深基坑施工过程中监测工作浅析

摘要：基坑监测是基坑信息化施工的重要组成部分，对保证基坑安全、优化基坑支护设计和施工具有十分重要的意义。本文分析了基坑监测在基坑工程施工中的作用和常见监测的项目及方法，通过具体项目对深基坑监测技术进行探讨。

关键词：深基坑监测数据

中图分类号： U231 文献标识码： A

1.工程概况

1.1工程概况

无锡地铁1号线永丰路站起点里程为右CK14+153.523，终点里程为右CK14+291.023，车站主体长度为137.50m，标准段宽20.5m，开挖深度19.76m（端头井深度21.45m）。采用明挖顺做法施工。车站为地下三层标准岛式站台车站。车站主体建筑面积为12697.726。车站近期共设2个出入口及人行通道，建筑面积为403.124，3号出入口为远期预留出入口。

1.2环境状况及工程地质条件

永丰路站设置于永丰路与规划通扬路西北侧地块内，地块内有很多高层建筑及老旧民房等住宅区车站主体大致呈东西向布置。地势较为平坦。地面标高一般在2.34~3.46m之间。该场地地貌单元属长江三角洲冲积平原。

2.施工监测的必要性和目的要求

2.1 施工监测的必要性

在基坑施工期间，由于坑内土体卸载，会引起基坑底面的回弹；在外侧土压力的作用下，会引起支护结构内力发生变化，同时产生变形；防止地面发生沉降、周围的构筑物、建筑物不同程度的开裂以及产生不均匀沉降，存在安全隐患。故通过施工过程的动态变形（安全）监测，可以加强对工程安全和质量问题的监控。

2.2 施工监测的目的

在施工过程中，对基坑主体及周边环境进行三维空间全方位、全过程的监测，确保施工安全，防止施工时支护结构失稳。施工期间采用先进的仪器设备实施动态监测，可使基坑开挖和地下结构施工顺利进行，及时了解基坑支护结构本身的受力和变位情况，同时密切关注基坑周围的变化情况，对基坑开挖过程进行动态监测，在预知可能出现危险的情况下及时报警，以便采取相应的应急措施，做到“防患于未然”，使基坑开挖和地下结构施工最大可能地处于安全经济的状况下进行。通过施工监测及时提供各项监测数据，以了解、分析施工过程中的基坑支护、降水、开挖及工程结构在施工过程中的变化情况和规律，以便根据不断变化的外部环境条件和施工实际情况适当调整施工步骤，安全顺利地进行工程作业，实现信息化施工管理，以确保深基坑施工安全和工程质量，同时为相应的设计验证提供实测参数。

3.监测过程与方法

3.1监测方法

3.1.1围护桩顶圈梁的水平位移监测

3.1.1.1围护体系水平位移监测的目的

a.及时了解围护结构的最大水平位移量，必要时调整基坑开挖顺序和速度，确保基坑和周围环境的安全；

b.验算支护结构的变形量，反算地层的水土压力；

c.作为倾斜观测计算的数据。

3.1.1.2监测方法

水平位移的观测方法很多，可以根据现场情况和工程要求灵活应用。常用的测量方法有：坐标法、视准线法、小角度法。根据现场条件拟定采用小角法进行观测，其数学计算模型如下：

s=（a/P）×S

s位移变化值（mm）;

a每次小角法观测角度的变化值（”）;

P常数，其值取206265（”）

S测站点到观测点之间的平距（以mm为单位）。

3.1.2深层水平位移监测

3.1.2.1监测的目的

打桩或基坑开挖所引起土体水平位移、围护桩或围护墙的水平位移。

3.1.2.2测斜方法、步骤

a.仪器连接

b.仪器检查

c.测量

①将测头导轮卡置在预埋测斜管的滑槽内，将测头放入测斜导管中，放松电缆，使测头滑至孔底，记下深度标志。当触及孔底时，应避免过分冲击。将测头在孔底停置约5分钟，使测斜仪与管内温度基本一致。

