基坑支护与监测技术的应用与分析

摘要：现阶段，我国房屋建筑因发展的需要不断纵深发展，这就需要强有力的施工技术作支撑，才能保证施工进度和施工质量，深基坑处理技术作为施工过程中的重要技术，已经得到了广泛的应用。本文主要谈谈房屋建筑工程中深基坑处理技术及其监测技术。

关键词：基坑支护；监测技术；应用

中图分类号：TV551.4 文献标识码： A

前言

在近几年建筑业迅猛发展的情况下，深基坑支护技术成了我国建筑行业广泛关注的难点与热点，为了确保基坑开挖深度、地下与道路设施以及基坑周围建筑物的安全，就必须综合考虑场地周边的环境和地质。因此，为了保证深基坑支护技术工程能够安全的竣工，就需要合理有效的进行施工，为我国的建筑业提供安全保障。

深基坑技术研究的重要性

对于深基坑技术而言，最重要的是要保证周围建筑物所受基坑的影响最小和基坑要有牢固稳定的支护措施。随着基坑越来越深，基坑支护形式也出现多样化，并且在实践应用中不断完善，我国已经有多种基坑支护形式得到了广泛的应用，比如最近几十年来应用最为广泛的地下连续墙工艺等基坑支护技术，地下连续墙在实际应用中体现了承受侧压力大，刚度大等优点，在基础开挖的时候，变形很小，对临近建筑物和构筑物不会产生危害影响。基坑土体开挖过程，尤其是基坑较深时，常常会出现土体结构变形甚至发生位移现象，一旦出现土移，邻近基坑的建筑物、地下设施等都会受到危害，甚至造成邻近建筑物的倒塌，造成严重的事故后果。因此，控制深基坑工程对近邻建筑物的影响，需要深入的研究。

二、工程基坑支护技术

（一）工程实例

我院与2006年至2008年对杭州市民中心大型地下室S1、S2进行了基坑围护监测，杭州市民中心由6座弧形主楼，4座L裙房和一座会议中心组成。主楼地上26层，裙房及会议中心地上三层，地下为一至二层大型地下室，地下室总建筑面积约为148227平方米。通过对该工程实际情况的考查，发现地下管线复杂，对基坑开挖支护限制较大，主要有以下几方的限制：

（1）施工现场范围内无放坡的可能，且开挖较深； （2）工程周围建筑物的地下电力、电信等管线复杂而且重大，边坡位移变形不能超过允许的限值，以防直接或间接的破坏管线（如图）。

图为地下管线保护措施

（3）基坑四周人员密集、施工环保要求较高，基础支护施工方案必须要求安全、合理、可靠，并且要尽可能地减少拢民。

（二）工程基坑支护结构的选择

深基坑工程建设配套技术与其他种类的工程技术是不同的，在一定程度上具有明显的优势。适用范围广、风险低，被广泛应用于建筑工程施工中。以下，对建筑工程基坑支护结构的选类型进行简单介绍。其支护结构主要有：悬臂式支护结构、拉锚式支护结构拉锚式支护结构、 内支撑支护结构、重力式挡土支护结构以及水泥土桩墙支护结构。

（三）土钉支护技术的应用

1、设置土钉。（1）可以使用静力顶入、钻孔置入、自钻法置入、振动击入的方法来设置土钉；（2）使用洛阳铲或者轻便钻机进行钻孔，将土钉置入到孔中，然后使用二次注浆工艺进行注浆。（3）每根锚管间隔550mm~810mm的距离设置直径为5.5~9.5mm的出浆孔，出浆孔的总面积要控制在锚管口径的29%以下，在锚端三米的位置不设置出浆孔。使用胶布和倒刺对锚管进行覆盖。（4）在置入锚管或者土钉后，为了防止出现水土流失的情况，要立即进行封闭注浆。（5）上下左右的定位误差要控制在149mm，倾角的误差要控制在3度以下。

2、土钉注浆施工。为了使地层和土钉组成一个整体，达到加固边坡土体的目的，就需要进行土钉注浆，使用压力恒定的注浆泵进行注浆，计算注浆的压力和注浆量，注浆的压力要控制在0.49~0.79MPa，流量要控制在4.9L/min以下。使用二次注浆的工艺进行注浆，先使用水泥砂浆进行注浆，再进行纯水泥注浆。根据土钉的长度对注浆量进行计算，在首次注浆时，先将管中的水泥和孔中的水泥清除干净，一边拔管一边注浆，要把注浆管口控制在浆液面的下面。在出现注浆量超标的情况时，对管线四周的情况进行认真的检查，二次注浆要等到第一次初凝后，大概的间隔时间为四个小时左右，使用1.0MPa~1.2.Mpa作为二次注浆的压力。

3、混凝土面层的喷射。在绑扎钢筋网片的时候要根据设计的要求进行绑扎，把钢筋定位误差控制在20mm以内，根据混凝土结构设计的相关要求对网片的钢筋进行点焊或绑扎。邻近的钢筋接头要错开500mm以上，将网片钢筋紧紧的固定在边坡上，不允许有晃动的情况出现，斜向、竖向和横向连接的钢筋都需要和土钉的头部进行紧密的焊接。土钉的端部要和井字形加强钢筋焊接牢固，锁定筋焊接的长度要控制在30mm以下。在进行混凝土喷射施工的时候，要分片分段进行施工，按照从上到下的顺序进行喷射，喷射的厚度要控制在75~99mm之间，做好有引排水地段的引排水处理。在喷射施工的过程中，要保证喷头工作的良好性，受喷面要和喷头保持垂直，距离要控制在0.61m~1.0m,喷射混凝土的回弹率要控制哎21%左右。在对含水量比较高的影响面进行施工时，可以利用塑料导水管来进行排水，在面层凝固后，对导水管进行封闭。

