基坑支护位移和安全性监测

基坑支护位移和安全性监测
摘要：基坑支护工程是信息化施工动态设计的过程，基坑变形监测作为工程管
理的耳目，必须引起足够的重视。

本文以一基坑工程为例对支护结构的变形、位移、地表沉陷、地下水位变化等安全性指标的监测方法进行阐述。

关键词：基坑支护；监测；水平位移；沉降；地下水位
一、工程概况某基坑工程，位于张家港城北科教新城，面积约24000m2，其
开挖深度为11.2m，侧壁安全等级为一级。

该基坑土质较差，基坑开挖深度范围
内主要为淤泥质粉质粘土夹淤泥质粉土及淤泥质粉土夹粉砂，基坑底部土层为粉
细砂。

本基坑采用上部放坡、下部SMW 工法桩加三道预应力斜桩锚的支护形式。

二、监测目的在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体由原来的静止土
压力状态向主动力土压力状态转变，应力状态的改变引起的变形，即使采取支护
措施，发生变形总是难以避免。

在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、周
围的土体进行综合、系统的监测，才能确保工程安全、顺利地进行。

三、基坑支护位移和安全性监测针对本工程进行支护结构水平位移与沉降、
深层土体水平位移、斜桩锚轴力、地下水变化等安全性指标进行仪器监测，并辅
以专人巡视检查。

（一）水平位移监测控制网的布设与施测1、水平位移监测控制网以边角网
的形式布设基准点布设在远离工程（至少5 倍基坑开挖深度）的固定场所埋设，
用于沉降和水平位移的观测，同时对于基准点每隔1 个月定期进行复核，以确保
其准确性；基准点的墩座应埋设于地下不小于1 米，从而保证其稳定可靠。

对基
准点周边要进行保护，同时顶部要加顶盖保护。

因场地较大，影响布设基准点的
因素很多，现场条件不确定因素也很多，但基准点布设至少要控制整个场区。

因
此本工程沿工地一周布设6 个基准点（P1-P6）组成单一闭合导线。

工作基点的布设受现场施工工况影响很大，如场地的临时围墙、场地内材料
的堆放、临时建筑物等等，需要针对不同的情况调整工作基点的位置，以满足规
范和现场的要求。

2、水平位移监测控制网的施测按《建筑变形测量规范》JGJ8-2007 变形测量
一级精度要求进行观测。

采用任意坐标系，指定其中一个基准点坐标为“1000，1000”，以基坑南北方向作为基准方向。

将所测得的边长及角度输入南方PA2002
平差软件，平差后得出各基准点坐标。

3、水平位移监测控制网观测精度要求边角网技术要求详见下表：
两次观测高差若超限需重测，若是重测成果和原测成果依次对比其较差都未
超限，那么需取三次成果平均值。

完成垂直位移基准网外业测设后，检查对外业记录，各水准环闭合差需严格
控制，各项参数符合要求之后才能计算内业平差。

内业计算采用南方PA2002 平
差软件计算，高程成果取位至0.1mm。

（三）监测点水平位移测量本工程采用极坐标法观测，具体方法如下：在选
定的水平位移监测控制点上安置全站仪，精确整平对中后，后视其它水平位移监
测控制点，测定监测点与监测基准点的角度、距离，平差计算各监测点坐标，再
将位移矢量投影至垂直于基坑的方向，根据各期与初始值的比较，计算出监测点
的变形量。

（四）深层土体水平位移监测1、监测方法在SMW 工法桩外侧的土体内预
埋测斜管、通过测斜仪观测各深度土体的水平位移。

2、测斜管埋设基坑开挖1 周前埋设测斜管，埋设时需符合要求如下：（1）埋设前首先检查测斜管的质量，测斜管连接时需要确保上、下管段的导槽互相对准，接头处需密封处理，且确保管口的封盖；（2）测斜管长度需最好大于围护墙深度且不宜小于基坑开挖深度的1.5 倍。

下部管端当作位移基准点时需要确保测斜管深进稳定土层2～3m，测斜管和钻孔间孔隙需填充密实；（3）埋设时测斜管需要保证竖直，垂直于基坑边缘。

3、测量仪器测试采用武汉基深制造的CX-3C 型数字测斜仪，其监测精度可达到≤±0.25mm/m。

4、测试方法以埋设至稳定土层的测斜管底端为基准，将测头导轮插入测斜管导槽，缓慢地下放到管底，然后再由管底自下而上沿导槽缓缓拉上，每隔0.5m 读一次数据，记录测点深度与读数。

测读完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽内，以上方法再测一次，测点深度与第一次相同。

通过每期观测值与初始值的变化量，计算出土体不同深度的位移量。

（五）地下水位监测用地质钻机钻孔水位线下到隔水层之间安装直接相等的滤管，滤管外围包裹滤布，滤管上固定绑扎，设0.5～1.0m 深的沉淀管于孔底。

孔口标高通过水准测量得出，地下水位标高的计算是通过将LY-2 型水位计探头沿着孔套管缓慢放置，在测头接触水面时刻，蜂鸣器响后方可读取测尺读数。

两次观测地下水位标高的差额，即水位的升降数值。

（六）斜桩锚轴力监测将锚索测力计安装在冠梁（围檩）与锚头之间，安装时锚索应从锚索计中心穿过，安装过程中应随时对锚索计进行监测，并从中间锚索开始向周围锚索逐步加载以免锚索计的偏心受力或过载。

监测时采用JTM-V10B 型频率仪测量锚索测力计四根振弦的实时频率值，通过和相对零点频率值计算，得出斜桩锚的轴向受力情况。

（七）巡视检查目测是巡视检查的主要检查方式，量尺、锤、放大镜等可同时作为辅助工具。

巡视检查需要详细记录自然条件、周边环境、施工工况、支护结构、监测设施等检查情况。

一旦发现异常，需立刻告知委托方以及相关单位。

结束语深基坑支护结构监测为基坑的稳定性判别和支护结构的优化设计提供可靠的数据,必须重视。

深基坑支护结构监测的内容比较多，涉及范围较广，在实际工程中应当根据实际情况做好多方面的监测工作。

参考文献[1]GB50497-2009.建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社,2009.[2]GB50026-2007.工程测量规范[S].北京：中国计划出版社,2008.[3]JGJ8-2007.建筑变形测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2007.[4]陈宏东.深挖填土基坑监测及安全性分析[J].广西大学学报（自然科学版）,2010 年2 期.[5]高俊合,赵维炳,施建勇. 基坑测斜技术研究[J].河海大学学报,1998 年3期.[6]吴建华. 深基坑开挖施工中的动态监测方法[J].施工技术,2006 年4 期.。