田志洪
广州市稳建工程检测有限公司510000
摘要：深基坑监测是深基坑建设工程实施信息化的重要举措，在深基坑的施工中采用基坑监测技术可以提高基坑围护结构的质量，确保基坑工程的施工安全。文章通过分析基坑监测技术的监测原则，深入的探讨了深基坑监测技术的主要内容以及基坑监测技术的注意事项。
关键词：深基坑施工；监测技术；建筑行业
在我国城市建设发展过程中，随着地价的逐渐增加。为了更加充分的对土地资源进行开发利用，建筑基坑的深度越来越深，这给基坑工程施工安全增加了风险。另外，我国城市地铁、地下商城、地下排水排气管道等的施工，都是基坑施工的一部分。在基坑施工中，需要应用基坑监测技术，对基坑施工地质进行详细的了解，为基坑施工安全提供技术支持。
1.新形势下基坑监测技术的重要意义
建筑基坑是建筑施工的基础，起着承载建筑的重要作用。新形势下，建筑行业在发掘土地资源的过程中，不断加深基坑的深度，使得建筑基坑的建设施工难度加大，同时也对建筑周边的环境造成了一定的影响。为了确保建筑本身的安全性、稳定性以及保护周边环境，基坑监测技术由此得到了进一步加强。基坑监测技术的主要工作是检查和监控建筑基坑和周边环境，保证基坑的建设施工进度和在整个施工过程中的施工质量。该技术对于基坑施工的监测从施工前就已开始，通过详细了解建筑工程所在位置范围的地质条件，基坑监测技术以真实的施工规划数据承担起了为基坑施工提供指导的任务。相关数据中包括施工区域地质土体的分析数据和负荷数据等，这为基坑的施工排除了诸多不确定因素，使得后期施工的开展具有更明确的施工方向。在施工的过程中，基坑监测技术通过对施工具体情况的实时监测，收集、分析基坑施工的各项数据，从而得到基坑强度的相关结果，为工程施工进行成本控制提供科学依据。在施工的过程中，基坑监测技术还可为相关技术、施工人员提供基坑的具体情况，如地下管道和线路的分布等，为避免基坑施工破坏地下设施提供重要参考。另外，基坑监测技术还可预测施工过程中可能发生的风险、事故，并提醒设计施工部门及时调整施工方案，从而有效避免相关问题的发生，保障基坑施工的安全性。
2.深基坑监测技术的主要内容
深基坑的具体监测内容如下
2.1竖向位移监测
对于基坑竖向位移的监测，一般用到液体静力水准以及几何水准的方法进行监测（钢筋应力计、水准仪），但是在进行监测过程中，需要注意的有几点：（1）为了保证监测结果的客观性，要修正传递高程的一些工具；（2）要在基坑的底部回弹区设置监测点，通过在工程支护（围护）结构上布设凸球面的钢制测钉作为位移监测点，使用全站仪定期对各点进行监测，根据变形值判定是否采取何种措施，消除影响，避免进一步并变形发生危险。监测方法可分为基准线法和坐标法在墙顶水平位移监测点旁布设围护结构的沉降监测点，布点要求间隔15～25m布设一个监测点，利用高程监测的方法对围护结构墙顶进行沉降监测。基坑围护结构沿垂直方向水平位移的监测：用测斜仪由下至上测量预先埋设在墙体内测斜管的变形情况，以了解基坑开挖施工过程中基坑支护结构在各个深度上的水平位移情况，用以了解、推算围护体变形。（3）进行检测时，要坚持客观的原则，保证监测结果的可靠性。在实际的竖向位移检测过程中，要牢牢把握住检测工作的精度，采取真实客观的态度，使得检测结果更具有信服力。竖向位移监测它的检测方法中精度确定的方法与水平位移的确定方法大致相同。但是坑底的情况复杂多变，想要精确监测必须适当降低要求。这样一来，监测警报值和精度要求都能兼顾到，可谓一举两得，使其总在控制之中。
2.2水平位移的监测
水平位移监测是一种较为具体的施工，根据实际情况来选取具体的监测方式，主要根据标准方向因素。深基坑水平位移检测依据检测方向不同，有不同的监测方法。前者一般采用小角度法或者投点法，选用方法范围相对狭窄，而后者的选取方法范围则较为广泛等，例如前交会法以及坐标法等等。对于监测方法来说，较为重要的是GPS监测方法，此方法具有一定的适用范围，笔者对案例以及数据进行整理得出，此方法对于监测点具有特别要求，与其他方法不同的是，位移监测点处于深基坑项目外部，选择地点应保证避免积水区域，另一方面，在允许的前提下可以尽量监测若干次，提升监测工作的水平。
