祁玉濤

（濟南市勘察測繪研究院，山東 濟南 250101）

1 深基坑施工沉降監(jiān)測的實際意義

在城市高速發(fā)展中，建筑密度迅速上升，高層建筑已成為居民住宅的主要建筑形式，深基坑開挖對高層住宅建筑影響也更加凸顯，較常見的有沉降、變形等問題。通常深基坑開挖是在市區(qū)范圍，地上交通繁忙，地下管線密布，而且還有許多的高層建筑林立，深基坑開挖要注意更多的質(zhì)量問題，切實避免基坑事故發(fā)生。正是因為較多不確定性因素，使得深基坑開挖作業(yè)時會有更多的安全隱患，難以做到有效預(yù)測，特別是基坑支護環(huán)節(jié)。所以，深基坑監(jiān)測技術(shù)的實施是不可少的，能夠?qū)又ёo結(jié)構(gòu)、管線、土體等有較好的監(jiān)護效果。

在深基坑開挖支護環(huán)節(jié)，基坑設(shè)計與其實際的狀態(tài)有時會有不小的差距，使得基坑設(shè)計難以對基坑開挖起到指導(dǎo)作用，該問題的具體表現(xiàn)如下。

（1）基坑地質(zhì)勘察不到位，勘測結(jié)果與基坑實際狀況有較大差別。

（2）深基坑的施工設(shè)計未能嚴格依據(jù)相關(guān)理論實施；

（3）深基坑施工階段受降雨、超挖等問題影響，難以較為準確地預(yù)測支護結(jié)構(gòu)載荷情況，使得基坑支護穩(wěn)定性得不到有效保障，進而使基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性。同時，為保證深基坑良好的設(shè)計效果，應(yīng)當(dāng)做好基坑監(jiān)測工作，準確掌握基坑范圍的受力及形變等問題，盡可能降低深基坑對高層住宅建筑影響，更好地保障基坑安全及建筑質(zhì)量?？傊?，基坑監(jiān)測技術(shù)的實施，既要有堅實的理論依據(jù)，更要對基坑狀況做到準確把握，這樣才能保證基坑施工決策的正確性，保障深基坑施工安全與質(zhì)量。

2 深基坑監(jiān)測技術(shù)及其基本原則

2.1 監(jiān)測技術(shù)分析

對于基坑監(jiān)測工作的開展，其主要依據(jù)為《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB 50497—2009），主要針對的是開挖深度不小于5m的深基坑工程，以及基坑深度小于5m但其周邊地質(zhì)、環(huán)境問題相對復(fù)雜的情況。由于基坑開挖受限因素過多，而深基坑開挖又有著嚴格的質(zhì)量要求，面對復(fù)雜的基坑開挖條件，僅僅依靠理論分析與計算難以保證基坑質(zhì)量，這時就必然要實施全面的基坑監(jiān)測，輔助基坑施工設(shè)計，對基坑施工起到指導(dǎo)作用，保證基坑施工安全及可靠。

就深基坑監(jiān)測技術(shù)而言，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方式不僅監(jiān)測時間長、反饋速度慢，而且對天氣變化的適應(yīng)性差，存在較大局限性。而自動化監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，可有有效地解決以上問題。自動化監(jiān)測系統(tǒng)主要采用固定設(shè)站的監(jiān)測方式，并增加了監(jiān)測的頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)深基坑中的沉降、水平位移、深層水位以及錨索軸力等監(jiān)測項目；而且借助于軟件平臺，具備監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成化處理能力，極大地提高深基坑監(jiān)測效率；同時，在遠程控制系統(tǒng)的輔助下，能夠?qū)ι罨舆M行連續(xù)實時動態(tài)監(jiān)測。

深基坑監(jiān)測工作的實施，需要有效地結(jié)合基坑設(shè)計及施工方案，并做好基坑施工現(xiàn)場勘查，科學(xué)地制定基坑監(jiān)測方案并做到嚴格落實。通常，基坑設(shè)計環(huán)節(jié)就要對基坑監(jiān)測有更明確的要求，主要涉及基坑監(jiān)測的具體項目、頻率以及位置等信息。同時，實際監(jiān)測工作開展通常是以第三方監(jiān)測機構(gòu)為主導(dǎo)，在制定基坑監(jiān)測方案后，還要交由項目的建設(shè)、設(shè)計以及監(jiān)理等部門審核，基坑監(jiān)測方案在取得認可后方可執(zhí)行。

