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摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，基坑施工越來(lái)越多，由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)在施工過(guò)程中引發(fā)的土體性狀、環(huán)境及鄰近建筑物、地下設(shè)施在基坑開挖過(guò)程中變化的監(jiān)測(cè)已成了工程建設(shè)必不可少的環(huán)節(jié)。

本文結(jié)合基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、沉降變形，較全面的總結(jié)了監(jiān)測(cè)布設(shè)的原則、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)的方法、分析預(yù)報(bào)及預(yù)警以及結(jié)合基坑周圍建筑物的沉降變形觀測(cè)，本文較全面總結(jié)了基坑周圍建筑物變形監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)布設(shè)原則、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、變形監(jiān)測(cè)的方法等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：基坑；變形觀測(cè)；水平位移；監(jiān)測(cè)方案

一、基坑監(jiān)測(cè)的意義和目的

1.1基坑監(jiān)測(cè)的意義

在巖土工程中，由于地下建（構(gòu)）筑物的受力狀態(tài)和力學(xué)機(jī)理是一個(gè)非常復(fù)雜的課題，迄今為止，巖土工程還是一門不夠嚴(yán)謹(jǐn)、不完善、不夠成熟的科學(xué)技術(shù)。所以無(wú)論用何種理論、軟件、計(jì)算方法、設(shè)計(jì)的定量計(jì)算往往與實(shí)際情況存在一定的差距，計(jì)算結(jié)果只是一個(gè)近似可能的數(shù)值。對(duì)于目前全國(guó)城市建設(shè)中大力提倡開發(fā)的地下空間涉及的深基坑工程則是巖土工程中較為突出的問(wèn)題之一，基于勘察報(bào)告和傳統(tǒng)理論模式計(jì)算的圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力，采用的施工參數(shù)是否能保證圍結(jié)構(gòu)的安全、設(shè)計(jì)的安全儲(chǔ)備有多少、施工質(zhì)量如何、工序的安排到底是否合理以及一旦發(fā)生危機(jī)應(yīng)從何處著手、采取補(bǔ)救措施的效果如何、何種補(bǔ)救措施較為合理可靠等問(wèn)題的決策和解決必須建立在擁有一個(gè)嚴(yán)密的、科學(xué)的、合理的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以此作為基坑工程決策的參考。

1.2基坑監(jiān)測(cè)的目的

概括而言，通過(guò)監(jiān)測(cè)工作，可以達(dá)到以下目的：

1、及時(shí)發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素

由于土地成分和結(jié)構(gòu)的不均勻性、各向異性及不連續(xù)性決定了土體力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性，加上自然環(huán)境因素的不可控影響，人們?cè)谡J(rèn)識(shí)上尚有一定的局限性，必須借助監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行必要的補(bǔ)充，以便及時(shí)采取補(bǔ)救措施，確?；臃€(wěn)定安全，減少和避免不必要的損失。

2、驗(yàn)證設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工

客觀地說(shuō)，目前深基坑工程的設(shè)計(jì)尚處于半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)，通過(guò)監(jiān)測(cè)可以了解周邊土體的實(shí)際變形和應(yīng)力分布，用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)和實(shí)際符合程度，通過(guò)監(jiān)測(cè)掌握周邊建筑物和管線的變化趨勢(shì)，并根據(jù)基坑變形和應(yīng)力分布情況為施工步驟的實(shí)施、施工工藝的采用提供有價(jià)值的指導(dǎo)性意見(jiàn)。

3、保障業(yè)主及相關(guān)社會(huì)利益

在城市施工中，通過(guò)對(duì)周邊建筑物、地下管線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，調(diào)整施工參數(shù)、施工工序、重車進(jìn)出及?？课恢茫_保建筑物和地下管線的正常運(yùn)行，有利于保障業(yè)主及相關(guān)社會(huì)利益。

