摘要：近年来随着城市化进程的不断深入，高层建筑如迅雷之势在各城市拔地而起，基坑数量也随之猛增，在基坑施工中，基坑及周边相邻建筑物等变形监测显得越来越重要。本文介绍了基坑监测的主要内容并结合具体实例，对监测主要的内容进行了分析，希望在实践上对基坑监测起到一定指导作用。
关键词：基坑监测 水平位移 竖向位移 深层土体位移 锚索内力 稳定性分析
1 前言
目前基坑开挖深度已从5ｍ～6ｍ发展到12ｍ～15ｍ，甚至更深，开挖中不可避免地引起不同程度的坑周围土体应力释放及地下水流动，导致支护结构体系和坑周地层的位移，从而造成周围建（构）筑物、地下管道等建筑设施的变形，当变形过大时则可能使建筑设施发生开裂乃至破坏，甚至给施工企业造成巨大损失，而且会威胁到周围居民的生命与财产安全，因而基坑监测及稳定性分析在基坑施工过程中占有重要地位。
2 基坑监测
2.1基坑监测
建筑基坑监测就是凭借监测手段，对支护结构体系、土体系统、水力系统及周边环境四个方面进行监测。
支护结构监测主要是对支护结构的内力及位移进行监测，包括桩墙的顶部水平位移和沉降、桩墙深度范围内的水平位移和应力、土钉锚杆的轴力、立柱的沉降和内力、圈梁的水平位移和内力。主要用于设计计算的验证，修正计算中的偏差，根据监测数据判断是否达到报警值，指导基坑的下一步开挖。
土体系统监测是指围护墙体外侧和内侧主动土压力和被动土压力，坑外土体水平位移与沉降，坑内土体的隆起。主要是用于土体稳定性的跟踪，及时发现问题采取必要的措施。
水力系统监测是指对地下水的水位、水量、水质、水温及流量流速等在人为降低地下水位，疏干基坑漏水以及采取的基坑支护、回灌等工程措施的影响下，随时间变化规律的监测。主要是用于降水效果的跟踪，及时发现问题采取必要的措施，保证降水符合设计要求和整个基坑工程的稳定性。
周围环境监测一般是指在从基坑边起至开挖深度约2.0-3.0的距离范围内的建（构）筑物、道路、地下管线等进行监测。
在选择监测内容时应考虑基坑工程等级、邻近建筑(构)物及地下管线的重要程度，距基坑的距离、工程费用。
2.2基坑的稳定性分析
根据各物理量的变化过程曲线，划分急剧增长段，缓慢增长段及基本稳定段，判断其稳定程度及提出对下部施工预报的意见。实测资料经过分析后，确定各物理量的绝对值，变化速度等指标，作为判断稳定的标准值。经过相关分析，找出各物理量和时间进尺的关系，推算各物理量随开挖进尺、时间推移的变化趋势。
3 工程实例
3.1工程概况
某基坑工程东20m城市主干道，南25m有高档酒店，西距湖有200m，北侧10m有巷道。总规划用地总面积为50公顷，总规划建筑面积约150万平方米。该项目基坑外轮廓尺寸约300m×180m。基坑支护设计深度H取12.70m,主楼取14.90m。基坑设计安全等级为一级。
3.2监测内容
根据工程地质资料、周边环境条件、招标文件要求等确定工作内容为：桩顶水平及竖向位移监测；土体深层位移监测；锚索内力监测；周边重要建筑物、周边道路。
3.3监测仪器及精度指标
水平位移：采用拓扑康全站仪按极坐标法观测，精度：水平角观测为0. 5″，测距精度为0.5mm+1ppm•d。按照国家二级变形测量的精度要求进行施测,基坑顶部水平位移监测精度按监测点点位中误差≤1.0mm控制；竖向位移监测采用美国天宝Trimble-DiNi03电子水准仪配一对3m铟钢尺，按二级水准测量要求进行观测,监测精度按监测点测站高差中误差≤0.3mm 控制。
深层土体位移：采用武汉基深勘察仪器研究所生产的CX-3C型测斜仪，具有现场采集自动存储，微机处理自动整理功能。技术指标如下：探头尺寸：CX-3C系列：长780mm、直径φ28mm，导轮间距：500mm测量精度：±0.1mm/500mm，分辨率±0.02/8秒；系统精度:±4mm/15m。
锚索内力：采用JTM-V10A型频率读数仪读取锚索测力计的数据，对锚索内力进行监测，锚索拉力传感器安装在锚具与腰梁之间，锚索拉力传感器在安装之前必须经过伺服机标定，标定后在预应力锚索张拉时安装到上述位置,量测精度不低于0.5%F•S，分辨率不低于0.2%F•S。
地下水位：采用JTM—9000电测水位计，对于水位动态变化的量测，可在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。精度不低于10mm。
3.4监测结果统计分析
3.4.1桩顶水平位移监测
桩顶布设了53个监测点，随着基坑土方开挖，支护结构桩顶各位移监测点的变化量增加较快，当基坑开挖到设计标高后，变化量逐渐减少，随着底板施工的完成变化量趋于稳定。监测点的典型曲线如图1所示，各个监测点的数据变化趋势基本一致，各监测点位移经历了从缓慢变化—较快变化—最终稳定三个阶段，与基坑开挖的阶段基本同步。
3.4.2桩顶竖向位移监测
桩顶布设了53个监测点，在周边建筑物及道路布设了56个沉降监测点，各个沉降点的变化趋势基本一致，也都经历了从缓慢变化—较快变化—最终稳定三个阶段，与水平位移的变化基本一致。监测点竖向位移典型曲线如图2所示。
3.4.3深层土体位移监测
本次布设12个深层土体位移监测点，从三期测斜点水平位移—深度曲线图3分析可以看出：随着基坑开挖，基坑侧壁处的土体向基坑内侧位移相应增加，最大水平位移点随土方开挖不断下移， 开挖到底后，侧壁土体水平位移量及位移速率都明显减小， 底板施工完成后， 基坑侧壁土体趋于稳定。
3.4.4锚索内力监测
本次安装了9个锚索测力计，在整个开挖过程中，锚杆拉力随基坑开挖逐渐增大，当基坑开挖到底后拉力变化较小趋于稳定，锚杆拉力在基坑整个施工过程中变化均匀，锚杆拉力最大变化值小于设计要求预警值，锚索内力变化典型曲线如图4所示。
图3 图4
4 结论
（1）一般情况下，基坑的变形主要发生在基坑开挖阶段，开挖完后， 侧壁土体水平位移量及速率都明显减小，底板施工完成后，基坑侧壁土体趋于稳定。但在遇特殊情况，如下大到暴雨等，必须加强巡视并增加基坑监测的次数。
（2）周围环境的监测必须作为整体对象进行，如周围建筑物只监测建筑物的一侧，就无法准确的分析此建筑物的稳定性。
（3）多种监测手段的结合是相当必要的，数据能相互验证，可以较全面、系统、准确地掌握施工信息，及时指导施工，确保基坑安全。
（4）基坑监测应合理评估选择监测内容，避免不必要的成本消耗。
参考文献
[1]彭振斌，深基坑开挖与支护工程设计计算与施工[M]，武汉:中国地质大学出版社，1997.
[2]高大钊等，深基坑工程[M]北京：机械工业出版社，2003.
[3]伊晓东，李保平，变形监测技术及应用[M]，黄河水利出版社，2007(2).
[4]叶永锋，建筑物基坑监测及其数据分析方法探讨，建筑科学，2012NO.15.
论文作者:鲁旺中
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
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