浅谈基坑变形监测

浅谈基坑变形监测

李铭添

广东华远国土工程有限公司广东省中山市528400

摘要：随着高层建筑、地铁工程、大型管道工程的出现，基坑开挖深度不断加深，规模不断扩大，基坑支护的安全性成为我国建设中最重要的方面之一。本文介绍深基坑工程的特点和发展现状，并总结深基坑支护技术。

关键词：深基坑；支护技术；发展趋势

引言

二十世纪八十年代以来，随着我国城市工程建设事业得以加速发展加上人口数量的增长，城市土地的使用价格越来越高。所以本着高土地的开发利用率和成为城市人口提供足够的居住空间的角度出发，众多无以计数的高层建筑物、地铁工程、大型管道工程等应运而生。为了保证此类建筑物的结构要求和工程建设的安全性，基坑工程已从原来的浅基坑向深基坑、甚至向超深、超大型方向发展。因基坑设计理论还不够全面、地表地层的变异以及众多不可预计的复杂问题的出现，由深基坑工程所导致人身财产有所损失的事故时有发生，基坑安全问题俨然已成为我国工程建设事业当中最值得重视的方面之一。

1.基坑支护的特点

1.1变形监测的特点

1）精度要求高：跟其他工程测量相比，变形监测在基坑施工的工程中所要求的测量误差通常都是在毫米或是毫米以下的数位（即1mm，或者是相对要求为10-6），所以基坑监测中通常使用的都是高精度的仪器设备。使用这样的仪器能够确保在监测过程中得到精确地监测数据资料，也可以及时地在收集数据后，发现基坑产生的微小变化作出数据报告。

2）重复观测：基坑的观测频率取决于变形的大小、速度和观测目的。在工程前期，施工速度快，变形大，观测频率要高。经过一段时间后，基坑深度够深，建筑基本固定，变化基于稳定，可以减少观测的次数，但要坚持定期观测。

3）各种观测方法的综合应用：变形监测方法一般分为四类：地面测量、空间测量技术、摄影测量、地面激光扫描和特殊测量方法。

地面测量法：精度高，应用灵活，适用于各种不同的变体和不同的监测环境，但野外工作量相对较大。主要包括几何水准测量、三角高程测量、方位角测量、距离测量等。

空间测量技术：可以提供广泛的变化信息，但对环境影响的观测相对较大。例如，空间卫星定位GNSS/GPRS、合成孔径雷达干涉测量（INSAR）。

摄影测量和地面激光扫描：摄影测量的野外工作较少，可以在变形体表面提供任意变形，但精度相对较低。地面激光扫描有类似于摄影测量的优点，精度也可以达到几个毫米，在变形观测方面的应用才刚起步。

专用测量手段：易于实现连续、自动监测和远程控制，精度较高，但可提供局部变形信息。主要方法有准直法、倾斜仪监测法、应变计测量法等。

4）数据处理要求严格：变形通常很小，有时甚至与观测精度的量级相同。需要严格的数据处理方法将变形信息与有误差的观测值分开。在基坑施工的过程中，都会存在一些不可预知的问题出现，因此需要专业人员细心处理、仔细观测，同时在得到的变形观测数据资料作出分析解析，预测问题的产生及产生愿意提供给监理，以方便地为工程提供参考并利用管理这些资料。

5）需要多种科学知识配合

在确定变形监测精度、优化变形监测方案、合理分析变形监测结果时，特别是在变形物理解释中，变形测量员应熟悉所研究的变形体。优秀的基坑监理方案设计离不开测量人员丰富的专业知识和经验，但是仅具备单方面的测量知识经验是不够的。还应跟其他多种的科学相互几何，比如需要掌握相关的土木工程、建筑工程施工等。能够将这些科学融会贯通，这样才能与其他工程技术人员默契配合，提高工程施工效率与质量。

1.2基坑变形监测的基本要求

1）为了保证基坑施工顺利有顺地进行，在基坑监测工作之前，必须事先制定一个完整的监测方案。

2）所监测的每一项数据资料必须是真实可靠地原始记录，任何人不得擅自填土修改，而且当天测得的数据要及时分析处理，不得有任何理由延误，否则不利于及时发现工程问题而造成财产安全事故。

3）在各结构中所埋设的监测点应避免对基坑和周边结构的受力产生影响，而且在回填土时应与场地基坑土质匹配一致。

4）应全面综合地掌握监测结结果且对重点项目设安全报警值，以便一旦超过预警值范围能够及时采取措施处理。减少危害的发生。

5）基坑在监测过程中应该配有完整的监测数据记录表、曲线图、变化图等，同时在监测工作完成后将所获取的资料整理出详细的监测报告。

1.3变形监测的发展趋势

我国在其实年代以前的基坑还是相对比较浅，例如天津、上海等沿海城市，土质松软、地下水位较高，由于技术设备相对落后等问题的影响，其基坑深度通常不会超过4米。20世纪80年代初以来，中国城市基坑工程发展较快，90年代中国开始制定有关基坑工程的相关法律法规。

介意城镇土地有效利用面积紧缩和土地价格不断上涨，地产建筑开发商总是想方设法地为提高土地空间利用价值想尽办法，因此引起了社会建筑各方对深基坑的开挖，支护有了极大的关注。还应当满足基坑工程周边环境设施的变形要求，不会引起不良后果的发生，而这些人软土城市更有着绝对的重要性。

时间不断地推进。建筑工程的顺利开展对现场检测的精度有更高要求，因此监测仪器、技术、方法得到了优化和提高。从发展看出，基坑的现场监测已经大大超出原来对一般工程的要求，发展成为了建筑工程设计和施工的一部分。在国内，基坑监测主要以人工监测为主，还不能达到实时监测的要求，因而使得现代化信息化施工受到一定程度上的制约基坑工程在施工过程当中具有很大的风险，自动化监测系统即是利用后代数据分析，结合现场地质条件、设置参数以及现场实际施工情况，对现场监测数据进行系统全面的分析与预测，并根据提前设定的预警值判断出当前基坑安全等级后作出有效的措施。减少财产损失和事故的发生，保证项目监测技术的顺利发展。目前我国自动化监测技术还处于成长阶段，其所发展的地区主要是东部沿海地区的重大基坑工程。实现自动化监测已成为一种发展趋势，该项技术一定会随着时代的推进在各种工程领域得以更为广泛的应用。

结论：变形监测是利用专用仪器和方法，对变形现象进行连续观测，分析变形形态，预测变形发展。其任务是确定在各种外力和载荷作用下变形体的形状、尺寸和位置的时空特征。精密工程测量中最具代表性的变形体是桥梁、大坝、高层建筑、边坡、隧道和地铁。

变形监测的意义主要体现在两个方面：一是掌握各工程建筑物的稳定性，为安全运行诊断提供必要的信息，及时发现问题，采取措施；其次，它具有科学意义，包括对变形机理的基本认识，完善工程设计理论，进行反馈设计，建立有效的变形预测模型。

参考文献：

[1]黄宁等，浅谈利用高精度自动化全站仪对桥梁变形观测的思路与方法，中国公路学会养护与管理分会成立大会，2009年

[2]刘双柱，关于工程测量变形监测方法的论述、城市建设理论研究（电子版），2013年

[3]吴江淮，建筑物静态变形监测数据分析与处理，同济大学网，2007年

[4]陈正宇，《基于GIS的建筑物变形监测系统开发与应用研究》，同济大学土木工程学院，2007