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深基坑开挖施工监测方法略谈郭胜利

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：郭胜利

[导读] 摘要：深基坑工程是个临时工程且造价较高，建设单位往往不愿再投入较多的资源进行开挖施工监测，因此风险性较大，一旦出现问题就会造成极其严重的经济损失和社会影响。

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        摘要：深基坑工程是个临时工程且造价较高，建设单位往往不愿再投入较多的资源进行开挖施工监测，因此风险性较大，一旦出现问题就会造成极其严重的经济损失和社会影响。本文对深基坑开挖施工监测的目的、内容、设备、方法进行了分析，并重点探讨了深基坑支护结构的监测作业，最后就提升监测质量水平提出了几点建议。
        关键词：深基坑工程，施工监测，监测方法，监测质量水平
        1引言
        改革开放以来，我国的城市化进程不断加速，经济社会发展取得了显著成就。但这也致使当前城市地上空间越来越少，所以需要对地下空间进行有效地开发利用，进而导致深基坑开挖工程也取得快速发展进步。现实中，深基坑开挖必然会造成变形，如果不对其进行控制，则会严重影响到工程自身安全，甚至威胁到相邻的构筑物安全，必须引起高度重视。
        深基坑变形监测就是在深基坑开挖施工的过程中，在一些敏感位置上布置监测点，并采用先进的监测设备对基坑的支护结构、周围土体及相邻构筑物进行全面、系统的测量和分析，一旦反馈回来的数据出现问题，就立即采取措施防止重大工程事故的发生，同时还可以为类似地质条件下的深基坑开挖施工工作提供资料和数据参考，具有极其重大的现实意义。本文对深基坑开挖施工监测的目的、内容、设备、方法进行了分析，并重点探讨了深基坑支护结构的监测作业，最后就提升监测质量水平提出了几点建议，希望对促进相关工程施工作业工作的顺利有序开展能够有所借鉴。
        2监测目的和内容
        所谓的深基坑开挖监测就是采用先进的监测设备和方法，在施工作业中对邻近的建筑物、土体、道路、构筑物、地下管线以及基坑支护结构的位移、沉降、倾斜、深层水平位移、分层沉降、锚索应力、地下水位、土压力、水压力、内支撑、开裂等进行综合测量，并对测量到的数据进行分析以得到伴随施工进展的周围环境和支护结构的动态变化信息，为施工作业的安全开展提供有效依据。现实中，当前的深基坑开挖施工监测除了需要在施工作业的进程中进行监测外，其内涵还延伸到了作业前的施工方案评价以及作业后的施工措施优化探讨等层面。在施工作业前，通过对施工区域的土地变位动态等各种信息进行监测，能够实现勘察结果与预期设计性状间的对比，从而对初始制定的施工方案是否合理进行有效评判；在施工作业中，通过动态监测周围环境和支护结构的动态形变信息，可以对下阶段施工中的情况进行预测，并实时地根据数据分析结果来调整施工措施，保证后续施工作业的安全进行；在施工作业后，通过对施工作业信息以及监测资料的汇总、整理和分析，可以为后续同类型地质条件下的深基坑开挖施工提供参考信息，为后续施工作业方案的优化改善提供依据。
        3监测设备和方法
        深基坑开挖施工需要对周边环境和支护体系进行变形监测，而这就需要借助到一些监测设备和仪器，主要包括以下几种：第一，测斜仪。对基坑的支护结构和周边土体的深层水平位移进行监测。第二，水准仪和经纬仪。主要负责对支护结构、地下管线及周边环境的沉降和变位情况进行加测。第三，深层沉降标。负责监测支护结构的稳定状态。第四，土压力计。负责对支护结构后土体的压力值及其动态变化情况进行监测，为支护结构的位移判断及其精确计算提供依据。第五，孔隙水压力计。对基坑外土体的移动和支护结构后孔隙水压力的变化进行监测。第六，水位计。对支护结构后地下水位的动态变化进行监测。第七，钢筋应力计。对支撑钢筋所受应力进行监测，为判断支撑结构的稳定性提供依据。第八，温度计。考虑到温度改变会影响到钢筋应力，所以需要采用温度计和钢筋应力计对支撑结构进行协同监测。第九，混凝土应变计。负责对支撑混凝土结构的应变进行监测。第十，低应变动测仪和超声波无损检测仪。对支护体系的结构完整性和强度是否达标进行监测。现实中，以上监测设备大多需要在室外进行埋设，埋设好后就无法对设备的元件进行置换，所以在埋设前一方面需要对设备的外观、防水、压力率定和温度率定等因素进行检测，保障设备不存在故障隐患，另一方面还应尽量选择可靠性、坚固性等指标较优的型号，保证监测设备能够在施工作业的过程中稳定、可靠运用。
        深基坑开挖施工监测前，应对周围环境和施工区域的地质条件等情况开展调查，并进行详细记录，也可以附加拍摄照片和影像等资料。对于同一工程，监测作业应安排固定人员采用固定设备，利用相同的观测方法并沿固定路径进行施测。基准点应该在作业前就进行埋设并待观测其处于稳定状态后再投入使用。为了降低施工对基准点的影响，基准点应设置在施工影响范围之外，并在监测期间对其稳定性进行联测。

