葛洲坝集团试验检测有限公司 湖北宜昌 443002
摘要：基坑变形监测就是指采取多种手段监测基坑及其对周围环境的影响，一旦出现异常情况便于及时进行反馈，并采取可行的工程应急措施，调整工程项目施工技术，从整体上保证工程施工质量。保证基坑安全是工程项目施工中的重要内容，因此应当对城市基坑变形监测技术进行有效应用，以实现土地资源的合理利用，提高工程结构稳定性和安全性。
关键词：变形监测技术；基坑施工；应用
1城市基坑变形监测概述
1.1基坑变形监测目的
在工程项目施工过程中，开展科学合理的基坑变形监测，将监测数据与设计值进行对比分析，有助于对设计参数的正确性进行合理判断，从而对工程项目施工进度和施工工艺进行有效控制。与此同时，科学合理的城市基坑变形监测有助于保障基坑及其周围环境安全，并且在监测过程中不断丰富施工经验，为后期城市建设过程中基坑设计和施工奠定可靠的基础。
1.2基坑变形监测的设计原则
在城市工程项目建设过程中，基坑变形监测的设计，应当采用基本成熟的监测方式，并以高效的检测仪器作为专用监测设备。将要测试的数据相互进行校核，以提高基坑变形监测设计的合理性，在实际工程施工中保持监测的连续性，以提高基坑变形监测数据的准确性。应当适度调整施工关键区域的监测点，对基坑异常的区域进行重点监测，其余部位进行全面监测，从而保证城市基坑变形的监测效果。结合工程施工的实际情况，及时调整监测点的布设位置以及测试频率，并较强监测点的保护，以保证基坑变形整体监测效果。加强监测点之间联系，减少监测点数量，提高城市基坑变形监测的工作效率。
1.3城市基坑变形监测依据
城市基坑变形监测以委托合同、委托方提供的最终基坑支护结构设计图纸和所认可的基坑布点方案为依据，并以《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）为测量依据，以《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99和《建筑变形测量规范》GB50026-2007为基坑变形监测的技术参考和测量依据。
1.4基坑变形监测的内容
在城市基坑变形监测中，其内容主要包括两个方面，一是基坑围护结构本身的监测，二是周期环境的监测以及巡视检查。基坑围护结构本身的监测主要是对基坑垂直位移的监测、桩墙顶水平位移监测以及地下水位监测等，在实际监测过程中，应当结合工程项目的具体规模、重要程度以及地质条件等为主要依据，并遵循监测简单易行、结构可靠且便于施工为原则，确定监测项目。
1.5应急预案
城市基坑变形监测过程中，应当制定合理的应急预案，尤其是在基坑变形速率或变形累计量超标时，应当适度增加监测频率，一旦基坑出现异常情况，连续检测基坑变形，合理布置监测点，并及时通知工程项目各方，包括甲方、施工单位以及监理公司，及时采取有效措施，最大程度上避免基坑安全事故的发生。在监测过程中，一旦发现监测点或基准点遭到破坏，应当及时补加监测点和基准点，并通知工程项目各方。
2深基坑监测的主要内容
从深基坑开挖所造成的形变影响分析，其监测的主要内容即为深基坑支护结构的水平和垂直位移、周边建筑物的沉降和裂隙监测、土体深层位移测定和地下水位监测等。
2.1支护水平位移监测
按照基坑类型划分，其监测方式有所不同，通常会对特定方向监测点多采用小角法监测，测量原理和测定要素较为简单；对于分布方向较为随机的监测点，多采用全站仪极坐标法、前方或侧方交会的方式测定角度和距离，进而解算周期性瞬时坐标，其计算公式为：
（1）
2.2支护垂直位移监测
对于坝体等线性对象，多采用液体静力水准的方式进行点位垂直位移监测，但对于大型基坑工程而言，因基坑监测点位数量多、采集路线相对较长，因此，开展液体静力测量的难度较大。在实际工作中，常利用高精度水准仪，配合铟钢瓦尺，按照二等水准进行监测点高程数据的精确采集，技术指标如表1所示。同时，为了测定基坑回弹的影响，应在基坑底部设置一定的回弹监测点。
2.3深层土体位移监测
在基坑开挖前7d，埋设测斜管并采用砂石填充缝隙，确保测斜管与土体接触密实，以测斜管底部为假定不动点，即观测零点，采集测斜管壁相对于底端零点的位移参量，进而分析基坑周边支护结构与土体的变形情况。一般报警值为连续3d的变化速率大于3mm，基坑围护最大位移量为50mm。