4、分析區(qū)域性施工特性

通過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊建筑物和周邊地下管線等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析、整理和再分析，了解各監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際變形情況及施工對(duì)周邊環(huán)境影響程度，分析區(qū)域性施工特性，為類似工程累積寶貴經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施也是一次1：1的實(shí)體實(shí)驗(yàn)，所取得的可靠數(shù)據(jù)是基坑自身和周邊土體在施工過(guò)程中真實(shí)的反映，這對(duì)基坑工程設(shè)計(jì)水平的提高和進(jìn)步大有裨益。

二、基坑監(jiān)測(cè)的內(nèi)容

2.1基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容

1、支護(hù)結(jié)構(gòu)和被支護(hù)土體的側(cè)向變形。

2、圍護(hù)樁地下樁體的側(cè)向位移（樁體測(cè)斜）、支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移。

3、地下水位監(jiān)測(cè)。

4、鄰近建筑物、地下管線及道路沉降。

5、基坑底的回彈或隆起監(jiān)測(cè)。

2.2基坑級(jí)別和項(xiàng)目的確定

參照我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范，在多本規(guī)范中出現(xiàn)監(jiān)測(cè)方面的要求和內(nèi)容，但監(jiān)測(cè)的級(jí)別尚無(wú)明確劃分，當(dāng)然也尚無(wú)統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)行《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007—2002）中參照地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)列于表2—1，可作參考。

基坑工程施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容分為兩大部分，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身和相鄰環(huán)境\"圍護(hù)結(jié)構(gòu)中包括圍護(hù)、樁墻、支撐圍擦和圈梁、立柱、坑內(nèi)土層等五部分，具體見(jiàn)下表中參

三、監(jiān)測(cè)方法與儀器

3.1支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移與沉降位移監(jiān)測(cè)

目前，水平位移監(jiān)測(cè)與沉降位移監(jiān)測(cè)的主要方法是用高精度測(cè)量?jī)x器如（經(jīng)緯儀、測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等）測(cè)量角度、邊長(zhǎng)的變化來(lái)測(cè)定變形。常用前方交會(huì)法、距離交會(huì)法、自由設(shè)站法監(jiān)測(cè)基坑的二維方向水平位移；用視準(zhǔn)線法、小角法、測(cè)距法觀測(cè)變形體的水平單向位移；用幾何水準(zhǔn)測(cè)量法、精密三角高程測(cè)量法觀測(cè)變形體的垂直方向位移。

3.2基坑周邊沉降位移監(jiān)測(cè)

電子水準(zhǔn)儀是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。各廠家的電子水準(zhǔn)儀采用了大體一致的結(jié)構(gòu)，其基本構(gòu)造由光學(xué)機(jī)械部分、自動(dòng)安平補(bǔ)償裝置和電子設(shè)備組成。電子設(shè)備主要包括：調(diào)焦編碼器、光學(xué)傳感器（線陣器件）、讀數(shù)電子元件、單片微處理機(jī)、GSI接口（外部電源和外部存儲(chǔ)記錄）、顯示器件、鍵盤以及影像數(shù)據(jù)處理軟件等，標(biāo)尺采用條形碼標(biāo)尺供電子測(cè)量使用。各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不同，不能互換使用。

目前采用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量，照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍需人工目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，標(biāo)尺條碼一方面被成像在望遠(yuǎn)鏡的分劃板上，供目視觀測(cè)，另一方面通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成像在光電傳感器（探測(cè)器），即線鎮(zhèn)器件上，供電子讀數(shù)。如果使用傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺，通過(guò)目視觀測(cè)，電子水準(zhǔn)儀又可以象普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用，但是由于電子水準(zhǔn)儀沒(méi)有光學(xué)測(cè)微裝置，當(dāng)成普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用時(shí)，測(cè)量精度低于電子測(cè)量時(shí)的精度。

3.3地下水位監(jiān)測(cè)

