工程技术 工程技术 ２０１５年５月・３１・ 监测技术在深基坑的应用 王伟忠 （地质工程勘察院乌鲁木齐８３００００） 摘要：改革开放迎来了我国城市建设的高峰，随着城市建设的发展，各地市区中心地带的地价日趋昂贵，向空中求发展、 向地下深层要土地便成了建筑商追求经济效益的常用手段，同时一定的基础深度也是为了满足高层建筑的抗震和抗风等结构要 求。在很多发达的沿海城市基坑的开挖深度只会越来越深。基坑监测必然成为深基坑质量、安全保证的关键，是工程建设必不可 少的重要环节。本论文介绍了基坑监测的常用方法，结合平潭天大山工程实例，选择深基坑监测的工程实例采探讨监测技术在深 基坑中的应用和精度分析。 Ａｂｅｔｒａｃｔ：Ｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｏｐｅｎｉｎｇ ｈａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｏｍｉｎｇ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｃｏｎｓｔｒｕｇｔｉｏｎ．ｔｈｅ １ａｎｄ ｐｒｉｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｔｙ ｃｅｎｔｅｒ ｂｅｃｏｍｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ Ｃｈｉｎａ．Ｓｏ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ａｉｒ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｇｇｉｎｇ ｉｎｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｈａｓ ｂｅｃａｍｅ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｅｒｓ ｔｏ ｇｅｔ ｃｏｎｍｌｓｒｃｉａ１ ｂｏｎｅｒｉｔｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ。ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｅｐｔｈ ｉ ｓ ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｏｉｓｍｉｃ ａｎｄ Ｗｉｎｄ ｒｅｓｉ ｓｔａｎｃｅ．Ｉｎ ｍａｎｙ ｄｅｖｅ１ｏｐｅｄ ｃｏａｓｔａ１ ｃｉｔｉｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ ｗｉＩｌ ｏｎｌＹ ｂｅ ｃｏｎｓｔａｎｔｉＹ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｕｓｔ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｏ ｔｈｅ ｑｕａ１ｉｔｙ ｏｆ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ：ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅ．Ｉｔ ｉｓ ａｎ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂ１ｅ ａｎｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏ ＪｅＣｔ ｃｏｎｓｔｒＵＣｔｉｏｎ．Ｔｈｉ ｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｅｄｕｃｅｓ ｓｅｖｅｒａ１ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ ｍｅｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ａｎｄ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｐｉｎｇｔａｎ Ｔｉａｎｄａｓｈａｎ’ｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐ１ｅ ｏｆ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｎｉｔｏｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏ１ｏｇｙ ｉｎ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉ ｓ． 