及水量较大的点位布设监测点，且监测点之间的距离一般应控制在20m-30m之间。在布设城市建筑物深基坑变形监测基准点时，则应选择深基坑周围较为稳定的位置，且应便于观测。深基坑变形监测点以及基准点的布设应在城市建筑区深基坑工程开挖施工前完成，以便对深基坑的变形情况进行全过程全方位的观测控制，保证深基坑工程的施工质量和安全。而在完成深基坑变形监测点及基准点的布设后应注意对其进行保护，避免深基坑开挖施工对监测点和基准点造成破坏。4B997900-4459-4218-980D-CB71660E5BA4

2.3确定城市建筑区深基坑变形监测频率要点

在城市建筑区深基坑工程的变形监测工作中，监测人员还应根据深基坑工程周边环境条件、施工进度及其他实际情况合理确定变形监测频率，既要考虑变形监测数据的及时性，也要充分考虑变形监测的经济性，从而在确保深基坑工程施工质量安全的基础上合理控制变形监测成本。通常在深基坑工程施工过程中，若变形监测数据存在明显波动变化或接近临界值时，监测人员应将监测频率适当提高，加大监测密度，以及时掌握变形幅度，为采取相应变形控制措施提供数据基础。而当深基坑变形监测数据处于相对稳定阶段，无明显波动时，则可以将监测频率适当降低。要注意的是，一般在城市建筑区进行深基坑工程开挖施工时，在施工开始阶段的变形监测两测回之间的间隔应控制在2d以内，之后应根据施工进度进行相应调整。而当深基坑工程完成开挖施工后的30d內，仍需持续进行变形监测，但监测频率可以相应降低，两测回之间的间隔可以控制在10d左右，以确保城市建筑区深基坑工程的质量安全。

2.4分析城市建筑区深基坑变形监测数据要点

在获取了城市建筑区深基坑工程的变形监测数据后，监测人员还应在每测回完成后对监测数据进行对比分析，以掌握深基坑结构实时监测值与初始值以及上一测回监测值之间的差值情况，并要对差值变化趋势以及波动幅度加以研究判断。监测人员可以根据监测数据特点采用组合差值对比以及统计检验等方法处理分析深基坑工程变形监测数据，以确保变形监测数据分析判断科学合理，从而及时发现深基坑工程施工风险隐患，保证城市建筑区深基坑工程的施工质量安全。

3、城市建筑区深基坑变形监测实践分析

3.1某城市建筑区深基坑工程概况

某城市建筑区的大型深基坑工程设计开挖深度为18.5m，围护结构为地下连续墙，并结合应用了内支撑结构以及格构柱及其他支护结构。在工程区域内呈潮坪地貌特征，且地层结构较为复杂，有填土、灰色砂质粉土、淤泥质黏土、灰色黏土等分布。同时在施工场地浅部粘性土层内有潜水分布，部分区域分布有承压水和微承压水，因此在该城市建筑区深基坑工程开挖施工中，承压水、上层潜水以及微承压水会对深基坑结构产生一定影响，是可能导致深基坑结构出现变形问题的重要因素之一。

3.2该城市建筑区深基坑变形监测要点分析

在该城市建筑区深基坑变形监测工作中，监测人员应针对深基坑地表沉降、地下连续墙顶部及墙体变形情况、支撑轴力、立柱桩在垂直方向上的变形情况以及地下水水位变化等进行动态监测，以保证深基坑结构的稳定性。

1）科学布设变形监测点以及基准网

该城市建筑区深基坑变形监测工作中应首先进行高程以及水平监测网的布设，并合理确定监测网控制点的数量以及间距。同时应根据该深基坑工程的变形监测要求，在不同的监测项目布设相应的监测点，为后续变形监测的顺利实施奠定良好基础。