2.3地下水位监测
在对地下水位进行监测的过程中，可以借助水位计的帮助来共同完成检测工作。将水位监测空位设置在具有代表性的位置上，方便在对基坑不同位置进行水位监测，并借此表现出深基坑地下水位的情况。不仅如此，为了保证基坑检测数据的科学性，需要及时的调整水位计的位置，增加水位计的检测次数。地下水位观测井先是利用钻井机钻成孔，孔的直径大约110mm，成孔后放入PVC管，还要在PVC管中裹上尼龙网，并且在管外和孔壁之间使用碎石填充。
2.4土压力和孔隙压力监测
事实上，土压力计作为土压力检测的主要仪器，能够有效的测量出基坑的深度。一般来说，土压力测量可以分为两种，即埋入式和接触式。在采用埋入式方法的时候，手中的以及需要进行检测的压力膜都要控制在一个垂直状态下，要在监测过程中就能够完成记录。为了避免出现损伤，还要检查压力膜与压力机是否存在问题。孔隙水压力监测是为了保证基坑水压承受能力以及设计数据的完整性，采用孔隙水压力监测。而在进行这种监测时，可以使用最适合这种情况作业的埋设钢弦式的孔隙水压力计进行监测。
利用土压力计和孔隙压力计来监测土体的应力和水压力，土压力计需要和基坑围护结构同时安装，也会用到钻孔安装，而孔隙压力计的安装需要使用钻机钻孔，并且依据孔的深度放入不同的压力计，压力计需要使用干燥的黏土球进行隔离。相关力学原理表示，压力计需要安装在基坑围护桩的侧向受力点，这样能够很准确的监测出基坑围护结构的受力情况。
2.5基坑施工中的裂缝监测
就是对裂缝的位置进行确定，了解裂缝的长宽以及深度，监测裂缝的数量以及各自的走向。对于深基坑施工中的主要部分，要对这些部位的裂缝进行重点监测，并采取一定的措施以消除裂缝对工程施工的影响。对裂缝的长宽进行检测过程中，可以在裂缝的两侧铁石膏饼或者划平行线，然后利用专业的测量工具进行测量。目前对于裂缝深度的监测，一般都是利用超声波技术，这样可以得到较为准确的数据信息。
2.6锚杆及土钉内力监测
锚杆和土钉的内力监测宜采用专用测力计、钢筋应力计或应变计，当使用钢筋束时宜监测每根钢筋的受力。
2.7倾斜监测
建筑倾斜观测应根据现场观测条件和要求，选用投点法、前方交会法、激光铅直仪法、垂吊法、倾斜仪法和差异沉降法等。
3.基坑监测在深基坑施工中的应用
3.1基坑位移监测在深基坑施工中的应用
基坑变形的监测主要通过基坑位移监测完成。在基坑的土方开挖施工中，由于基坑侧壁会受周边土压力的影响而逐渐向基坑内缓缓移动，尤其是在土方开挖的第二天，基坑边坡的变形情况最为严重。出现这种情况的原因主要与采用的边坡支护类型有关。
变形观测的精度等级，是按照变形观测点的水平位移点位中误差、垂直位移的高程中误差或相邻变形观测点的高差中误差的大小来划分。事实上，变形监测的精度取决于观测的目的和变形的大小。精度过高时测量工作复杂，时间和费用增加；精度过低又会增加变形分析的困难，使所估计的变形参数误差加大，从而影响分析的正确与否。通常情况下，监测建筑物的安全需要高精度要求，一般检查施工要求变形精度相对较低。一般情况下，以实用、安全为目的观测值中误差不超过变形允许值的1/20～1/10；以科研为目的应为1/100～1/20。如果采用的是悬臂桩这一类刚性支撑，每日的位移达到3mm或位移累计＞30mm时，监测就会报警提示需要进行抢修，而如果是一级放坡的柔性支撑，每日位移达到3mm、总位移量达到80mm才达到报警值。
在基坑施工中，桩体是基坑内主要的受力构件，当悬臂桩的位移问题没有被及时发现而导致变形持续发生时，极易发生桩身脆断而使基坑土体突变，造成难以控制的安全事故。当桩体身位移的情况超过报警值时，需要重点对桩身的位移情况进行连续监测，如果连续2～3d都出现这样的问题，那么就需要采取应急措施，快速解决位移问题，以免更大的事故出现。放坡开挖的过程中，也需要时刻关注基坑的日位移情况，如果位移的情况严重，也会造成边坡滑移事故。
3.2基坑沉降观测在深基坑施工中的应用
基坑施工对于周边环境存在一定的影响，基坑沉降观测正是监控这一