基坑监测技术在工程中的应用

（一）基坑监测内容

1、坑外土体侧向位移监测 可在基坑外侧距地墙外边缘一定距离的位置(随工程情况而定) 钻孔埋设测斜管, 管径为70mm, 长度超过墙深5m, 埋设的主要目的是监测地墙底部的变形。下管后用中砂密实，孔顶附近再填充泥球, 以防止地表水的渗入, 其与围护墙体侧向位移监测相同。

2、围护墙体侧向位移监测 在地墙钢筋笼及钻孔灌注桩制作过程中埋入测斜管, 长度同墙(桩) 深, 测斜管管径为70mm。测斜管内壁有二组互成90b的纵向导槽，导槽控制了测试方位。测试时, 测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底, 经过一段时间恒温后, 自下而上以一定间隔，逐段测出对应方向上的位移。同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。经过平差计算可得各深度的侧向位移值。

3、地墙墙侧土压力监测 基坑开挖施工中, 由于坑内土体卸载, 导致墙体内外土压力失衡。对坑底以下地墙迎坑面一侧土压力的变化进行监测, 可以有依据地控制开挖速率, 以达到施工安全。安装时, 预先将缝有土应力计的帆布挂帘平铺在钢筋笼表面并与钢筋笼绑扎固定, 挂帘随钢筋笼一起吊入槽内, 由于混凝土在挂帘的内侧, 利用流态混凝土的侧向挤压力将挂帘连同土应力计一起压向土层, 并迫使土应力计与土层垂直表面密贴。

4、支撑轴力监测

当钢弦式测力仪器受力后，同时引发仪器内的钢弦松紧程度变化。测读仪通过测读钢弦振动频率的变化来反映钢弦的松紧程度。当钢弦受力拉伸以后，频率就越高；反之就越低。通过事先的标定系数来计算测点处的应力。一般每组2只钢筋计。支撑梁扎好钢筋后，在设计要求的位置处上、下对称各截去一段约50cm长的钢筋，然后在截去钢筋的位置上将钢筋计焊接上，焊接长度要满足规范要求；也可在设计要求的位置采用绑扎法将钢筋计固定，绑扎长度要满足规范要求。 钢筋计电缆线用细塑料管保护，并固定在钢筋上，然后将各线头引出置于施工不易碰撞处。

5、地下水位观测

水位管采用外径为Φ55mm的塑料管，测孔用Φ130mm钻机成孔，并用滤水PVC管护壁。钻机成孔，成孔过程中记录地层、初见水位及静止水位,当使用泥浆钻成孔，必须洗井。成孔到预定深度后，下水位管，底部2m为过滤器。在孔内填滤料至孔口1m处，然后用粘土将剩余空段填满。观测孔口保护：孔口高出地面0.1m左右，并加井盖。

6、基坑周边建筑物及管线等沉降观测

在3倍基坑开挖深度以外设置两个沉降观测基准点，观测时利用其中一点作为基准点，另一点作为校核。在靠近测点处均匀布设若干工作基点，以方便观测和保证精度。测点应布设在墙角、柱身（特别是能够反映独立基础及条形基础差异沉降的柱身），门边等外形凸出的部位，除了在靠近基坑一侧要布设测点外，在另处几侧也应设测点，以做比较，测点间距应能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降为宜。

沉降观测的标志，根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志和基础标志等型式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点。建筑物沉降点设置在房角或立柱上，用“L”型罗纹钢固结在墙体内；对于管线可使用抱箍或直接在管顶设置测标。

（二）运用GPS技术进行基坑变形监测

深基坑开挖过程中，由于坑内卸荷致使周围结构因内外压力差值产生位移，造成外侧土体变形，导致灾害事故的发生。目前对土移的实时监测是有效预防基坑变形造成危害的有效技术手段。GPS技术融合了网络、计算机、数据处理、数据分析等多种现代技术，可以自动、实时采集、分析、处理基坑变形数据，实现对测点的三维位移同时测定，在建筑基坑变形、地质灾害监测等领域具有很强的实用性。

GPS 技术应用于深基坑监测同时也存在一定的局限性，最新的基于GPS技术的综合监测系统在科研人员的努力下，不断克服目前的局限。最新的GPS综合系统有基于GPS技术的深基坑变形集成监测系统、深基坑变形监测数据的可视化系统、以3S技术为基础的实时在线分析系统等，这些综合监测系统以单一的GPS监测为技术基础，提高了GPS技术的适应性、可靠性和高效性，更加完善的应用于基坑变形监测中，促进深基坑监测工作的进步。

结语

综上所述，深基坑部位的施工, 施工既危险，又较困难,这些都是客观因素。但是可以在施工时发挥人的主观能动性来减小难度，比如做好深基坑处理前的准备工作，根据具体的深基坑情况，来确定合适的处理方案和运用处理技术，进而使深基坑处理达到理想的效果，避免或者减少安全事故的发生，使深基坑处理技术不断成熟，不断创新。

参考文献：

[1]周书东.基坑工程复合土钉支护技术与设计分析[J].土工基础,2013,03:29-32.

[2]李隆.深基坑支护监测技术应用研究[J].山西建筑,2012,27:74-76.