②将测头拉起至最近深度标志作为测数起点，每0.5m测读一个数，利用电缆标志测读测头至测斜管顶端为止。每次测读时都应将电缆对准标志并拉紧，以防止读数不稳。

③将测头调转180°重新放入测斜管中，将测头滑到孔底，重复上述步骤在相同的深度标志测读，以保证测量精度。通常采用正反测量的目的是为了提高精度，导轮在正反向滑槽内的读数将抵消传感器的零偏和轴对准所造成的系统误差。

d.记录表格

e.测斜曲线

3.1.3 支撑轴力的监测

用频率接收仪观测钢筋计和轴力计的频率，然后按一定的参数和公式计算相应的内力值。

钢筋混凝土支撑轴力的计算公式：

式中：P――钢筋混凝土所受压力（103KN）

σs――钢筋所受应力（Mpa）；

Ec――支撑混凝土弹性模量（Mpa）；

As――支撑内所有纵向钢筋截面积之和（m2）；

Es――钢筋弹性模量（Mpa）；

Ac－―支撑内混凝土的截面积（m2）；

3.1.4 地下水位动态监测

用水位仪测试地下水的动态深度，以作为调节水位、保证安全施工和控制地面沉降的重要的参数。测试方法：直接观测孔内水位至孔口的距离，每次测得孔内水位距水位监测孔口高度与初始水位值比较即为水位累计变化量，前后两次的观测变化量即为当次变化量。同时每周用水准测量的方法，测定监测孔孔口的高程变化以修正水位观测值。

3.2监测频率

监测频率的制定原则：基坑开挖接近坑底以及换撑，以及随深度的增加、监测结果不稳定的、变形值接近于警戒值的、变形值超过预警值的，应加大监测和巡视频率。其它情况下，应根据具体情况制定合理的监测频率。一般正常情况下，按表监测频率要求工作。

监测频率

序 号 监 测 项 目 明（盖）挖法施工监测频率

1 地表沉降 基坑开挖前，1次/1~2天；开挖和施工中，1次/天；变化异常时2~3次/天，中板施工完7天后，逐渐减少频率

2 围护结构顶部水平位移（沉降） 同上

3 结构的钢筋应力 开挖过程中，1次/天；结构施做后逐渐减少频率

4 支撑轴力 基坑开挖初期，1次/天；

开挖至基底、倒撑或变形异常时2~3次/天

5 围护体水平位移（测斜） 开挖过程中，1次/天；结构施做后，逐渐减少频率

6 地下水位 同上

7 中间柱沉降监测 基坑开挖时，1次/天

8 建（构） 筑物沉降、倾斜、裂缝 开挖过程中，1次/天；结构施做后逐渐减少频率

9 地下管线 同上

3.3监测报警标准

根据对永丰路站基坑采集数据的分析，得出该基坑有下列情况之一应进行报警；

a.支护结构书评位移速率连续几天急剧增大，当位移达到5.0~10.0mm/d且不趋于收敛时；

b.支护结构水平位移累计值超过设计容许值时；

c.桩的主钢筋应力、支撑轴力、锚杆锚固力等实测值超过设计容许值时；

d.邻近地面及建筑物的沉降、管道设施的变形等超过设计容许值时；

e.肉眼巡视发现存在危险现象如裂缝，且其宽度或数量不断扩大时等。

4.结论

综上所述，通过地表沉降、围护结构墙顶沉降、位移、围护结构桩墙变形（测斜）等各项监测数据显示，基坑施工本着先支后挖的原则，是确保深基坑施工安全和控制变形量的必要条件，能有效的控制围护节后（桩）墙体的变形；再有围护节后安装支撑时预加力值应严格执行施工技术要求，预加力过大或过小对基坑围护结构影响较大；各步支撑受力应均匀，随施工状况及时调整支撑轴力，防止局部受力过大。监测件预埋盒材料选择的合理对监测后期的数据采集的正确性影响很大。总之，监测的数据的准确能及时有效的反映施工过程中深基坑变化情况。

参考文献

[1] 刘建航，侯学渊。基坑工程手册[M].中国建筑工业出版社. 1997

[2] 龚晓南, 深基坑工程设计施工手册. 中国建筑工业出版社.1998

[3] 陈国兴,樊良本. 基础工程学. 中国水利水电出版社. 2002

[4] 顾孝烈测量学 同济大学出版社 2006年5月

[5] 秦长利 城市轨道交通工程测量 中国建筑工业出版社 2008年7月

[6] 杨国清 控制测量学 黄河水利出版社 2005年9月

庞宏宇（1986年1月）男，辽宁北镇人，中铁十九局集团轨道交通工程有限公司助理工程师