深基坑的变形观测方法探讨

摘要：深基坑开挖不仅会引起基坑周围土壤压力释放，同时还会引起周围建筑物地基或线路变形，甚至发生重大事故。目前城市地下工程越来越多，本文从实际出发，讨论能够采用的有效监测方法，确保工程的安全性。在灾害产生之前采取预防措施，避免灾难产生。

关键词：深基坑；观测；方法

Abstract: the deep foundation pit excavation would not only cause soil foundation pit pressure release, also can cause surrounding buildings foundation or line deformation, and even a serious accident. At present more and more urban underground engineering, this paper from the practice, discussion to the effective monitoring method, ensure the safety of the project. In disasters before an take preventive measures, avoid disaster produce.

Keywords: deep foundation pit;

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号

由于岩土工程本身具备的特性，以及工程地质环境和施工环境比较复杂，导致安全评判和预警所考虑的因素较多，监测难度大。基坑维护结构设计的安全程度和施工过程密切相关，因此必须自始至终的对基坑进行监测，及时获取基坑在开挖的过程中各种受理因素和变形信息，根据信息分析事故征兆，了解项目自身各方面数据，才能综合的进行监测预警。

目前深基坑的变形观测方法

目前，深基坑的变形测量方法有水平位移测量和垂直位移测量两种。其中，水平位移测量，主要应用边角交会法、导线测量法、极坐标法、测角前方交会法、小角法、经纬仪投点法、视准线法、引张线法、正垂线或倒垂线法等方法进行测量。垂直位移测量就是对建筑物的沉降进行观测，可以采用液体精力水准几何水准或是几何水准等方法进行测量。

二．在建筑物工程中应用深基坑变形观测方法的重要作用

深基坑观测是工程安全的重要保证之一，也是工程设计、施工和运行的重要步骤，并且本身就是一个独立的工程。在施工的过程中，监测岩土工程的发展状态和稳定性，可以为工程安全提供足够的科学数据，提供正确的预警，有效的防止灾害。深基坑监测工作队工程实施运行有着重大的意义和责任，所以要求预报结果更加科学合理，要求测量精度要对周围的环境掌控度更高。

为了保证相邻建筑物和支护结构之间的安全性，高层建筑物在进行深基坑施工的过程中，必须对深基坑的变形情况随刻进行观测。其中，应用水平位移测量法和垂直位移测量法对深基坑围护结构墙顶的观测是非常关键的。精准、可靠以及及时的观测数据对于整个建筑物的施工过程进行决策有着决定性的作用。为了不影响已有地下管线和建筑物的正常使用，当深基坑与原有地下管道线或是建筑物之间的距离比较近的时候，对深基坑进行定期的观测更是必须的，便于施工人员及时采取措施处理出现的异常情况，将水平位移和垂直位移限制在建筑物所允许的范围之内。在建筑工程中，应用深基坑变形的观测方法不仅能够保证精度符合要求，而且能够提高工程的作业效率，同时还能减少灾难的发生率。

三．以“合肥中天左岸基坑位移变形观测工程”为例分析深基坑监测的实施方法

文章以“合肥中天左岸基坑位移变形观测工程”为例，根据建工程地质条件、岩体特征以及并边建筑资料，通过与具有类似条件的工程的综合分析，判断工程区岩体或建筑物的稳定性，取得相应的资料进行稳定计算，评估工程安全性和潜在的不安全因素。

第一，收集资料，了解概况。中天左岸基坑位移变形观测工程是位于合肥市铜陵路桥西北侧约20米处，基坑周长约412米，所要观测的位置位于基坑的北面、东面、南面，长度长约330米，开挖深度约为10米，基坑安全使用期约为6个月，监测的项目为基坑变形监测点的水平位移观测。在收集了大量的数据的基础上，对已收集的这些数据进行综合性分析，对工程因素进行分类。从稳定性好到较好、中度稳定、稳定性差、很差等。根据影响工程安全的因素，将工程分为稳定、不稳定、暂时稳定、危险等等级。按照某种选定的分类法，做出稳定性评价。将危险的和不稳定的工程，并采取相应的观测方法，按照分析说明原因。

