基坑监测技术的研究与应用

基坑监测技术的研究与应用

陈威

江苏励图工程技术有限公司 江苏南京 210009

摘要：基坑工程作为一项重要的工程，其施工过程的顺利进行，将直接关系到工程的质量与安全。基坑变形的实时监控技术，不仅能从根本上保障基坑施工的质量，而且还能确保施工的质量。监测方法的正确性和合理性，对监测效率有很大的影响，而监测效率的提高，将极大地加快突发事件后的处置速度，对基坑安全和施工人员的生命安全具有非常重要的意义。该文介绍了基坑工程的基本情况，并对其进行了详细的分析。

关键词：基坑监测；监测技术；技术应用

引言

随着科技水平的不断提高和人均用地的不断缩减，各类建筑、高层建筑等地下建筑数量不断增加，人口密度不断增加，交通拥挤问题日趋突出，如何合理地利用地下空间是国内外学者关注的热点问题。通过对多种建筑变形监测手段的综合运用，以及对建筑基坑发生的事故进行监测，可以看出，对基坑工程中的事故与危害因素的监测是紧密相连的，对基坑工程中的关键环节进行实时、高效的监测，因此，对建筑基坑变形监测的方法进行研究是十分必要的。

一、基坑监测现状与不足之处

在国内，通常情况下，基坑监测技术是根据设置的监测项目控制值来进行的，如果超过了这个控制值，就应该在第一时间通知相关的单位，并采取行之有效的措施，这样的监测工作才可以保证基坑的建设和周围的环境的安全。采用的技术手段主要有：利用近景摄影测量监测深基坑支护结构位移新技术、 RBF神经网络在深基坑监测中的应用、城市基坑工程施工控制和环境监测等。通过查阅相关文献，再加上实际测量经历，我发现很多基坑监测仅仅是对监测数据进行了收集，而不是对其进行了简单的分析，仅仅是对其是否已经达到了预警值，而没有将监测数据与基坑的建设环境、周围的环境相联系起来。例如，在建设工地的基坑中，有没有出现基坑隆起、下沉以及开裂等肉眼可见的现象，在建设工地附近，例如房屋沉降、道路沉降等，从而使得基坑监测没有实现其应有的作用，基坑事故也会经常发生。笔者以为目前国内对深埋地下工程进行监控的不足主要有以下三点：第一，缺乏对深埋地下工程进行监控的专门人员；第二，监控的实施不科学，导致监控失去了预测性。第三，目前还没有任何的数据预测软件与分析软件，在很多时候，都是靠人力来对数据进行分析和预测，这就很可能会导致错误。

二、基坑工程的主要监测项目分析

1.周边环境监测

周边环境监测指的是对深基坑工程周边环境的状况进行监测，其中主要包含了：周边建（构）筑物沉降、周边道路、管线沉降及地下水变化等环境因素。采用电子水平计对地表沉陷进行了监测，采用了地面高度计对地表深度进行了监测。按照标准，收集了各观测点的实测数据，并对其进行了合理的计算。在工程开始之前，必须对每一个观测点进行详尽的测量，然后将三次测量结果的平均值，即为初步观察值。在工程建设过程中，首先对每个观测点的数值进行记录，然后，通过比较施工前后每个观测点数值的变化，并与初始值相比较，对深基坑工程的变形值进行计算和分析，得到深基坑工程的累计变形曲线。

2.支护结构变形监测

支护的变形监测工作主要有：监测支护桩的顶面和垂直位移，监测支护桩的深度位移。采用高精度全站仪对支护桩的顶面水平位移进行了实时监控，采用电子水准仪对支护桩的垂直位移进行了实时监控，采用了测坡仪对支护桩的深度进行了实时监控。目前最常用的横向变形监控技术有小角法和视准线法。两种测距技术的基本原则是：只要保持水平位移点恒定，就可对支撑结构的任何方位进行测距。

支撑桩深部水平变形的监测，本质上是对不同深度（0.5 m一个测点）下的深基坑支护结构的水平变形进行监测。由于深基坑支护结构的受力性和持久性，通常工作人员会在施工过程中，在支护结构的关键位置（例如：基坑中部、阳角处及有代表性的位置）进行测斜管的埋设，然后，根据测量仪器输出的数据，对深基坑支护结构的倾斜情况进行变形数据分析及曲线制作。

3.应力监测

在应力监测中，具体内容有以下几种：支护结构桩身内力监测、支撑轴力监测、锚索拉力监测。监测的方式都是采用频率读数仪来测量预埋在监测地点的压力计的频率，之后，再根据相关公式来计算出各个监测部位的受力情况。

