深基坑变形监测的常见方法及应用

龙源期刊网深基坑变形监测的常见方法及应用作者：臧环环来源：《中国房地产业·上旬》2017年第06期[摘要]本文主要介绍了深基坑的变形监测，分析了深基坑边坡的水平位移和竖向位移的监测方法，阐释了基坑变形监测过程中遇到的各种情况及需要注意的问题。[关键词]深基坑；基坑变形监测；水平位移；竖向位移随着科技的发展和技术的进步，为了解决土地资源日渐减少与城市人口不断增长的矛盾，越来越多的小高层、高层甚至超高层建筑物应运而生。伴随着高层建筑的崛起，深基坑工程也日益发展起来，深基坑的安全问题已经成为基础施工的重中之重。因此深基坑的变形监测也具有更实际更重要的意义。深基坑工程是指基坑开挖的深度值超过5米（含5米）的基坑（槽）的土方开挖、边坡支护以及降水工程，或者基坑开挖的深度值虽未超过5米，但其地质条件情况、周围环境情况以及地下管线情况等较为复杂，或影响相邻建（构）筑物安全的基坑（槽）的土方开挖、边坡支护以及降水工程。根据规范要求，开挖深度值超过5m、或者开挖深度值虽不超过5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程均应实施基坑工程变形监测。基坑监测是指在施工及使用期限内，对深基坑及周边环境实施的检查、监控工作。监测项目主要包括：水平位移监测、竖向位移监测、深层水平位移监测、倾斜监测、裂缝监测、支护结构内力监测、土压力监测、孔隙水压力监测、地下水位监测、锚杆拉力监测、周边已建建筑的沉降监测等。其中基坑边坡的水平位移和竖向位移监测是最常见的基坑变形监测项目，本文就以此二项监测为例做相应的介绍和分析。1、基坑变形测置点的设置变形测量点分为基准点、工作基点和变形监测点。基准点作为该工程的基准和检核点，必须保证其稳定性，每个基坑工程至少应设置3个基准点。当基准点离所测建筑距离较远致使变形测量作业不方便时，宜在稳定的位置设置工作基点。基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库推栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器震动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方，并应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。监测期间，应定期检查基准点和工作基点的稳定性。基坑工程变形监测点是直接反应基坑变形情况的测量点。根据规范要求，基坑工程监测点的布置应最大程度地反映监测对象的实际状态及其变化趋势，并应满足监控要求。为了满足观测条件，应将点位沿基坑周边布置在边坡顶部，基坑周边中部、阳角处应布置监测点。监测点龙源期刊网米，并应保证每条边坡上监测点数不少于3个。监测点宜采用1015cm长，直径20mm的钢筋，固定在边坡顶部，钢筋顶部刻十字花。另外，监测点的位置，包括间距，以及距基坑边坡边缘的距离，应根据现场具体情况而定，不可距离基坑边缘较远，以免影响观测精度。2、仪器设备、人员素质的要求根据深基坑变形监测精度要求高的特点，监测中使用的仪器必须满足观测精度和量程的要求，并应具有良好的稳定性和可靠性。使用的仪器必须经过校准或核定合格，并在规定的校准有效期内方可使用。基坑变形监测的施测人员必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。3、基坑变形监测方法及监测频率1）水平位移监测是测定基坑边坡在水平方向上位移变化的监测工程，常用的方法有视准线法、小角度法、投点法、前方交会法、自由设站法、极坐标法等。笔者参与的工程中多以三维坐标法进行监测。三维坐标法进行基坑变形监测时，需在第一工作基点上架设观测仪器，以第二工作基点作为后视方向，通过监测第二工作基点与基坑监测点之间的水平距离、角度和高差，来确定监测点的三维坐标。在一个基坑变形监测周期内，通过比较前后两次观测的坐标差，求得监测点的水平位移量。2）竖向位移监测是测定基坑边坡在竖直方向上位移变化的监测工程。常用的监测方法有几何水准法和液体静力水准法等。以几何水准法为例，简单介绍一下其监测过程。首先要建立水准控制网和固定的水准观测路线，在高程基准点、工作基点与监测点之间建立固定的观测路线，尽量保证各次观测均沿统一路线进行。然后编制观测周期，并严格按照周期进行竖向位移监测，应使用DS1或DS05精度以上型水准仪、因瓦合金标尺，按光学测微法进行观测。3）基坑变形监测工作应贯穿于基坑工程施工全过程，其监测频率应以能系统反应监测对象所测项目的重要变化过程。监测工作一般应从基坑工程施工前开始，直至地下工程完成为止。对有特殊要求或有突发状况的工程还需要延长监测时间，直至基坑变形趋于稳定后才能结束。龙源期刊网、基坑变形监测的成果及成果分析基坑变形监测是一个周期性的监测过程，其监测成果包括各个周期实测数据及各个周期观测数据的对比分析结果。因此每个周期观测完成后，应及时对观测数据进行分析，计算出该周期内各个监测点的水平位移量和竖向位移量，判断出基坑的变形情况，对于变形较严重区域，如监测数据达到报警值、支护结构或周边土体等出现隆起或陷落、周边地面可能或已经产生裂缝等情况时，应及时通知甲方采取相应的措施，并应注意增设观测点，随时观测裂缝的变化。基坑变形进入稳定阶段后，对监测成果进行分析和汇总，绘制时间一水平位移关系曲线图、时间一竖向位移关系曲线图，并形成最终的成果文件；5、应注意的问题：1）进行观测操作时，观测员应当特别注意观测仪器的对中、整平，读数时应当注意十字丝的精确照准；司镜员要特别注意对中杆的对中和水平；2）应特别注意在基坑拐角处，计算其水平位移量时应对垂直的两个方向分别计算距离；3）进行高差观测时，应当注意多观测几个测回，取各次值的平均值作为监测点的高程；4）每次进行观测前，都应对基准点和监测点进行检核，确保各个点位无破坏、移动等现象；5）应提醒施工单位注意对所有点位的保护，并应保证在每次观测时各点位无遮挡：6）应安排一个固定工作组负责一项任务，使用同一台观测仪器，并由专人负责专项工作。结语：基坑工程具有极强的区域性，如黄土地基、软粘土地基、杂填土地基等水文地质条件和工程地质条件不同的地基中基坑工程的差异性就很大。因此具体的基坑变形监测工程要应根据具体工程所在地区地质条件情况，因地制宜，确定不同的监测等级，并制定合理可行的监测方案。