第二，按照规范的要求，在测区内共布设4个观测基准点（图1），16个位移观测点。基点的埋设位置选择在变形影响范围以外的地方，稳定以后方可开始观测。按设计要求及基坑现场实际情况，共布设16个监测点（图2）。

基准点埋设示意 单位：mm

图1

观测点埋设示意 单位：mm

第三，对监测点水平位移的观测拟采用极坐标法或垂距法，本工程使用2″级Leica TCR1102全站仪全站仪进行水平位移测量，测距精度为2mm+2ppm。垂距法观测，如下图所示，在基坑边方向上选定固定轴线点AB（A、B坐标已知，AB距离为D），在位移点P处架设仪器，测β值。计算P点到AB线的垂距：E= Sinβ,如图2所示。

图3垂距观测示意图

第四，根据《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）的规定，本次变形观测的精度等级可以确定为二级，位移观测点坐标中误差为±3.0mm。

水平位移观测使用徕卡TCR1102全站仪，其测角精度为2″，测距精度为2mm+2ppm，按极坐标法对埋设于基坑边口的水平位移监测点进行观测，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。

第五，中天左岸基坑位移变形观测工程是由4个基准点构成的一个基准网，在气象条件稳定的情况下进行观测，根据设计要求和依据规范，本监测工程各监测项目预警值如下：

观测点 累计水平位移（mm） 水平位移速率连续3天（mm/d） 备注

16个观测点 20 3

第六，分析、总结位移观测成果并对中天左岸基坑位移变形观测工程提出建议。在基坑开挖过程中，于8月7日至10月25日观测期间，多次成功预警，且及时对超过预警值的点均向业主和监理做了预警通告,业主及监理等相关负责人也及时与设计人员商量对策,及时采取措施。此后，由于实地实际条件复杂等原因,其中最大的一次在10月30日到11月1日，G3点位移速率达到95.5mm/d, 及时通知了业主和监理单位，随后业主组织相关人员对与G3相关联的其他几个监测点部位进行了局部处理，取得了较好的效果。在以后的观测中该点变化速率明显减小，其余各点均未达到此最大值。在11月3日到11月8日期间，G8达到9.22 mm/d，是所有点中变形最大值，也及时成功预警，业主组织相关单位及时采取措施。此后观测到12月26日，均未达到此最大值。（图4）

根据《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007），变形观测的二级精度等级确定，位移观测点坐标中误差为±3.0mm，若位移速率小于1mm/d，可认为基坑已进入稳定阶段。中天左岸基坑位移变形观测工程的基坑位移观测点后期观测期间（11月15日至12月26日），最大变化值点G8为1.15mm/d,最后三期的最大位移速率均小于3mm/d，基坑状态已趋于稳定。针对成果提出的建议是停止进行各监测点的位移变形观测。

基坑水平位移监测是很多工程中遇到的问题，在实际工程中，需要根据现场情况结合多种适宜的监测方法，尽可能的做到提前预测其发展变化，预警及时，从而给工程提供可靠安全的施工环境。

四．结语

从未来的城市和地下空间岩土工程检测的发展方向来看，深基坑的变形观测有很多值得关注的地方，基坑工程检测眼球的新技术、方法和仪器设备。基坑施工阶段的监测设计没有考虑到运营时的工程安全监测的需要，导致基坑施工阶段监测所使用的技术手段、设备仪器都以便利简单、成本低廉为原则，这样严重地限制了新技术、新方法、新仪器设备在基坑监测中的开发和应用，伴随着城市地下空间的利用，公共安全越来越被社会所重视，所以基坑安全监测一体化是大势所趋。学术体系对于基坑监测预警还需要进一步的完善，而不是依据某一个工程技术人员经验来判断，进一步丰富和升华理论体系，达到完善且适用化、实用化。

参考资料：

[1]史佩栋.深基础工程特殊技术问题[M].北京.人民交通出版社.2004:54-113.

[2]叶青.长江委地下车库深基坑变形监测与成果分析[J].人民长江.2007（10:165-167.

[3]王旭明.深基坑监测方法探讨.城市建设理论研究.2011(20):317-319.

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