摘要：基坑工程变形监测是基坑施工过程中必不可少的组成部分，也是确保基坑和周围建筑物安全的重要举措。本文结合某公寓地下室基坑工程实例，简要介绍了基坑变形监测的目的，并重点对基坑工程中变形监测的监测项目、方法以及监测成果进行了论述分析，可为类似工程变形监测作参考。
关键词：基坑;变形监测;建立;分析
引言
随着经济的发展以及城市建设的迅速发展，对地下空间的开发导致了大量的深基坑工程。然而，由于设计方案、环境条件、施工难度等多方面限制,深基坑的施工逐渐复杂化。因此，在这种情况下，施工人员有必要加强基坑工程变形监测工作，通过运行专业的仪器和各种方法对基坑变形进行监测，准确掌握基坑变形的规律，以便及时发现问题、分析原因并采取措施，确保基坑工程的质量安全。
1 监测的目的
通过监测掌握基坑支护结构的变形情况，判断支护结构的安全状态，并将信息及时反馈给有关单位，指导施工;当出现结构变形异常时及时报警，以确保工程正常进行;掌握基坑支护结构的安全程度，及时跟踪施工过程中可能会出现的各种不利现象，为设计单位和施工单位提供信息，以便及时修改设计参数和施工方案，合理安排施工进度和施工工艺。
2 高层建筑基坑工程变形监测方法
下面以某公寓地下室基坑工程变形监测为例，论述高层建筑基坑工程变形监测方法。
某公寓地上 20 层，地下室 3 层，基础为桩基础。基坑场地北侧为某路(基坑顶距离该路约 2.5m)，南侧为 7 层住宅(采用桩基础，基坑顶距离住宅约 9.5m)，西侧为 9 层住宅(采用桩基础，基坑顶距离住宅约 4.6m)，东侧为印刷厂(采用浅基础，距离基坑顶约 9m)。基坑开挖深度为 12.70~13.70m，基坑周长 260m。根据设计图纸，基坑支护措施采用灌注桩 + 钢筋砼内支撑支护。
2.1 高层建筑基坑工程变形监测项目及预警值的确定
根据设计图纸要求，结合工程实际情况，本工程监测方案设计书的监测项目及各项目的预警值如表 1:
表 1 监测项目及预警值
2.2 高层建筑基坑工程变形监测方法
2.2.1 垂直监测网、监测点的建立及监测方法
基准点埋设在变形区外约50m处，共布设3个(基岩水准标志)，该网采用独立高程系，采用国家三等水准精度观测。观测前水准仪、标尺均了进行检查、校正;观测时，采用同一台仪器设备、同一条观测路线、同一个作业人员。
以设计要求为基础，结合现场实际情况，基坑顶部沉降监测点共布设15个，立柱沉降监测点共布设20个，周边建筑沉降监测点58个。沉降监测点均采用国家三等水准精度观测，外业采用莱卡 NA2 精密水准仪观测，作业前先选定观测路线、做标志，使每次观测路线尽量保持一致。各期观测均为同人同仪器,路线闭合差不大于±0.6×(mm)(N为测站数)。每次高程值和上次高程值进行比较可得监测点的沉降量，与初始高程值比较可得监测点的累计沉降量。
2.2.2 平面位移监测网、观测点的建立及监测方法
在变形区外约50m处布设3个稳定可靠的水平基准点D1、D2、D3，监测网采用国家四等导线网建立，外业采用徕卡TS02全站仪观测，水平角观测采用测回法4测回，边长观测1测回。该网采用独立坐标系、磁北方位，平差计算采用《清华山维控制网严密平差软件》进行。平面位移监测点均布设在基坑周边的地面或建筑物上，基坑顶平面位移监测点与基坑顶沉降监测点为同一点，共布设15个，采用莱卡TS02全站仪观测得到各个监测点的初始坐标值，之后通过每次观测得到的坐标值与初始坐标值进行 比较可以得到累计位移值，与上次的坐标值进行比较得到单次位移值。
2.2.3 深部土体水平位移监测点的建立及监测方法
沿着基坑周边共埋设8个测斜孔(CX1- CX8)作为深部土体水平位移监测点，采用航天科工CX- 06B型测斜仪测试，监测土体各层的位移变化情况。将探头放到测斜管底部进行读数时，即开始了测斜管观测，每米读数一次，直至管顶，这组读数被称为A+读数，然后把探头从管中取出旋转180°，重新放入测斜管中，方法同上，得到另一数据(A- 读数)。数据处理时，将两组读数(A+、A-)相结合(用一组数据减去另一组数据)。每次观测数据与原始观测数据相比较，可知测斜管的倾斜量变化，把倾斜量从下至上一次叠加，即得不同深度土体的水平位移。?