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为了保证基准点在整个施工期间都具备较高的有效性和可靠性，还应对其采取保护措施。同时，在制定施测方案时还必须对监测频率进行合理设定。一般在施工前应安排至少两次的初始观测，而在深基坑开挖施工期间，每天至少应观测一次。如果后期观测值趋于稳定，可以适当延长两次观测的间隔时间；反之，如果出现报警指标或者观测值变化非常剧烈时，则可能代表着危险事故征兆，此时则应缩短观测间隔时间。深埋测点的设置对监测作业也会产生重要影响，为了保证其不会影响结构的正常受力和变形刚度，一般深埋测点要至少提前一个月进行埋设，待监测元件处于稳定状态后再正式进行施测作业。
        4支护结构的施测作业
        1.顶部水平位移监测
        对深基坑支护结构的顶部水平位移进行施测时，需要将观测点沿基坑周边布置，通常埋设于结构圈梁顶部。测点的布置和观测间隔需要满足以下两个方面的要求：第一，正常情况下，相邻测点的间隔距离一般为10~15m，对于一些敏感位置，比如距离附近的建筑物较近或者在基坑转折处，则可适当缩小测点间距，增大布点密度。第二，深基坑开挖初期，可以采取相对较低的观测频率，每2~3天观测一次即可；随着施工作业进入稳定状态，可以每天观测一次；如果观测到支护结构顶部出现较大位移时，则应增加观测频率，可以一天观测两次。
        2.测斜监测
        对于支护结构的测斜监测，主要采用测斜仪进行施测。考虑到支护结构的受力特点以及周围环境的影响，需要在关键位置钻孔布置测斜管，并采用高精度测斜仪进行施测。支护结构的测斜监测测点间距一般为20~30m，且测斜管的埋置深度通常要达到基坑深度的2倍。下管时内槽十字丝垂直于基坑，在测斜管放置到支护结构后，通常应用中细砂对支护与孔壁间的孔隙进行回填。伴随着深基坑开挖施工作业的进行，需要对支护结构的倾斜变化情况进行有效监测，并及时提供支护结构沿深度方向水平位移随时间的变化曲线。
        5提升监测质量水平的几点建议
        1.通过跟踪监测控制施工进度
        深基坑开挖施工监测是保证工程顺利、安全开展的重要基础，只有做好监测工作，及时掌握基坑本身和周围环境的变形动态，才能对施工进度控住提供正确方向。一旦出现报警值时，应及时增加监测频率并对施工流程节拍进行合理调控。
        2.科学确定监测报警值
        深基坑变速速率是监测环境提供报警的重要依据，要对速率变化规律和不同施工阶段、区域的速率变化安全值做到心中有数。在此基础上，结合公差的实际情况、周围环境以及设计计算书，对监测项目的报警值进行科学确定。一旦发现监测指标达到报警值，则无论是否存在合理解释，都应提出报警，组织建设、监理等单位和相关专家进行综合分析研判，以确保施工安全。
        3.加强施工监测管理，提升监测质量水平
        深基坑施工监测要强化管理。比如监测单位应具有相关部门颁发的深基坑工程监测机构的认证证书或相应资质证书；施测人员应通过监测作业培训并取得合格证书；监测作业必须配备能够满足具体工程监测需求的仪器设备；监测方案应通过专家审核等等。
        参考文献
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