论变形深基坑工程变形监测学术

论文导读：
摘要:基坑变形监测在基坑施工过程中起到至关重要的作用，其主要内容有围护结构的水平位移监测、沉降监测、应力监测，及地下水位监测、护坡监测和周围环境监测等。本文结合深基坑工程实例，对基坑变形监测逐一进行了分析，介绍了具体的变形监测技术、方法及注意事项，有效确保了整个基坑工程的安全、稳定。
关键词:深基坑工程；围护结构；变形监测；水平位移；支护
1 引言
随着城市化进程的加快,城市土地资源也变得日益紧张。为了提高土地的空间利用率，人们在加大建筑高度的同时，也争相开发地下空间。随着基坑支护工艺及技术的不断完善,基坑的开挖深度在不断的加大，深基坑工程也越来越多。在深基坑工程施工中，由于地质情况的复杂、岩土工程理论的不完善、人为的因素等原因，致使基坑支护安全事故不断。因此,基坑支护的监测工作,尤其是深基坑的变形监测工作就显得尤为重要。它通过动态监测为实现信息化施工、动态设计和及时提供反馈和预警信息，是确保整个基坑工程的安全、稳定的重要手段。
2基坑变形监测的内容
深基坑监测的主要内容有围护结构的水平位移监测、沉降监测、应力监测，及地下水位监测、护坡监测和周围环境监测等，一般通过设定监测项目的报警值来保障基坑施工和周边环境的安全。在监测过程中，不仅要提供精确的监测数据，还应加强对基坑水文地质的了解与分析、基坑与周边相邻建筑物关系的分析研究。

2.1围护结构的监测

(1)水平位移监测
围护结构顶部水平位移是围护结构变形最直观的体现，是整个监测过程的重点。围护结构变形是由于水平方向上基坑内外土体的原始应力状态改变而引起的地层移动。基坑开挖时水平方向影响范围为1.5倍开挖深度，水平位移及沉降的监测控制点一般设置在基坑边

2.5～3.0倍开挖距离以外的稳定区域。

变形监测点的布置和观测间隔应遵循以下原则：间隔5～8m布设1个变形监测点，在基坑阳角处、距周围建筑物较近处等重要部位适当加密布点。基坑开挖初期，可每隔2～3d观测1次；开挖深度超过5m到基坑底部的过程中，可适当增加观测次数，以1d观测1次为宜。特殊情况要继续增加监测频次，甚至实时监测。
(2)沉降监测
基坑围护结构的沉降多与地下水活动有关。地下水位的升降使基底压力产生不同的变化，造成基底的突涌或下陷。通常使用精密电子水准仪按水准测量方法对围护结构的关键部位进行沉降监测。观测的周期、时间和次数，应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。
(3)应力监测
基坑稳定状态下，侧壁受主动土压力，围护结构受被动土压力，主动土压力与被动土压力之间成动态平衡。随着基坑的开挖，平衡被破坏，基坑将发生变形。围护结构通过锚索拉力或锚杆向土体提供主动土压力。可利用锚索测力计提供对锚杆、锚索的长期应力变化监测。通过对应力监测可实时动态反映土体的受力变化情况，预测基坑水平位移情况，保证基坑的稳定与安全。