三、基坑监测技术的研究与应用

1.基坑变形监测及预警技术和手段

人力巡检也就是指派专门的人员对基坑施工现场及其周围进行巡查。目前，该技术主要用于三次基坑工程，或作为一级和二级基坑工程的辅助监控，存在工作效率低，预警不及时等问题。

采用手工测量的仪器。例如，可以使用 GPS或静力水准仪进行表面位移监测，可以使用固定式测斜仪或多点位移计进行深部位移监测，可以使用渗压计进行地下水位监测，可以使用 GPS、固定式测斜盒、静力水准仪、裂缝计等进行周围建筑物变形监测，可以使用便携式读数仪、自动采集仪等进行收集。

智能化、自动化监控和报警。构建出一个基坑监测预警系统，可以自动采集、实时传输、存储分析与共享的监测数据，利用数据分析的方法，可以形成各种变化曲线和图表，并构建出一个信息管理平台。与此同时，运用信息化、自动化、智能化、数据库等先进技术，完成了基坑安全状况直观可视化、预警等级化、报警自动化、监管闭环化等功能，从而实现了对数据的自动分析。通过设置警报数值及警报数值，在所监控的各项参数超过一定数值时，触发警报，使其能自动发出警报。

远距离监控和早期预警随着信息、网络、智能化技术的迅速发展，监控与预警技术得到了长足的进步。通过使用物联网应用技术，可以有效地提升基坑变形的监测和预警和监控效率，使得基坑施工监理人员可以进行远程监测，从而能够对基坑的变形情况进行及时地了解，从而对基坑施工方案进行优化，预防质量和安全事故的发生起到了有力的支持作用。

2.水平位移监测

基坑开挖过程中，需要对支护结构、支护系统和周围建筑物进行监测。交会法、小角法、可移动模板法、全站仪和定位法等是其主要的水平变形监测手段。交叉法能较好地实现对不规则基坑开挖过程中的水平位移监测，但因观测点位置发生改变，需进行至少两次的定位，这不但会导致观测次数增多，还会产生较大的误差，且计算繁琐。小角法适合于较为规整的基坑，且探测方式简便，容易实现，但对探头位置的需求较大，探测费用较高。活动规牌法领域可以获得不需业界参与的变位运算的成果，但是除测量小角度方法外，对活动规牌的读数尺也有一定的要求。位置方法的优势是不可见性，监控精度高，全天候监控，但是对场地的占用较大。水平位移监测指的是在监测点中布置监测点，以合理的精度构建平面控制网络，使用电子全站仪坐标测量、多个测量、水平位移幅值和方向的比较分析，以累计变形值为依据，来判断水平位移的发展趋势。

3.竖向的位移监测

在进行监测的时候，可以使用液体的静力水准监测方法或者是几何水准的检测方法来进行垂直监测。在对工程中的基坑回弹位置进行监测的时候，可以使用回弹的有关监测指标来进行有效的监测，还可以辅助使用几何水准的监测方式，以及使用具有高程转移功能的有关辅助性设备来进行监测。在对垂直变形这一工程要素进行监控时，应着重掌握其监控的准确性，尽量提高监控的准确性，确保监控成果的有效性。

4.孔隙与土压力的监测

在孔隙和土压力的监控中，可以通过压力表来监控土层中的土层和水层的压力，在深基坑周围的防护设备的安装和安装中，还可以通过钻孔来实现。对于空间压力的设置，应该使用钻机进行钻孔，在设置的时候，要对孔的深度进行判定，并相应地设置各种类型的压力表，并且要使用比较干燥的泥土来对压力表进行保护和绝缘。以力学有关原理为依据，在选择压力计安装位置的时候，要尽可能选择在深基坑周围，也就是它的围护桩一侧受力点的位置，只有这样，才能保证能够对深基坑周边围护设施结构的受力状态进行有效的监测。

结束语

总之，随着科学技术的进步，我国的基坑施工已经进入了一个新的阶段，其施工的速度也在逐步提高。在基坑工程的建设过程中，工作人员要掌握运用现代的监测技术，对基坑工程进行勘察，以确保其建设的顺利进行。同时，要主动地借鉴国内外的先进监测知识和技术，研究出新的深基坑监测系统，使监测数据的精度得到全方位的提升，从而为建筑设计施工部门提供更多的支持，从而可以更好地为基坑施工方案提供帮助。

参考文献

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[2]佀海霞.雨季增强深基坑监测技术应用探讨——以北京市通州区某深基坑项目为例[J].测绘与空间地理信息, 2022(005):045.