2.2 基坑監(jiān)測應(yīng)遵循的原則

由于基坑監(jiān)測涉及內(nèi)容較為復(fù)雜，只有保證基坑監(jiān)測方案科學(xué)合理，才能使監(jiān)測結(jié)果具有實際指導(dǎo)價值。

（1）系統(tǒng)性原則。要從整體考慮基坑監(jiān)測項目，進行全面的分析與檢驗，建立起監(jiān)測項目內(nèi)在聯(lián)系性?；颖O(jiān)測的過程要保持連續(xù)性，還要保證監(jiān)測數(shù)據(jù)準確，并對基坑監(jiān)測項目予以系統(tǒng)規(guī)劃，有效控制監(jiān)測項目成本投入。

（2）可靠性原則。要確?；颖O(jiān)測數(shù)據(jù)真實性和可靠性，應(yīng)掌握基坑監(jiān)測技術(shù)，熟悉相關(guān)儀器、監(jiān)測方法的使用，還要做好監(jiān)測點的保護工作。

（3）重點監(jiān)控的原則。要對深基坑劃定的重點區(qū)域予以監(jiān)控，并對監(jiān)測點予以加密，需特別注意地質(zhì)變化劇烈的區(qū)域，注意險情規(guī)避，并實施重點監(jiān)測。

（4）經(jīng)濟合理的原則。隨著監(jiān)測點的增多，意味著基坑監(jiān)測成本上漲，通常要在滿足基坑監(jiān)測需求基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃監(jiān)測點，并創(chuàng)新優(yōu)化監(jiān)測儀器及手段，提高基坑監(jiān)測的經(jīng)濟性。

（5）與實際相結(jié)合的原則。由于基坑施工影響因素較多，需要結(jié)合基坑監(jiān)測實際需要，對監(jiān)測點位置及數(shù)量進行調(diào)整，更好地提高基坑監(jiān)測質(zhì)量及效率。

3 深基坑施工沉降監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用

為保證建筑深基坑施工順利實施，應(yīng)當(dāng)掌握基坑變形機理，科學(xué)開展深基坑監(jiān)測工作，進而獲取有效監(jiān)測數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)具體施工活動。相關(guān)人員根據(jù)這些信息可對施工開挖方案進行修改，有利于完善施工和設(shè)計的不足之處。同時，深基坑監(jiān)測的實施，較好地保證了深基坑施工質(zhì)量，基坑設(shè)計水平也得到了有效提高。

3.1 監(jiān)測儀器

（1）精密水準儀或電子水準儀：主要用于監(jiān)測基坑結(jié)構(gòu)、周邊的地面、相關(guān)建筑物和管線等方面的沉降。

（2）精度0.5″以上的高精度全站儀：主要用來測量水平位移。

（3）測斜儀：種類多樣，使用場合也不同，有伺服加速度式和差動電容式等類型，目前在使用時常見的類型是伺服加速度式測斜儀，這種儀器工作效率很高，適應(yīng)性強。

（4）鋼筋計：能巧妙地將應(yīng)力（通常為結(jié)構(gòu)軸力）轉(zhuǎn)化成彎矩（通常為平面彎矩），在這個轉(zhuǎn)化過程中需要保證應(yīng)力沿著深度方向。

3.2 監(jiān)測項目及監(jiān)測頻率

當(dāng)需要開展監(jiān)測工作時，需要明確監(jiān)測項目，并合理設(shè)置監(jiān)測頻率。

（1）坡頂水平位移的監(jiān)測。主要采用全站儀進行監(jiān)測，監(jiān)測方法以極坐標法為主，利用兩個已知的監(jiān)測點，通過極坐標換算，獲取未知觀測點的坐標數(shù)據(jù)。

（2）坡頂豎向位移及周邊道路沉降的監(jiān)測。選擇電子水準儀進行監(jiān)測，其觀測點的埋設(shè)，坡頂豎向位移監(jiān)測點可共用水平位移監(jiān)測點，而周邊道路沉降監(jiān)測點主要是通過擊入界址點鋼釘來進行布設(shè)。在進行沉降觀測時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合深基坑現(xiàn)場狀況，合理確定觀測測量模式，首次觀測時應(yīng)當(dāng)選擇往返測量的方式，而其余沉降觀測，單程測量方式即可。還需注意監(jiān)測儀器的檢查，應(yīng)及時檢驗和校正，確保沉降觀測結(jié)果準確性，每次觀測還需控制好系統(tǒng)誤差，使其維持在固定范圍，便于后期消除。