基坑周邊的地下水位與基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性密切相關(guān)，所以各等級(jí)的基坑工程都要求監(jiān)測(cè)水位變化。對(duì)于地下水位監(jiān)測(cè)可采用鋼尺或鋼尺水位計(jì)，鋼尺水位計(jì)的工作原理是在已埋設(shè)好的水管中放入水位計(jì)測(cè)頭，當(dāng)測(cè)頭接觸到水位時(shí)，啟動(dòng)訊響器，此時(shí)，讀取測(cè)量鋼尺與管頂?shù)木嚯x，根據(jù)管頂高程即可計(jì)算地下水位的高程。

對(duì)于地下水位比較高的水位觀測(cè)井，也可用干的鋼尺直接插入水位觀測(cè)井，記錄濕跡與管頂?shù)木嚯x，根據(jù)管頂高程即可計(jì)算地下水位的高程，鋼尺長(zhǎng)度需大于地下水位與孔口的距離。地下水位觀測(cè)井的埋設(shè)方法為用鉆機(jī)鉆孔到需要的深度后，在孔內(nèi)埋入濾水塑料套管，孔徑約。套管與孔壁間用干凈細(xì)砂填實(shí)，然后用清水沖洗孔底，以防泥漿堵塞測(cè)孔，保證水路暢通，測(cè)管高出地面約，上面加蓋，不讓雨水進(jìn)入，并做好觀測(cè)井的保護(hù)裝置。

四、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法

4.1基坑監(jiān)測(cè)的頻率

基坑監(jiān)測(cè)具有高時(shí)效性，觀測(cè)間隔時(shí)間應(yīng)按施工方案執(zhí)行，基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)兩天后開始讀測(cè)原始值，且應(yīng)不少于2次。當(dāng)基坑開始挖土?xí)r，監(jiān)測(cè)次數(shù)要增加，一般情況下基坑開挖施工階段為每3天一次，但如發(fā)現(xiàn)有異常情況應(yīng)加密觀測(cè)，可增加至每天一次甚至每?jī)尚r(shí)一次；基坑開挖完成地下室結(jié)構(gòu)施工階段應(yīng)每7天一次；對(duì)每個(gè)基坑設(shè)計(jì)方案及監(jiān)測(cè)施工方案中均應(yīng)明確預(yù)警值和報(bào)警值，如方案中未明確應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行，監(jiān)測(cè)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)測(cè)量項(xiàng)目哪個(gè)點(diǎn)位達(dá)到預(yù)警值應(yīng)及時(shí)在報(bào)告中進(jìn)行預(yù)警標(biāo)識(shí)，達(dá)到報(bào)警值時(shí)應(yīng)及時(shí)向基坑施工及設(shè)計(jì)人員反饋情況，對(duì)超報(bào)警值部位分析原因，并作出處理意見(jiàn)和相關(guān)的安全保證措施。

4.2基坑位移觀測(cè)

位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)一般最常用的方法是偏角法.同樣，測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選在基坑的施工影響范圍之外。外方向的選用應(yīng)不少于3點(diǎn)，每次觀測(cè)都必須定向，為防止測(cè)站點(diǎn)被破壞，應(yīng)在安全地段再設(shè)一點(diǎn)作為保護(hù)點(diǎn)，以便在必要時(shí)作恢復(fù)測(cè)站點(diǎn)之用。初次觀測(cè)時(shí)，須同時(shí)測(cè)取測(cè)站至各測(cè)點(diǎn)的距離，有了距離就可算出各測(cè)點(diǎn)的秒差，以后各次的觀測(cè)只要測(cè)出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的角度變化就可推算出各測(cè)點(diǎn)的位移量。觀測(cè)次數(shù)和報(bào)警值與沉降監(jiān)測(cè)相同，當(dāng)然也可用坐標(biāo)法來(lái)測(cè)取位移量。如發(fā)現(xiàn)哪次位移過(guò)大應(yīng)及時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)有沒(méi)明顯的位移，裂縫等，對(duì)測(cè)站點(diǎn)及至少每半個(gè)月與一級(jí)控制網(wǎng)復(fù)核一次，以確何測(cè)站測(cè)的準(zhǔn)確無(wú)位移。每次的觀測(cè)值與初始值比較即為累計(jì)量，與前次的觀測(cè)數(shù)據(jù)相比較即為日變量。根據(jù)公認(rèn)的數(shù)據(jù)，日變量大于3mm，累計(jì)變量大于35mm即應(yīng)向有關(guān)方面報(bào)警。

