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摘要：随着科学技术的快速发展，测量理论及测量设备也有进一步的提高，也不断加快基坑变形监测技术的发展。基坑变形监测先进技术的应用及更新，在施工过程中可以大大地减少工程事故的发生，确保施工的安全性，同时最大限度地降低企业经济财产损失。本文探讨基坑施工中变形监测技术的应用。
关键词：基坑施工；变形监测技术；应用
基坑监测涉及支护水平位移测量、周边构筑物监测、深层土体位移与地下水位监测等诸多内容，同时作为岩土工程的重要分类，基坑开挖具有区域性强、综合性高、环境效应显著等特点，与工程地质条件的关联度较大，因此加强基坑支护结构的变形监测，对健全施工监督管理、提升基坑开挖的经济性，具有重要的社会价值与经济效益。
1 基坑变形监测技术的重要意义
通过定期对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，准确掌握基坑支护结构的变化情况，为施工作业提供可靠的监测数据并判断前期施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺和参数，观测成果也是工程施工技术人员做出正确判断的依据，根据监测结果分析对施工方案及时加以调整和补充，随时掌握基坑支护结构及周围建筑的状态，对支护结构出现的各种情况及时采取相应的技术措施，有效地保证基坑及周围建筑的安全。
基坑支护结构是临时性的设施，基坑暴露时间越长，危险性相对增加，施工单位应从地勘开始，严格分析地质条件，制定切实可行的施工计划，并严格按照施工进度安排有序施工。实时、准确基坑监测，能有效掌握基坑支护结构的变形特征，指导施工作业。在冬季基坑发生的地下水冻融等突发情况，通过监测数据信息化指导施工作业，有效保证基坑工程的安全性。在处理深大基坑时，由于施工期长，施工单位应及时排水降低地下水位。对于地下水较活跃的深基坑，需加强防水工作。虽然基坑施工期间大部分水平位移监测点位移值超过设计值及规范规定的报警值，通过严密的监测，并采取合理有效的加固措施，既确保基坑支护结构自身稳定，也减少对周边环境的影响，保证周边建筑的安全。
2 基坑施工中进行监测的主要内容
2.1 物理变形监测方法
物体变形主要包括内部应力变化（物理变形）和监测体空间位置变化（几何变形）两种形式。物理变形采用在监测体内或表面安制传感器，然后利用频率读数仪量测传感器受力后的频率值，通过计算得到监测体的受力情况。几何变形采用工程测量中较为成熟的全站仪和水准仪进行，竖向位移一般采用几何水准测量方法，水平位移的测量，因施工场地受到不同的限制，可根据实地情况选择不同的测量方法。
2.2 水位观测
水位观测在基坑外侧钻孔，在孔内安制水位管，利用钢尺水位计测量水面至水位管管顶的距离，再根据管顶高程计算地下水位的高程，管顶高程采用几何水准测量的方法测定。
2.3 支护结构和支撑结构应力监测
基坑支护结构应力的监测需使用钢筋应力计或混凝土应变计，通过对钢筋腰梁等应力比较大的断面处进行应力测量，并将测量结果和原设计应力值比较，以分析桩身和腰梁等结构的应力变化情况。同样，对于支撑结构的应力监测，也需使用钢筋应力计，对于钢支撑的应力监测，在施加预应力之前需在钢管外壁焊接好应力计，对混凝土支撑应力的监测则需在混凝土结构主钢筋上焊接钢筋应力计。
2.4 土压力监测
土压力监测指对挡土桩侧土压力的监测，首先把土压力传感器埋设土体中，通过土压力传感器监测土压力的变化情况。
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2.5 基坑墙顶位移监测
对基坑挡土墙墙顶的位移监测，我们需使用经纬仪以及全站仪，通过事先在墙顶设置的观测点，再利用水平角全圆观测法观测墙顶各点的水平角度，通过计算可以得出墙顶的位移数据，掌握墙顶的位移情况，这种方法的优点在于监测比较简单，而且不需要过多的设备或其他成本，获取的数据也比较准确。
2.6 倾斜监测