（3）深層水平位移監(jiān)測。選用設(shè)備為測斜儀、測斜管等，對于深層水平位移的量測，應(yīng)合理控制測量方法，首先測斜管的導(dǎo)槽應(yīng)當(dāng)利用模擬測頭進行檢查，然后要保證測斜儀的工作狀態(tài)良好，要正確操作測斜儀，以便獲取準確的測點深度及讀數(shù)。

現(xiàn)場監(jiān)測頻率應(yīng)當(dāng)根據(jù)監(jiān)測方案予以確定?；娱_挖過程中監(jiān)測時間間隔最初為1～2d，隨后隨著基坑開挖深度增長需要提高監(jiān)測頻率?；拥撞繅|層澆筑完成后，最初要保證每2d一次的監(jiān)測頻率，隨著澆筑后時間的延長，適當(dāng)放寬監(jiān)測時間間隔至3～10d。測量結(jié)束后，需要根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)調(diào)整監(jiān)測頻率，若監(jiān)測值較為穩(wěn)定，監(jiān)測頻率可以適當(dāng)降低；若監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較快，應(yīng)當(dāng)提高監(jiān)測頻率。

3.3 基坑監(jiān)測布置及實施

在進行沉降監(jiān)測時，主要涉及管線、地表和建筑物沉降等方面。為了減少外界干擾對高程基準的影響，需要保證基準點的穩(wěn)定性。在選擇基準點的位置時一定要結(jié)合觀測方法、觀測周期等慎重考慮，水準點通常布設(shè)在變形區(qū)域外且堅實穩(wěn)定的地方，與基坑的距離為50～100m，盡可能地保證固定的監(jiān)測人員、儀器、觀測路線，從而盡量減小測量系統(tǒng)誤差。當(dāng)需要對地表進行監(jiān)測時，需要考慮地表沉降點的布置，在基坑周邊相隔15～20m，沉降點的布置一定要合理，有效反映周邊的沉降情況。在監(jiān)測管線時，也需要布置觀測點，需要明確管線閥門和檢查井的位置，在此基礎(chǔ)上連接地下管線和煤氣罐凝水閥。當(dāng)進行建筑物沉降點監(jiān)測時，應(yīng)當(dāng)注意監(jiān)測范圍與基坑開挖深度成一定的比例關(guān)系，通常為1.5倍左右，對于建筑大拐角需要根據(jù)實際情況來對監(jiān)測頻率進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和檢查。在工程上主要是通過沖擊鉆來得到鉆孔，確定好沉降測點的位置以后再進行監(jiān)測點的埋設(shè)，在此過程中會用到半圓頭鋼筋，長度在0.5～0.8m。在做好上述工作的基礎(chǔ)上開展測量工作。精密水準儀是比較常用的儀器，對地表和管線等進行沉降測量，高程差測量精度高，很好地滿足了工程上的需求。在進行具體測量時，需要根據(jù)工程需要，考慮實際工況，利用獲得的數(shù)據(jù)來繪制時間-位移等曲線散點圖，充分利用好測量數(shù)據(jù)，對施工工程進行深入分析。

進行應(yīng)力監(jiān)測的過程中，當(dāng)涉及測點布設(shè)時，需要進行焊接工作，主要以鋼弦式鋼筋予以替代，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化得到軸力值，并且需要得到對應(yīng)的頻率，在此基礎(chǔ)上就可以得到與鋼筋有關(guān)的時間變化曲線，從中分析可以得到開挖距離與鋼筋應(yīng)力等因素對施工造成的影響。在獲取和繪制應(yīng)力值點時，需要嚴格按照比例將其展現(xiàn)在樁體橫截面圖上，并將各個點連接起來，最后可得到鋼筋的應(yīng)力分布狀態(tài)圖。

4 結(jié)束語

綜上所述，在城市化進程中，人地關(guān)系更加緊張，高層建筑成為居民住宅的主要形式，然而深基坑開挖作為高層建筑施工基礎(chǔ)，對基坑質(zhì)量及安全要求甚高。出于對深基坑施工質(zhì)量的高要求，應(yīng)當(dāng)嚴格落實基坑監(jiān)測工作，采用先進的監(jiān)測設(shè)備及手段，如自動化監(jiān)測系統(tǒng)，并做好深基坑監(jiān)測方案設(shè)計，在保證深基坑監(jiān)測質(zhì)量的同時，還要注重基坑監(jiān)測成本的控制，進而更好地避免深基坑施工沉降問題發(fā)生，有力保障高層建筑安全。