浅析深基坑监测及数据分析方法

乔杨腾

摘要：现如今，随着科学技术的飞快发展，国民经济不断上升，国家土地资源日渐紧缺。许多高层建筑在设计深基坑时，由于其所处环境比较复杂，多建于密集的建筑群中，基坑四周含有其他复杂结构，如建筑物、道路的地下管线等。因此在这样复杂的建筑环境下，为更好的便于土方挖掘，且不破坏周围环境，安全合理的设计深基坑支护结构，以及结合实际情况科学合理设计基坑施工成为当下深基坑施工的重要内容。

关键词：深基坑;监测;数据分析

1基坑监测的重要性

在基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起维护结构承受荷载并导致围护結构和土体的变形，围护结构的内力（围护桩和墙的内力，支撑轴力或土锚拉力等）和变形（深基坑坑内土体的隆起、基坑支护结构及其周围土体的沉降和侧向位移等）中的任一量值超过容许的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响，由于深基坑开挖工程往往在建筑密集的市中心，因此，施工场地四周有建筑物和地下管线，并且基坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。在深基坑工程施工过程中加强监测可以有效的避免重大安全事故的发生。完整、规范、准确的工程施工安全监测体系，可以避免工程施工造成的基坑变形过大过速、周围地面沉陷、地下管线破裂、建筑物倾斜或开裂等现象，进而避免不必要的损失和负面影响。

2项目概况

2.1监测目的

基坑监测最直接的目的就是为了验证勘探结果、设计参数、支护结构施工质量、现场管理技术等，还可以保护周边环境，如已有的建筑、管线及路面。应注意在监测开始前一周前应埋设好各项监测点位并采好初始值，例如周边建筑物的沉降、地下水位、管线沉降、锚索应力等等。

2.2监测频率

在建筑基坑开挖时，应按照设计要求及规范对基坑进行监测，开挖深度不同监测频率也不一样，应该根据开挖深度及监测结果来逐步加密。当底板浇筑完成后，如未出现异常情况、就可根据规范及设计要求适当降低频率，直至基坑回填完成。

3监测方法

3.1基坑围护结构坡顶水平位移监测

基坑施工过程中，基坑围护结构由于基坑的开挖卸载及其他基坑变形影响因素会发生水平位移变形，为监测基坑围护结构坡顶的水平位移变形情况并及时发现潜在的危险，并且需要进行基坑围护结构坡顶水平位移监测。

3.2基坑围护结构坡顶垂直位移监测

基坑施工过程中，基坑围护结构由于基坑的开挖卸载及其他基坑变形影响因素会发生垂直位移变形，为监测基坑围护结构的坡顶垂直位移变形情况并及时发现潜在的危险需

3.3要进行基坑围护结构坡顶垂直位移监测。

环境建（构）筑物垂直位移监测基坑施工过程中，由于基坑开挖卸载及基坑的降水，基坑周边影响范围内的已建建（构）筑物的地基稳定性会受到影响，产生垂直位移变形，为监测已建建（构）筑物由于基坑施工而产生的垂直位移变形，需要进行环境建（构）筑物。

3.4垂直位移监测

环境地表垂直位移监测基坑施工过程中，由于基坑开挖卸载及基坑的降水，基坑周边影响范围内的地表会产生垂直位移变形，为监测基坑周边地表由于基坑施工而产生的垂直位移变形，需要进行环境地表垂直位移监测。环境管线垂直位移监测基坑施工过程中，由于基坑开挖卸载及基坑的降水，基坑周边影响范围内的管线会产生垂直位移变形，为监测基坑周边地表由于基坑施工而产生的垂直位移变形，需要进行环境管线垂直位移监测。

3.5深层水平位移监测

基坑施工过程中，基坑围护结构及周边土体，由于基坑的开挖卸载及其他基坑变形影响因素会发生水平位移变形，为监测基坑围护结构及周边土体整个围护深度内不同深度的水平位移变形情况并及时发现潜在的危险，并且需要进行基坑围护结构深层水平位移监测。

4监测数据分析

在基坑监测过程当中，监测项目和监测点位数量较多，因此，选择几个为对基坑安全影响较大的项目展开分析。

4.1周边地表沉降观测

如前所述，监测点位应在施工开始一周前布设好并采集好初始值，这样是为了尽可能的减小施工时产生的误差。当周围有机器和人员时，监测数据就可能会产生误差。周边地表沉降观测，从基坑开挖前时开始布点和初始值采集。在点位埋设时应满足以下要求：变形监测点应布设在变形体上能反映变形特征的位置：（1）点位应稳固，点位应避开障碍物，便于观测和长期保存。（2）变形监测点布设的位置应能够准确、全面反映沉降特征和便于分析，同时要求布设的监测点能够突出反映地表控制部位的变形情况。（3）各类标志的立尺部位应加工成半球型或有明显的突出点，并涂上防腐剂。在开始施工时，周边地表有较小范围的波动，随着基坑开挖深度的变大，周边地表的沉降数据也在变大，当基坑开挖完成，底板浇筑完毕后，数据趋于稳定，监测数据曲线图程“弓形”。这是因为当土方开挖后，原本处于平衡的土压力由于基坑内测的土压力卸掉，这就使两边的土压力不平衡，周边的土便向基坑方向施加土压力，导致地表出现不同程度的沉降。

4.2锚索应力监测

通过对锚索内力的监测可以掌握支护结构的受力情况及趋势，判断支护结构及支护形式是否在设计允许和安全范围内。本项目在深基坑区域使用了锚索+SM工法桩的支护形式，没有内支撑结构。锚索应力的布设方法应当满足以下条件：（1）应按照现场锚索的直径埋设相应直径的锚索计。（2）应当在锚索预应力张拉测试前安装好锚索计。（3）当锚索计安装完毕后，应把锚索计的导线拉出地面并固定，同时抄录导线编号。随着基坑开挖的深度增加，锚索受到的拉力也在不断变大。浇筑完底板后锚索应力趋于稳定，在较小的范围内波动。之所以锚索应力会继续增大是因为当时正值南昌市的雨季，这段时间内连降大暴雨，增大了孔隙水压力，也加大了侧向土压力，导致锚索应力增大，接近报警值。后稳定在最高的位置，是底板浇筑的时间段，并且随着基坑慢慢回填，应力慢慢下降，直至稳定。暴雨天气对基坑影响十分严重，若是基坑降水不及时对支护结构是一个严峻的考验。雨水增大了空隙水压力，致使周围土体含水量增大，加大了侧向土压力。雨水还会对支护结构造成破坏，水压力增大极有可能造成基坑涌水现象，致使基坑垮塌，造成人员生命和财产的巨大损失等十分严重的社会影响。还会延误工期、追加造价和影响周围居民的正常生活等负面效应，加大了投资方的负担，同时也给城市建设和企业形象造成不良影响。

结语

基坑监测是一项综合性的工作，在保证监测数据及时、准确的同时，各项监测数据之间仍需相互验证，方可准确判断基坑安全，例如锚杆轴力的衰减需与水平位移同时进行解读方可判定基坑边坡的安全性，避免以偏概全。在基坑开挖过程中及完成后对地下水水位、桩顶水平及竖向位移、深层水平位移、锚索轴力、周边建筑沉降进行了详细监测，充分实现了信息化施工，随时掌握了基坑支护结构及周边建筑的状态，确保施工安全。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012

[2]北京市地方标准.建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）.北京：北京城建科技促进会，2007

[3]薛丽影，杨文生，李荣年.深基坑工程事故原因的分析与探讨[J].岩土工程学报，2013，35（s1）：468-473.