4.3測(cè)斜儀的測(cè)量

1、以加拿大RockTest公司測(cè)斜儀為例，其傳感器為雙測(cè)頭結(jié)構(gòu)，可同時(shí)測(cè)量正交的兩個(gè)方向的傾斜量，儀器精度可達(dá)到0.01mm，讀數(shù)器可自動(dòng)記錄現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)。開發(fā)有Acculog-X2000軟件系統(tǒng)，可以自動(dòng)解釋測(cè)量數(shù)據(jù)，完成分析與繪圖輸出等內(nèi)業(yè)工作。

2、測(cè)讀儀，當(dāng)連接測(cè)讀儀的電纜和探頭時(shí)，要使用原裝扳手將螺母接上。檢查密封裝置、電池充電情況（電壓）及儀器是否能正常讀數(shù)。當(dāng)測(cè)斜儀電壓不足時(shí)必須立即充電，以免損傷儀器。

3、測(cè)斜管，使?jié)L輪卡在導(dǎo)槽上，緩慢下至孔底以上0.5m處。注意不要把探頭降到套管的底部，以免損傷探頭。測(cè)量自下而上地沿導(dǎo)槽全長(zhǎng)每隔0.5m測(cè)讀一次。為提高測(cè)量結(jié)果的可靠度，每一測(cè)量步驟中均需一定的時(shí)間延遲，以確保讀數(shù)系統(tǒng)與環(huán)境溫度及其他條件平穩(wěn)（穩(wěn)定的特征是讀數(shù)不再變化）。若對(duì)測(cè)量結(jié)果有懷疑可重測(cè)，重測(cè)的結(jié)果將覆蓋相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

4、將探頭旋轉(zhuǎn)180°，插入同一對(duì)導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測(cè)量，前后兩次測(cè)量時(shí)的各測(cè)點(diǎn)應(yīng)在同一位置上；在這種情況下，兩次測(cè)量同一測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)絕對(duì)值之差應(yīng)小于10%，且符號(hào)相反，否則應(yīng)重測(cè)本組數(shù)據(jù)。

5、法和程序，可以測(cè)量另一對(duì)導(dǎo)槽的水平位移。

6、初始值應(yīng)取基坑降水之前，連續(xù)3次測(cè)量無(wú)明顯差異之讀數(shù)的平均值。

7、間通常取定為3d。當(dāng)側(cè)向位移的絕對(duì)值或水平位移速率有明顯加大時(shí)，必須加密觀測(cè)次數(shù)。

4.5水位觀測(cè)

1、一般使用30m鋼尺水位計(jì)，儀器最小分辨率為1mm。

2、水位管管口的標(biāo)高，從而可測(cè)得地下水位的初始標(biāo)高。在以后的工程進(jìn)展中，可按需要的周期和頻率，測(cè)得地下水位和地下各土層標(biāo)高的每次變化量和累計(jì)變化量。

4.6應(yīng)力的測(cè)量

內(nèi)支撐應(yīng)力測(cè)量主要是采用振弦頻率測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)被測(cè)荷載作用在內(nèi)支撐測(cè)力計(jì)上，將引起彈性圓筒的變形并傳遞給振弦，轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振鋼弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至頻率測(cè)定儀上，即可測(cè)讀出頻率值，從而計(jì)算出作用在錨索測(cè)力計(jì)的荷載值。測(cè)量過(guò)程中應(yīng)及時(shí)做好記錄，記錄時(shí)應(yīng)記清各不同顏色線的讀數(shù)，采集完數(shù)據(jù)后進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理計(jì)算。