2.2.4 地下水位监测点的建立及监测方法
地下水位监测点共布设5个，水位管采用钻孔预埋法，采用钢尺水位计测量地下水位的变化。在水位观测井顶部选用一点，作为观测井水位的基准点(与水准网点连测)，从此基准点开始，将水位计探头沿水位井下放，当碰到水位时接受机会发出蜂鸣声，此时读出至基准点的读数，再结合管口基准点的高程，求出地下水位的绝对高程，进而监测地下水位的变化。?
2.2.5 内支撑应力及围护桩内力监测点的建立及监测方法
根据现场情况，内支撑应力监测点布设6个，围护桩内力监测点布设8个。钢筋应力计为监测预埋件，由施工单位预埋。观测时利用振弦式频率接收仪，测得钢筋计在受力后 的自振频率读数，经公式转换后求出各监测点内力变化。
2.3 各项目监测数据成果分析
2.3.1 基坑顶沉降监测成果分析
在监测期内，基坑地表累计沉降- 4.74~- 5.98mm，沉降速率较小，沉降变化较大主要发生在土方开挖过程中但未超过预警值，基坑处于稳定状态。
2.3.2 基坑顶平面位移监测成果分析
在监测期内，各监测点累计偏移1.41~8.94mm，平面位移速率变化趋势具体表现为:在基坑开挖期间变形速率较大，最大可达5~6mm/d，在底板浇筑完成后变形速率小于 3mm/d, 最后一次平面位移速率 0.00~0.03mm/d, 速率较小，基坑处于稳定状态。
2.3.3 深层土体水平位移监测成果分析
在监测期内，累计位移最大值为 76.54mm，发生在CX04测斜孔7.0m 处，各测斜点累计水平位移最大值见表 2:
表 2 各测点深层土体水平位移最大值
由表2知，基坑在开挖及施工支护期间，深层土体位移变化较大，其中 CX02、CX03、CX04、CX05、CX06 这五个监测孔均超出设计图纸给出的预警值，各监测孔变形较大的区域均在6~7m的位置。在基坑第二道支撑和底板浇筑完成后各 监测孔的位移量有所收敛，根据最后一次监测结果，深层土体累计位移 27.54~76.54mm，深层土体水平位移速率在
0.01~0.06mm/d之间，未出现异常现象，最后基坑处于稳定状态。
2.3.4 地下水位监测成果分析
在监测期内，各监测点水位累计变化500~1200mm，地下水位变化较大的时候主要在基坑开挖过程，其中SW3累计变化超出预警值，其他监测孔水位变化均无异常，在基坑底板浇筑后地下水位日平均变化速率均小于30mm/d。?
2.3.5 周边建筑沉降监测成果分析
在监测期内，周边建筑累计沉降- 0.77~- 5.55mm，各监测点的累计沉降量均未超过预警值。沉降变化较大主要发生在基坑土方开挖过程和支撑拆除期间，在基坑底板施工完成后，沉降量与沉降速率有所减缓，最后一次监测数据体现各监测点的沉降速率均在- 0.02mm/d 以内。
2.3.6 立柱沉降监测成果分析
在监测期内，立柱累计沉降- 3.29~- 4.20mm，沉降变化较大主要发生在土方开挖过程中。基坑底板施工完成后，沉降速率均在 - 0.05mm/d以内，最后一次监测数据体现出各监测点的沉降速率均在 - 0.02mm/d 以内。
2.3.7 内支撑应力及围护桩应力监测数据分析
在监测期内，内支撑及围护桩应力最大变化为0.58kN，应力累积值小于70%承载能力设计值。
2.4 监测结论
本工程在基坑开挖施工期间和施工完成后均进行了监测，掌握了基坑在施工和施工完成后的变形状态。在基坑土方开挖期间，深层土体位移个别监测孔变化速率异常，监测人员将此情况在监测日报上预警，施工单位依据监测报告调整了施工方法与进度，从而保证了基坑工程施工安全。后经加密跟踪监测，到底板浇筑后各测孔的位移有所收敛。
在监测期间所使用的检测仪器均在有效期内，监测工作按监测方案进行，从而保证了监测数据准确无误。监测数据精度满足设计和规范要求，后期各监测点变化速率逐渐减小趋于稳定。?
3 结语
总而言之，基坑工程是一个复杂的动态系统，为确保基坑安全，施工单位应高度重视基坑变形监测。对于基坑工程变形监测这项工作，应严格按设计进行监测，合理布设监测点，随时观测其变化，并根据变形监测实时数据进行综合分析，继而根据工程的具体情况及时采取积极的控制措施，以确保基坑工程的安全，最终发挥出工程的综合效益。上述工程实践证明，此监测方法适当且有效，可在类似基坑工程变形监测项目中广泛推广应用。
参考文献:
[1] 陈志平.关于基坑工程变形监测研究[J].建筑工程技术与设计. 2015(13)
[2] 孙军.某深基坑工程施工中的变形监测探讨[J].城市建设理论研究:电子版.2015（8）
论文作者:许佐飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：基坑论文; 位移论文; 工程论文; 速率论文; 读数论文; 基准点论文; 方法论文; 《防护工程》2018年第1期论文;