关键词：监测技术；深基坑；位移；沉降 － Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｎ；Ｄｉｓｐ１ａｃｅｍｅｎｔ；Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ 中图分类号：Ｘ９２４．２ 文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－５５８６（２０１５）１９－００３１－０２ 变形是自然界普遍存在的现象，各种荷载作用于变形体， 使其形状、大小及位置在时间或空间发生的变化均为变形 ］。 监测就是为加强信息化施工，将基础施工风险降低至最小，必 须对工程进行监测，随时反映工程变形情况，并将其信息及时 反馈给施工、设计、监理及业主等有关单位，以此判断工程进 度的安全情况，及时指导施工。当出现风险或异常时及时预警 预报，以便及时采取有效措施来确保整个工程的安全，降低风 险。国内基坑监测技术应用较广泛，目前绝大多数深基坑工程 都进行了施工期监测，通过设定监测项目的控制值，监测和保 障基坑施工和周边环境的安全。相关的监测手段及方法也较 多，如利用近景摄影测量监测深基坑支护结构位移的新技术、 基于人工神经网络的建筑物沉降预测、ＲＢＦ神经网络在深基 坑监测预测中的运用、非固定站二次基准差分法基坑监测技 术、城市基坑工程施工控制及其环境监测和深基坑工程监测 与控制等ｍ。 １基坑监测主要方法 １．１平面位移监测 图１－１平面基准网示意图 平面位移监测使用全站仪采用前方交会方法进行。监测时 １．４地下水位监测 后视Ｂ点，然后盘左盘右测量Ｃ、Ｄ两点，然后依次监测所有 地下水位使用沉降计观测地下水位的深度，把沉降计打开 坡顶及周边建筑物上所布设的平面位移监测点，所得Ｃ、Ｄ两 调到一个比较灵敏的档位，然后把两跟带探针的电线放入测斜 点坐标偏差在允许范围内时认为基准点Ａ稳固，监测数据有效， 孔慢慢往下放直到沉降计有反应，然后拿出来用卷尺量取电线 若所得Ｃ、Ｄ两点坐标偏差超出允许范围，则需重新测量，必 的放入的长度，每次记录时应等读数稳定方可记录。其实沉降 要时需要进行平面基准网联测，重新推算Ａ点坐标。 计的原理就是利用水导电的原理来测水位的落差。 １＿２沉降及竖向位移监测 ２基坑监测工程应用实例 沉降监测主要采用精密电子水准仪和精密因瓦编码尺进 ２．１工程概况 行。每次监测利用同一个基准点，按照相同观测路线，进行闭 天大山东路位于平潭综合实验区金井湾片区，其中综合管 合水准测量。 沟起点位于接金井湾大道（渔平大道）综合管沟，终点接如意 １．３深层土体水平位移监测 路电力管沟，沿线与鹅头尾路综合管沟、北湖路综合管沟交叉。 深层水平位移监测使用测斜仪进行观测。观测前先在连接 天大山东路综合管沟设计起点位于桩号Ｋ０＋０５８．８８，终点位于 测头的电缆上做好深度标记，ＦｈＮ头中心点起算，每隔固定步 桩号Ｋ１＋２５４．４７，综合管沟总长１ １９６．４米。沿线地形总体地势 长标记一次。观测时先由测头导轮沿主方向导槽将测头下入孔 平坦，为原平潭盐场的盐田地，在Ｋ１＋１０ｏ＿＿ｌ ＋ｌ００路段为积 底，由下至上每．步长记录一次测斜仪读数，直至孔口，再由 水区，水深０．５０．２．００米。道路穿越地貌单元以冲海积平原地 测头导轮沿次方向导槽将测头下入孔底，由下至上每一步长记 貌为主，总体地势较低，道路起点与３０５省道交叉段为侵蚀低 录一次测斜仪读数，直至孔口。观测时测头在孔内的移动应平 山丘陵坡地，地势较高。沿线场地高程范围在．２．４０－－４．３０米之 缓，测头在测斜仪读数时应保证稳定，每次记录时应等测斜仪 间。 读数稳定方可记录。 ２．２监测点的布设 将记录数据传输至测斜数据处理系统，进行深层水平位移 ２．２．１地下水位监测点布设 分析计算，同时进行数据汇总输出。 观测点采用水位管。按照基坑设计要求，并结合基坑地质 ，３２・２０１５年５月 工程技术 ＣＪＯ６ ＣＪ０７ ＣＪ０８ 工程技术 ９９９６．９８９ ９９９４．０８６ ９９９２．２３４ 情况，在基坑周围共布设６个测斜管，孔口用粘性土密封，防 止地表水渗入，孔底标高同搅拌桩底标高。 ２．２．２水平位移监测点布设 按照设计要求及周边建筑物分布情况，在基坑的两条平行 ５．０ ２．０ －１．