2.2周围环境监测

(1)邻近建筑物沉降监测
当软土地区开挖深基坑时，基坑周围土体塑性区比较大，土的塑性流动也比较大，土体从围护结构外侧向坑内和基底流动，因此地表产生沉降，这是沉降产生的主要原因。基坑开挖前期地下连续墙的施工也会造成地层位移，并相应引起地表沉降。当对建筑物进行沉降监测时，监测点布置应根据建筑物体积、结构、工程地质条件、开挖方案等因素综合考虑。一般在建筑物角点、中点及周边设置，并固定在建筑物自身的墙壁上，距地面高约1m左右，每栋建筑物观测点不少于6个。
(2)邻近建筑物裂缝监测
地基发生不均匀沉降后，基础产生相对位移，建筑物出现倾斜。倾斜使结构上产生附加拉力和剪力，当应力大于材料的承载能力时即会出现裂缝。裂缝多出现在房屋下部沉降变化剧烈处附近的纵墙。对裂缝的观测应统一编号，每条裂缝至少布设2组（两侧各1个标志为1组）观测标志，裂缝宽度数据应精确至0.1mm，一组在裂缝最宽处，另一组设在裂缝末端。并对裂缝观测日期、部位、长度、宽度进行详细记录。
(3)道路、管线变形监测
基坑开挖过程中，应同时对邻近道路、管线等设施进行水平位移和沉降观测。尽可能以仪器观测或测试为主、目测调查为辅相结合，通过目测对仪器观测进行定性补充。例如：目测调查周围地面的超载状况，周围建（构）筑物和地面的裂缝分布，周围地论文导读：
下管线的变位与损坏，边坡、支护结构渗漏水状况或基坑底面流土流砂现象。
3 工程实例分析

3.1工程概况

某深基坑工程，基坑长度为150m，宽度为90m，开挖深度约23m。基坑东侧紧邻某7层大酒店，西侧紧邻某9层大楼，且地下为回填杂土，地下水位较高，涌水量约2000m3／d。周边市政管线密布。深基坑西边坡土源于：论文例文www.7ctime.com
质为回填土，基坑周边放坡空间有限，几乎垂直放坡，支护结构复杂。因此，西边坡的变形监测为本工程的重点。基坑西部边坡剖面见图1。
图1基坑西边坡剖面

3.2围护结构水平位移监测

水平位移监测采用坐标法和基线法。
(1)坐标法
坐标法为全站仪结合反射片进行动态扫描式变形点监测，采用整体平面控制网法对变形监测点进行观测。在基坑区北面道路和南面道路上共选择4个稳定点，构成平面控制基准点。在基坑支护结构顶端布置3排围护结构变形监测点，如图1所示。沿基坑周边道路及施工道路布设控制网过渡点，以连接围护结构位移监测点与基准点成网，通过监测基准点，对基坑内锚杆、桩顶冠梁及护坡变形点进行监测。但受场地条件限制，其组成的监测控制网图形规则性较弱，因此需定期进行整体控制网的复测。为提高对中精度，埋设观测墩在监测基准点上进行强制对中，各变形观测点设置固定反射片装置，采用全站仪极坐标法直接扫描式观测基坑侧壁各观测点的坐标，以三维坐标的变化来反映基坑的水平与竖向位移，高效准确地采集基坑侧壁的动态变化数据。
(2)基线位移观测觇法
同时，利用基线法测量围护结构水平位移。在基坑西边坡坡顶北部选择1个监测基准点，利用经纬仪基线法，在基准点上架设仪器，瞄准基坑西边坡南部开挖影响范围外的目标，确定基线，然后在基线上每5m选择1个位移变形监测点，共选择16个边坡变形监测点。随着基坑的开挖，变形监测点将向着基坑开挖的方向移动。其移动的距离即为变形监测点的位移。
传统的方法为在变形监测点处多次立测钎，使测钎处于基线上，利用直尺直接读出数值，两次读数的差值即为变形监测点的位移值。实践中发现，采用基线法时，传统的瞄准方式为测钎与直尺读数，误差较大，而且经纬仪对中测钎是一个往复定位的过程，立钎者需要左右移动测钎，同时保持测钎的垂直状态，这都降低了测量的精确度与效率。为提高基线法的观测精度与效率，可制作一种轨道化标尺，使繁琐的立测钎过程通过标尺的一次滑动即可完成。于是研制出了一种测量辅助装置—基线位移观测觇。
该装置具有以下优点：
1）觇板与反射片的强制对中作用，使经纬仪能够精确瞄准目标；
2）激光器具有调节方向的作用，能够使观测觇精确对准经纬仪，确保在经纬仪确定的基线上；
3）上部瞄准系统可以在基座平台轨道上滑动，一次滑动便可测出位移量；
4）基座可以利用3个调节螺旋整平，由圆水准器体现；