2.4地下水与裂隙监测
基坑的地下水位监测多采用水位计开展，其精度大于10mm，水位观测井应客观反映基坑内、外部地下水位的实际高度；裂隙监测是对基坑支护、地表与周边建筑所表现出的数量、分布、大小、深度与走向等方面的情况进行客观的统计，多采用平行线标记、石膏板粘贴的方式配合千分尺测定，并加强了相应的现场巡查。
2.5监测数据分析和相关建议
在大型深基坑监测中，为了保证一定的测量精度，多采用0.5s级高精度全站仪按照测回法进行数据采集。在深基坑监测数据的处理过程中，针对采集到的水平与垂直位移、土体测斜等相关数据，多采用Excel电子表格按照测定时间、单次变量和累积变化量的形式进行数值统计，并生成S（变化总量）-T（时间）曲线图，形象、直观地展现基坑监测点的变形情况。对于变形数据的数值分析，可利用BP神经网络、回归分析或GM（1，1）灰色系统等对相关数据进行数学建模，求解变形序列函数，科学预测监测对象的变形趋势。
根据基坑监测的系统性特点，应在其实施之前制订详细的监测方案，对监测数据的采集方法、周期频率、报警设定和成果精度等进行规范明确；注重变形监测的实际特征，针对雨季、施工开挖期等特定阶段提高数据采集的频率，并及时进行数据处理，提供至建设单位以供科学分析；在监测过程中，应按照“三定”原则监测，即固定观测人员与仪器、固定观测路线与方法、固定观测气象条件，从而减小系统观测误差的影响，提高数据观测的精度。
3工程实例
本文以宁夏某市综合广场建筑为例，探讨城市基坑变形监测技术的应用。该工程总建筑面积为62.56万m2，地上建筑面积为52.56万m2，地下建筑面积为10.00万m2。购物中心5F，室外商业街3F，公寓26F，精装修住宅30F，配套物业1F。该工程中有三处基坑开挖深度为7.2m，另外一处基坑开挖深度为12.5m。就基坑周边环境来看，施工现场北侧为体育场，南侧与西侧位城市主干道，东侧为使用多年的住宅楼，其中主干道地下埋有管线。
3.1顶部水平位移监测
在城市工程项目施工中，为保证基坑变形监测的有效性，应当充分做好基准点的埋设，依据基坑周边地理条件，选择通视条件较好的路边林带，设置四个基准点，并分别进行编号；并合理布设工作基点，确保所有基准点和工作基点为强制对中墩。在对基准点进行联测的过程中，以标准规格的全站仪作为主要设备，以导线测量法对基坑变形情况进行精准测量，并及时以轴线投影法或极坐标法对基准点和工作基点的可靠性进行检测。基坑顶部水平位移监测点采用强制对中标志，固定在基坑顶冠梁上，并按照监测点平面布置设计埋设，以准确反映被测对象的水平位移情况。监测点埋设好后，告知施工单位，并采取相应的保护措施，要求施工单位安排专门看护人员，保证点位的安全。水平位移观测采用法定的专门的测量仪器质检部门鉴定的徕卡TS09全站仪进行观测。观测时采用极坐标法。观测过程中将仪器安置在强制对中墩上，并且要求严格整平，从而减小仪器对观测结果的影响。每个测站上的水平位移监测点均采用方向观测法观测后视点和监测点之间的水平角与工作基点到监测点的水平距离。
3.2现场巡视
基坑工程开挖、支护和使用期内，每天安排固定人员进行巡视检查。现场巡查中未发现基坑支护结构及周围环境异常。如有个别现象应及时与指挥部交流，它属正常施工影响，不是基坑变形所致。
4结论
在现代社会科学技术飞速发展的大环境下，基坑变形测量技术也不断发展，其在工程项目施工中发挥着重要的作用，最大程度上避免工程事故的发生，保障施工安全，降低工程项目的经济财产损失。
参考文献：
[1]蒋宿平.基坑监测技术的研究与应用[D].中南大学，2010.
[2]严新，李彬.变形监测技术在深基坑施工中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2014，02：60-63+68.
[3]丁祖华.监测技术在深基坑施工中的应用[J].中国铁路，2015，03：85-88.
论文作者:徐朝勇
论文发表刊物:《北方建筑》2016年11月第33期
论文发表时间:2017/1/10
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