4.7鄰近建筑物、地下管線及道路沉降測(cè)量

鄰近建筑物、地下管線及道路沉降，基坑底的回彈或隆起監(jiān)測(cè)可用水準(zhǔn)儀及全站儀進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)方法與基坑觀測(cè)方法相同，但精度可降低些。

4.8監(jiān)控報(bào)警值的確定原則

1、滿足設(shè)計(jì)計(jì)算的要求，不能大于設(shè)計(jì)值；

2、滿足監(jiān)測(cè)對(duì)象的安全要求，達(dá)到保護(hù)的目的；

3、對(duì)于相同條件的保護(hù)對(duì)象，應(yīng)該結(jié)合周圍環(huán)境的要求和具體的施工情況綜合確定；

4、滿足現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求；

五、結(jié)論

1、基坑監(jiān)測(cè)是具有高時(shí)效性、高精度及等精度等特點(diǎn)

時(shí)效性：測(cè)量結(jié)果是動(dòng)態(tài)變化的，一天以前（甚至幾小時(shí)以前）的測(cè)量結(jié)果都會(huì)失去直接的意義，因此深基坑施工中監(jiān)測(cè)需隨時(shí)進(jìn)行，在測(cè)量對(duì)象變化快的關(guān)鍵時(shí)期，可能每天需進(jìn)行數(shù)次，基坑監(jiān)測(cè)的時(shí)效性要求對(duì)應(yīng)的方法和設(shè)備具有采集數(shù)據(jù)快、全天候工作的能力，甚至適應(yīng)夜晚或大霧天氣等嚴(yán)酷的環(huán)境條件。

高精度：普通工程測(cè)量中誤差限值通常在數(shù)毫米，因此基坑施工中的測(cè)量通常采用一些特殊的高精度儀器。

等精度：基坑施工中的監(jiān)測(cè)通常只要求測(cè)得相對(duì)變化值，而不要求測(cè)量絕對(duì)值，基坑監(jiān)測(cè)要求盡可能做到等精度。使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測(cè)者按同一方案施測(cè)。

2、對(duì)于對(duì)聯(lián)深基坑需從設(shè)計(jì)、施工到監(jiān)測(cè)均需步步為營(yíng)，設(shè)計(jì)必須到位，除對(duì)基坑整個(gè)支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，明確基坑的安全等級(jí)和各項(xiàng)的預(yù)警值；施工單位應(yīng)嚴(yán)格按基坑設(shè)計(jì)文件進(jìn)行施工，以確保工程質(zhì)量，在施工過(guò)程中對(duì)存在問(wèn)題或與設(shè)計(jì)圖紙不符之處及時(shí)向設(shè)計(jì)單位反映，盡快處理解決；對(duì)于基坑監(jiān)測(cè)單位，應(yīng)由具有監(jiān)測(cè)質(zhì)資的第三方進(jìn)行觀測(cè)，應(yīng)在基坑開挖前應(yīng)作出系統(tǒng)的開挖監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)方案應(yīng)包括監(jiān)控目的、監(jiān)控項(xiàng)目、監(jiān)控預(yù)警值及報(bào)警值等，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)能滿足規(guī)范要求及基坑安全。

3、隨著時(shí)代的發(fā)展，深圳、廣州、東莞等地的超高層大樓拔地而起，深基坑項(xiàng)目也越來(lái)越多，越來(lái)越深，為保證基坑施工過(guò)程的安全性，基坑監(jiān)測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情的發(fā)生及險(xiǎn)情的發(fā)展程度，為及時(shí)采取安全補(bǔ)救措施提供了充分的依據(jù)，故此所有深基坑均應(yīng)全面做好基坑的監(jiān)測(cè)。

4、對(duì)于深基坑的施工應(yīng)向新工藝、新技術(shù)、新材料等方面發(fā)展，既可加快基坑的施工進(jìn)度同時(shí)又可節(jié)省相關(guān)費(fèi)用，以保證基坑的安全性。

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