下转第12页问题的专项工作，。基坑水平位移是造成基坑边坡沉降的主要原因，而水土流失则是造成基坑临近构筑物沉降的主要原因，因此，针对基坑沉降观测的基准点设置宜选择在边坡沿线和基坑周边的构筑物上。由于基坑周围环境、台仓土体的变形监测点布设的数量多，而且工程师在实时进行，被破坏的频率也大，所以方基坑底部回弹接近平稳，由于上方压力减小而引起的土体回弹性慢慢在减弱，也表示基坑开挖时是安全的、稳定的。基坑顶部的监测点得出的数据能够看出，每个点的变化量是均匀变化的，累计的变化量也没有达到报警值。基坑底部监测点有个别点在个别时段的变化走势产生相对大的变化，但是整体分析并没有达到报警临近值，也是安全的。当监测发现基坑边坡的沉降问题严重时，应马上停止施工进行回填反压。如果是周边的构筑物沉降严重，就需要马上停止降水，并采取井点回灌、高压注浆、双液注浆等措施。
3.3水位测量在深基坑施工中的应用
由于基坑开挖是对地面以下施工的工程，必然会面临地下水，水位监测正是对施工现场地下水位情况的监控措施。水位监测的工作重点主要是观测地下室开挖成形面的标高与降水井水位，目的是防止施工出现管涌和流砂事故。在施工过程中，地下室开挖成形面必须与降水进水位保持始终高出降水进水位0．5m以上的距离，并且还要在水位下降3d后确定土壤内的水分含量下降了才能进行开挖。如果实际情况与要求相反，当降水进水位在开挖面以上时，开挖面的土体会在过多水分的侵润下变成淤泥状，加大施工的难度。更严重的是，在失去了重压的情况下，地下水还会不断上涌，出现管涌和流砂，形成水土流失，从而影响到周边构筑物的安全。管涌和流砂事故的发生还会造成施工停止，影响正常的施工进度。因此，当基坑水位监测发现降水井水位过高时，应马上停止施工，采取增加降水井等措施控制水位。
3.4基坑围护结构（桩）墙顶位移监测的应用
通过基坑土方施工和主体结构施工阶段的监测，各断面（桩）墙顶位移监测点随基坑施工深度增加均有变化，总体变化不大。受基坑外施工车辆动载、后期支撑拆除和主体结构与围护结构间无支撑的影响，向基坑内位移变化较大，总变化量最大-34.17mm。因此，施工中应严格控制基坑周边堆载以及重型车辆等动荷载。
3.5基坑周边地表沉降监测
通过主体结构施工阶段的监测，受基坑施工和周边施工机械动载的影响，各断面地表沉降监测点变化与施工各阶段情况相符合。地表沉降变化较大的是：基坑右侧10～11断面间地表沉降最大总变化量DM10D10-1（-67.45mm），原因是：基坑围护结构墙体透水的影响，及时进行注浆封堵，次日基本控制了透水现象，透水得到控制后，10～11断面间地表沉降变化逐渐趋于稳定。
3.4监测成果的应用
通过地表沉降、围护结构墙顶沉降、位移、围护结构桩墙变形（测斜）等各项监测数据显示，基坑施工本着先支后挖的原则，是确保基坑施工安全和控制变形量的必要条件，能有效地控制围护结构（桩）墙体的变形；围护结构安装支撑时预加力值应严格执行施工技术要求，预加力过大或过小对基坑围护结构影响较大；各步支撑受力应均匀，随施工状况及时调整支撑轴力，防止局部受力过大。监测件预埋和材料选择的合理对监测件预埋的后期保护及数据采集的正确性影响很大。总之，监测件预埋完好率和正确性是保证监测是否正确反映施工变形信息的重要前提。
结论
基坑施工中常常应用到基坑监测技术，完成对基坑地质的详细了解，采取适当的措施，消弱地下地质对基坑施工的影响，增强基坑施工的安全性能。对于深基坑的监测主要包括对其水平、竖向的位移监测、对基坑裂缝的监测、对基坑土压力监测、对基坑孔隙水压力监测、对基坑地下水位的监测等，通过对上述内容的监测，可以了解到基坑施工个各项地质情况，实现了基坑施工的全方位监控，保证了基坑施工的安全，提高了其施工的效率和质量。
参考文献：
[1]黄海波．基坑监测技术在深基坑中的应用探讨[J]．科技创新与应用，2012，28（10）：209-210．
[2]樊星国，陆晔．浅谈基坑监测在深基坑工程中的应用[J]．科技论坛，2013，36（5）：217-218．
[3]中华人民共和国行业标准《建筑变形测量规范》JGJ8-2016
[4]中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009