在基坑支护结构的监测中，我们需对支护结构进行垂直方向的倾斜监测，一般采用测斜仪监测。通过在桩身和地下连续墙里设置测斜管，再利用测斜仪测量每一段桩身和连续墙的倾斜角度，最后进行整合计算，得出桩身的水平位移曲线。
2.7 孔隙水压力监测
孔隙水压力的监测采用孔隙水压力计，也是监测土体中地下水压力以及土体应力变化的主要方法。一般比较常用的孔隙水压力计为振弦式孔隙水压力计，通过数字式钢弦频率接收仪读取地下水压力和土体的压力数据。
3基坑施工中变形监测技术的应用
3.1基准点及监测点的布设
经踏勘，如工程周围无其他建筑物，基准点布设在深为15m 以上的深孔桩上，水平位移基准点采用在桩顶设立标志和强制归心装置；垂直位移基准点采用在桩顶设立的钢管标。在变形监测区域的周边布设4个基准点，在变形监测区域以外的稳固地面布设两个基准点，总布设6个基准点。
3.2监测方法及精度
基坑工程的监测工作采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。监测的对象为支护结构、基坑底部及周围土体。位移观测观测点坐标中误差±3．0mm，沉降观测观测点高差中误差±0.5mm．
3.2.1 水平位移监测
根据现场踏勘，基坑水平位移监测控制网采用独立的监测坐标系统，在基坑开挖影响区域以外的稳固地面或已经稳定的坝体上布设两个基准点C1、C2，为检测基准点的稳定性，C1 与远处高楼上的天线联测方向；在基坑周围便于观测设站的位置建立工作基点C3、C4、C5、C6，与基准点C1、C2 组成大地四边形。针对基坑监测的具体工程，采取全站仪，其测角精度为0.5″，测距精度为1mm+1PPm，按全站仪极坐标法对埋设于支护结构上的水平位移标志进行观测，每次观测所得的各个监测点坐标与基坑开挖前进行的初始观测相比较，所得的坐标差即为该监测点在本观测周期内的累计位移值。监测点及控制点均采用特制的观测标志，观测标志上设强制对中标志，保证每次观测均在同一点位上。
在完成平面控制测量后，使用1″级全站仪测量各水平位移观测点的坐标，连续观测3 次，取稳定坐标值的平均值作为初始值。采用坐标测量法进行监测，将每次监测的坐标数值和初始值进行对比，计算差值、累计值、变化速率、坐标中误差。
3.2.2 垂直位移监测
根据该地区的地质情况，估计可靠的沉降范围是远离施工区域2～3倍的距离。工程周围建筑物较多且分散的大测区，宜按两个层次布网，即由水准基点、工作基点组成基准控制网、观测点与工作基点组成监测网。
3.3 监测期和监测频率
对于基坑平移，从基坑开挖之前进行，直至完成地下室结构施工与地下室外墙之间的空隙回填，周边建筑物沉降测量延续至稳定阶段。监测期为期大约3个月左右。
围护桩支护施工前，首先把道路的沉降点埋设完备，围护桩支护施工过程中，再把测斜管适时埋设。围护桩施工期间，周围管线的沉降点需3 天观测1 次。第一道混凝土支护完成后，基坑开挖前，把坑外水位，土体测斜设备埋设完毕，并采集原始数据。挖土期间，当开挖深度大于5m，直至基础底板完成，所有监测项目需1 天观测1 次，其余期间按照2 天1 次观测。当出现险情时，根据实情需要每天观测一次或上午、下午各观测一次，及时报告测量结果，派专门人员24h 值班，直至险情结束，预计监测次数为100 次。
综上所述，基坑监测技术对于基坑的稳定性以及基坑围护结构的安全性能起到积极作用，对周围环境和已有建筑物的影响达到最小化。
参考文献
[1]于开芹. 深基坑施工监测技术及其在工程中的应用[J].建筑技术开发.2015（09）
[2]孙学聪. 深基坑变形监测及变形预测研究[D].长安大学 2015
[3]袁玉珠. 基坑位移与沉降监测方法研究[J].北京测绘.2016（06）
论文作者:程敏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/11
标签：基坑论文; 位移论文; 应力论文; 基准点论文; 结构论文; 测量论文; 水平论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;