０ ．６．Ｏ ．２０．Ｏ ７２．０ ５．Ｏ ２．Ｏ ．１．０ 线上已经浇筑的钢筋架上焊上ｌＯ个水平位移监测点。 ２．３工程监测频率及报警值 ２．３．１监测频率 １）基坑开挖前，监测项目均应测得不少于２次的初始值； ２）监测项目的监测频 基坑开挖深度小于５ｍ，１次／２无 坑开挖深度５－１０ｍ，１次／１天；基坑开挖深度大于５ｍ，１ 次／１天；基坑底板浇筑后的７天内，监测项目的监测频率为 １次／３天；７～１４天内，监测项目的监测频率为１次，３天； ＣＪ０９ ＣＪｌ０ ＣＪ１１ ９９９１．４４８ ｌＯ２４９．８５ １０２５６．４４ ３．０ ８６．Ｏ ４．０ ８．Ｏ ３４１．０ ｌ１０．Ｏ ３．Ｏ ８６．０ ４．０ ３数据精度分析 变形监测采用平面导线测量，通过测量距离与方位角，按 极坐标计算公式可准确求出每周期各变形点的坐标嘲。从得到 监测点的坐标通过下面的公式以一个监测点为例来分析精度有 没有达到二级规范要求。 １４～２８天内，监测项目的监测频率为１次，５天；超过２８天， 监测项目的监测频率为１次／１０天。本次监测项目分为三个月， 每周２次。 ２．３．２监测报警值 当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并应对 基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。监测数 据达到监测报警值的累计值（按表２．２取用）；基坑结构或周 边土体的位移值突然明显增大或基坑出现流沙、管涌、隆起、 陷落或较严重的渗漏等；基坑支护结构或锚杆体系出现过大变 形、断裂、松弛或拔出的迹象；周边建筑的结构部分、周边地 面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝；周边管线变 形明显增长或出现裂缝、泄漏等。 表２．１监测项目及报警标准 注：①ｆ为锚杆承载力设计值； ②当监测项目的变化速率达到表中规定值或连续３ｄ超过 该值的７０％，应报警； ③周边建筑物整体倾斜度累计达到２／１０００或倾斜率连续 ３ｄ大于０．００１Ｈ／ｄ（Ｈ为建筑物承重结构高度）时应报警。 ２．４地下水位监测数据 在对应的地下水位监测点量取对应的测斜管在露出地面的 高程，然后用沉降计慢慢往下放，等仪器读数稳定的时候记录 量取沉降计电线放入管内的水位管深，最后用记录的水位管深 减去管口高程就是对应的水位深度。 表２．２地下水位监测数据 次数 第二次 点号 管口高程。ｍ 水位管深，ｍ 本次水位，ｒａ ＳＷ１ １．９５６ １．５４ ０．４１６ ＳＷ２ ２．８１２ ２．０６６ ０．７４６ ＳＷ３ ２．４１７ １．３８３ １．０３４ ＳＷ４ １．７９４ ２．６５８ ．０．８６４ ＳＷ５ Ｉ．５４２４ Ｏ．８９ ０．６５２ ２．５水平位移监测数据 采用前方交会在固定的已知点上架站，后视另一个固定的 已知点，采用多测回观测方法来达到精度要求。 表２．３水平位移观测数据 点号 平面（ｍ） 本次位移 累计位移 速率 （ｒａｍ） （ｍｍ） ＣＪ０３ ９９９５．９７４ ．８．０ ３．０ ．８。０ ＣＪ０ｌ４ ９９９４．４２７ １．０ １．０ １．Ｏ ＣＪ０５ ９９９６．０６７ －３．０ ．３．Ｏ －３．０ ｍ＝士 （３・１） 表４监测点ｗ１的坐标ｘ中误差分析 求出这个监测点的中误差ｍ＝２．８９ｍｍ小于３ｍｍ，达到了 精度要求。 ４小结 通过基坑监测施测和监测数据的分析，基坑监测需要注意 以下几方面： １）作业人员必须严格按规范要求监测并进行自检，做到 记录清晰、齐全，计算准确无误。 ２）在监测过程中应采用固定的仪器固定的观测人员采用 固定的观测路线和观测方法。 ３）每次观测前按技术要求对仪器进行检查和校正，观测 应遵守“五固定”原则，沉降观测依据的基准点及沉降观测点， 点位要固定：所用仪器、设备要固定；固定测量人员；固定测 量仪器和固定路线；观测环境和条件基本相同，以保证观测结 果精度。 参考文献 ［１ 依晓东．变形监测技术及应用嗍．黄河水利出版社，］２００７：１— １Ｏ． ［２］邵小江．基坑支护设计Ⅱ】．铁道建筑，２００１，１０（１２）：８—１１． 【３】徐至钧．深基坑工程逆作法施工Ⅱ】．住宅科技，２０００．３．２：２２．２５． ［４］ 覃睿．基坑监测技术的现状及应用Ⅱ】．工程质量Ａ 版，２００８，８（Ａ）：１８－２１． ［５】 潘正风等．数字测图原理与方法 ．武汉大学出版 社，２００４．８：１７９．１ ８０． ［６］武汉大学测绘学院测量平差学科组．误差理论与测量平差 基础 ．武汉大学出版社，２０Ｏ９．５：１４—２０．
