吴建健
中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队 350001
摘要：近年来，随着我国城市用地的高效化利用，经济建设取得了飞速的发展，众多的大型、超大型土木工程项目也随之横空出世，如城市地铁工程、南水北调工程、上海中心大厦等，这些项目的顺利开展也为中国赢得了世界称赞的目光。本文以此为背景，就桩锚支护下深基坑的开挖变形检测与信息化施工过程进行了相关探讨。
关键词:深基坑；变形监测；警戒值判断
引言
深基坑工程，指的是在进行建筑结构的地下部分施工时，除了进行基本的土体开挖、边坡支护等工作，还要兼顾对周边建筑物、构建物、地下管线以及交通道路的维护和监测，以此来保证施工安全和施工质量的一项综合工程。深基坑工程在施工过程中涉及范围众多，需要面对众多问题，如场地环境问题、气候问题、地质问题、地下水问题以及施工程序问题等，这些都需要施工单位去逐步的解决和完善，解决这些问题的前提都离不开以监测工作与数据为依托。
一、桩锚支护下深基坑结构体系出现事故的原因分析
在深基坑结构的开挖和支护施工过程中，施工设计人员往往要综合多种情况来提高深基坑结构的稳定性，但很多时候，深基坑结构在施工过程中仍会出现诸多问题，原因概括如下：第一，从岩土工程的勘察工作来看，由于施工环境包括了各种水文性质、土层性质以及岩层性质等信息，导致勘察工作所得到的数据具有较大的离散性，数据收据难以做到全面；第二，从深基坑的施工位置来看，大多位于市区，这就会导致深基坑结构周边各类建筑物、构筑物以及其他市政配套设施受到影响，这些都明显的增加了深基坑工程的施工难度；从设计上看，理论的计算值与现实情况势必会存在出入，误差累积到一定程度后便会明显的影响结构；从气候环境来看，深基坑施工过程如果遭遇雨水的冲刷和浸泡，再加上地下水的渗透，则极易发生失稳现象；从施工质量上来说，深基坑的开挖过程中难免会出现人工操作和机器操作的失误。在这种情况下，通过系统监测，则能从很大程度上了解不确定因素的变化情况和变化趋势，继而提前进行修护。
二、桩锚支护下深基坑开挖变形监测项目运用情况及相关方法分析
（一）桩锚支护下深基坑开挖变形监测项目运用情况
按照我国对施工监测工作的相关规定和要求，全国绝大部分的深基坑工程都配套了相应的施工监测体系。在监测过程中，施工单位根据其施工的具体环境，以当地的工程地质状况、水文状况以及基坑的施工用处等方面为参考，设定了必要的监测项目，以此来保证施工结构本身以及周边环境的安全和稳定。具体监测项目列举如下：
（1）对深基坑结构的支护结构进行水平位移监测。该监测项目是整个监测工作的核心组成部分，通过对支护结构的水平位移进行监测，能及时得出支护结构的形变和受力情况，进而对可能出现的恶性形变或结构失稳等情况进行提前预防和解决。水平位移的形变量明显，观测灵敏度也较高，成为了监测结构稳定性的重要内容。
（2）对深基坑支护桩结构以及土层进行深层的水平位移监测。该项监测内容可直接反应出深基坑结构在垂直方向土层上的水平位移情况，同时也能反应出深基坑的围护结构内部发生的形变情况。该监测项目与上述监测项目互为补充，由外到里，由浅到深，进一步完善了监测工作。
（3）对深基坑的沉降情况进行监测。对沉降情况进行监测可反映出以下两个重要内容：第一，可反映出深基坑开挖之后，深基坑结构在其垂直方向上因卸荷而导致的土体原始应力改变的情况；第二，可反映出深基坑结构周边的建筑物以及地下管线等结构因施工而受到的影响。
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（4）对深基坑结构支护桩应力的监测，以及对桩锚支护结构进行锚杆应力监测。目的主要是对深基坑结构的支护结构和锚杆结构在受力方面进行综合的把握。
（二）桩锚支护下深基坑的开挖变形监测方法
（1）对深基坑结构中的支护结构进行水平位移上的监测
在对支护结构进行水平位移监测时，建议将传统的经纬仪视准线法改为利用全站仪的三维坐标法，具体分析如下：第一，视准线法的应用受周边环境的影响较大，由于施工现场周边往往会堆积大量的建材，再加上周边密集的建筑结构，都为视准线法的实施带来了极大的阻碍，这种情况下监测工作对准确性的要求便难以达到；第二，采用视准线法进行位移监测时，工作量大，工作效率低，难以满足现代监测技术对自动化和及时性的要求；第三，利用视准线法时，需要预先对深基坑结构的基准线长度进行测算，操作繁琐，且其在测距精度上只能到达毫米级，远远达不到监测工作对精确度的要求，虽然经纬仪在测角方面可以满足监测对精确度的要求，但如果同时利用二者进行测距和测角工作，则监测成本就会大大增加。
（2）对深基坑结构进行沉降监测
在对桩锚结构下的深基坑进行沉降监测时，建议将传统的精密水准仪监测法改为利用全站仪的三维坐标法，具体分析如下：第一，单纯利用精密水准仪对深基坑结构进行沉降监测工作时，操作过程过于繁琐，且监测周期较长，无法满足监测工作对即时性的要求；第二，当不需要对仪器高和棱镜高进行精确测算时，高精度的全站仪在精度上可以满足精密水准测量的要求；第三，非三维坐标法无法对建筑物的顶部结构进行沉降检测，虽然同时使用水准仪和全站仪可以弥补该监测漏洞，但成本过高，因此，还需要借助三维坐标法进行检测。
（3）传感器在深基坑结构监测过程中的应用
传感器在深基坑结构的监测过程中发挥出了显著的作用，在结构的深层水平位移监测、支护结构的应力监测、地下水位的监测以及土层压力的监测等方面，都是应用了物理传感器法进行监测工作。传感器在监测过程中有很多优点，比如，传感器能随时获取土体内部结构发生局部相对形变时的信息变化，还能实现对深基坑结构进行长期连续的自动化监测，进而满足了监测工作对即时性、准确性和连续性的要求，但传感器法也有不可避免的确定，比如传感器的侦测范围有限，只能局限与局部结构的监测，再如传感器的传输信号极易受到施工环境的影响，因此，传感器要想真正的在深基坑结构的监测工作中被推广，还需要在其自身的灵敏度、稳定性、耐久度、精度以及介质相容性等方面进行改善和提高。
结语
综上所述，深基坑工程的施工过程充满了各种的不确定性和复杂性，这就需要施工单位和施工设计者做好对深基坑开挖过程的变形监测工作，以此来做到对情况的实时把握，同时要完善深基坑的信息化施工，通过建立起准确的数据分析体系来对整个深基坑工程进行精确的管控，只有这样才能真正提高桩锚支护下深基坑开挖施工的质量和安全，进而推进我国土木工程技术的发展。
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论文作者:吴建健
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/26
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