2）深基坑工程变形监测要点分析

为监测该城市建筑区深基坑工程坑外地表沉降变形情况，监测人员应根据其设计开挖深度在其深度的2倍范围内设置监测点。监测点应与深基坑工程围护结构的外侧保持适当间距，且监测点数量以及间距应合理。在本次深基坑变形监测工作中，共设置了地表沉降监测点68个。同时，监测人员还应对该深基坑工程地下连续墙的顶部以及墙体侧向变形情况进行监测。其中在地下连续墙顶部布设变形监测点时应选择顶圈梁位置，且应用带帽钢钉进行固定。而在监测墙体侧向变形时，则应设置测斜孔，将PVC管埋设于导槽内，且埋设深度应与钢筋笼沉放深度保持一致。在本次变形监测工作中，监测人员在深基坑主体周边设置了40个测斜孔，且将孔距控制在18m左右。在该深基坑工程变形监测工作中，应严格监测其内撑结构轴力变化情况，以判断基坑结构是否存在变形可能。监测人员可利用钢筋应力计等监测设备对内支撑结构的轴线受力进行监测。在安装应力计时，应选择支撑结构的固定端，且应在其左右两侧分别设置应力计，以准确掌握支撑轴力变化。在深基坑工程的变形监测工作中还应在格构柱顶端设置监测点，以监测深基坑开挖施工中格构柱在垂直方向上的变形情况。此外，在该城市建筑区深基坑变形监测工作中还应加强对坑外潜水以及承压水水位变化的监测。监测人员应在深基坑外约2m内设置观测孔，以监测潜水水位变化情况。根据该深基坑工程现场实际情况，共设置了16个潜水水位测孔，且孔距设定为50m，孔深则控制在8m。而在监测承压水水位时，则应将测孔布设于深基坑主体外围，且与深基坑相距约5m处，观测孔深度应控制在48m左右。

3）科学分析深基坑工程变形监测数据

对该城市建筑区深基坑变形监测数据进行分析发现，当深基坑工程进行垂直开挖时，其沉降变形较为明显，但在完成基础底板部分的浇注作业后，深基坑的变形速度逐步下降，变化幅度呈收敛特点。同时，在开挖施工开始阶段，随着深基坑土方卸载，其围护结构顶部出现了上抬变形现象，但在完成了地下结构和基础底板的施工后，其围护结构顶部则略有下沉，变形趋势逐步减缓。而通过对测斜孔所测的监测数据进行分析，发现表面随着基坑开挖深度的增加，其侧向位移变形量同步加大，但整体侧向变形量相对较小，且变形量在完成底板浇注后逐步趋稳。深基坑内支撑结构轴力在土层分层开挖阶段呈逐步加大特点，随着开挖深度的增加以及后续支撑结构的施工完成，深基坑上层支撑结构的轴向受力逐步下降并趋稳，其变形趋势与轴力变化一致。此外，通过对深基坑区域地下水水位监测数据的突发性进行分析，当降雨量较大时，潜水水位以及承压水水位上升，会造成地下连续墙出现渗漏问题，进而导致深基坑结构产生一定变形，而在采取降水以及防渗堵漏措施后，深基坑变形情况得到了有效控制。

总结：

在城市建筑区深基坑工程施工建设过程中，为保证深基坑结构的稳定性和安全性，施工单位必须加强对深基坑变形情况的监测，及时准确的掌握深基坑结构、工程区域地层以及地下水水位变化等数据信息，才能采取有效的变形控制措施。因此，施工单位必须充分认识到深基坑变形监测工作的重要性，在施工实践中应积极应用先进的监测技术设备，严格遵守各项技术规范，准确掌握深基坑变形监测要点，确保变形监测数据客观全面，并要对监测数据进行科学的处理分析，从而为城市建筑区深基坑工程的施工管理以及质量控制提供可靠的参考依据，推动我国现代化城市建设的健康发展。

参考文献：

[1]胡玗晗.上海某建筑深基坑变形监测方法与成果分析[J].科技创新导报，2018，15（19）：53-54.

[2]邹晨晔.城市建筑区深基坑变形监测实施探讨[J].住宅与房地产，2018（7）：272.

[3]王丰科.高层建筑深基坑支护工程变形监测探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（32）：190.

[4]程道珉.城市建筑区深基坑变形监测的实施与探究[J].城市地理，2017（12）：83.4B997900-4459-4218-980D-CB71660E5BA4