变形监测技术在深基坑施工中的应用

变形监测技术在深基坑施工中的应用
发表时间：2019-04-29T14:22:03.253Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：郭振方
[导读] 摘要：笔者主要从基坑监测的意义，以及变形监测技术在深基坑施工的监测内容等方面来探讨了本文主题，旨在为行业提供有效的参考与借鉴。

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摘要：笔者主要从基坑监测的意义，以及变形监测技术在深基坑施工的监测内容等方面来探讨了本文主题，旨在为行业提供有效的参考与借鉴。

关键词：深基坑；变形监测技术；基坑监测
一、基坑监测的重要性
近年来，高层建筑、地下工程、桥梁工程发展迅，城市建筑的密集程度越来越大，基坑开挖对周边的环境的影响也越来越大。

特别是在城市建设中的深基坑施工，周围建筑物林立、地下管线密布、交通繁忙，一旦出现事故，将严重影响工程的进度质量和安全。

同时，由于存在多种不确定复杂因素的影响，基坑开挖过程中潜在的危险在支护结构设计阶段很难从理论上完全预测。

因此，在深基坑开挖等施工的过程中，采用科学的监测方法对深基坑支护结构、基坑周边的土体和相邻的建筑物、道路、地下管线等进行实时、综合、系统的监控是十分必要的。

二、基坑监测的意义
现阶段，社会各界人士都特别关注高层建筑的施工质量和施工安全问题，大型建筑物的安全监测也逐步受到大众的关注，所以在很多建筑物的建设过程中都引入了变形监测技术。

该技术的引入可以对建筑物的整体状态进行分析和评价，还可以验证建筑物的一些设计参数、反馈建筑物的设计参数和施工质量。

除此之外，还可以帮助研究人员对建筑物的变形规律进行研究。

高层建筑在建设过程中可能因为其内部原因和外界条件的影响而发生变形，而如果变形量达到一定程度，就可能会对建筑物的正常使用产生影响，严重时可能会对建筑物的安全性能产生影响。

为此，在对建筑物的施工、管理过程中引入变形监测技术是非常重要的。

在深基坑施工中应用变形监测技术可以在一定程度上预测建筑物的变形趋势，同时可以对整个建筑物的安全进行实时监测，这样就可以确保高层建筑物的施工安全和质量。

在基坑工程的实践中，基坑工程的实际状态与设计工况往往存在一定的差异，设计值不能全面准确反映工程的各种变化，主要有以下几方面的原因：第一：质勘测所获得的数据还很难准确代表岩、土层的全面情况；第二：基坑的设计理论和依据还不够完善；第三：基坑施工过程中，支护结构的受力经常发生动态变化，如地面堆载突变、招挖、雨水等偶然因素的发生，使得结构荷载作用的时间和影响范围难以预料，出现施工工况与设计工况不一致的情况。

另外，基坑工程的设计计算虽然能大体描述正常施工条件下支护结构及相邻周边环境的变形律和受力范围，但必须在基坑工程施工期间开展严密的现场监测，才能保证基坑及周边环境的安全，保证建设工程的顺利进行。

三、变形监测技术在深基坑施工的中监测内容
1.地下水位监测技术方法
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。

2.水平位移监测技术方法
经过多年的发展，水平位移测量的方法已经有很多种选择。

规范上推荐的方法有：小角度法、投点法、视准线法（此方法可用于测特定方向上的水平位移）等；测定监测点任意方向的水平位移时可视监测点的分布情况，采用前方交会法、极坐标法等；当基准点距基坑较远时，可采用 GPS 测量法或三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。

基坑的形状一般有矩形、多边形和圆形三种，监测方法根据基坑的形状和施工现场的具体情况，一般有轴线法、测小角法（或称视准线小角法）、角度交会法、距离交会法、全站仪极坐标法等。

高层建筑基坑位移监测应以点位沿垂直于坑边方向的中误差作为监测精度的指标。

目前，几何水准仍是精密高程垂直位移测量最主要的方法。

3.挠度检测技术方法
对于高层建筑某处的挠度来讲，其可以由建筑物该处的倾斜度换算得到，也可以利用激光准直仪来观测得到。

在进行高层建筑物的挠度时，首先需要选定建筑物不同高度的几何中心点或者边缘上的一些特殊点，然后再选取建筑物底部的几何中心点或边缘特殊点，最后把这些选定的点在竖直方向用曲线连接起来，这样就可以绘制出建筑物整体的挠度曲线。

当然，在测量挠度时还可以使用其他方法，比如极坐标法和垂线法。

4.裂缝监测技术方法
对于基坑的裂缝检测，要把握住裂缝的数量、长度、深度、宽度等，对深基坑施工的部分进行全方位的检测，将基坑裂缝对工程的影响控制在一定范围之内，即为裂缝监测。

裂缝监测是重要的基坑监测环节。

通过在裂缝两边标出平行线的手段，通过一些测量工具测量出裂缝的宽度。

借助凿出法以及超声波检测法对基坑裂缝进行监测，得出检测数据并有效的提高检测质量。

一般标准包括：①石膏标志。

这种方法需要在裂缝的两端涂抹石膏，待石膏干固后，用颜色明显的漆料横跨石膏喷一条直线，如果监测处的裂缝发生变化，石膏就会裂开，并且可以通过油漆处裂缝的宽度来反映建筑物裂缝的变化情况。

如果建筑面积较大且不便于人工测量，此时就需要近景测量的方法。

②金属标志。

此时需要在裂缝的两侧埋设金属标志点，然后每隔一段时间来测定两个标志点之间的距离变化，这样就可以间接测得裂缝的变化情况。

5.动态变形监测技术方法
这种动态变形监测方法通常只在一些超高层建筑的变形监测过程中使用，根据相关规定：在测量高层建筑的风振时，应在强风作用时间段内同步测定风的速度、风的方向和建筑物墙面的风压以及所监测处的水平位移等重要参数，并且这些参数的测定需要在一个时间段内连续测量，这时就需要动态变形监测技术。

而风振变形监测的方法通常有以下几种：①激光位移计自动测量法。

这种方法可以把位移信号转换为光线波形信号，观测人员就可以通过波形直接获取监测点的位移；②GPS 差分载波相位法。

这种方法需要两台 GPS 机，一台用来发
射信号，通常安装在待测建筑物的楼顶。

另一台用来接收信号，一般安装在距离建筑物一定距离外的基站中。

两台 GPS 机应连续记录 15
min 左右的数据，然后再把记录的数据经专门软件进行差分处理得到相应的位移；③加速计法。

这种方法用到的是加速度传感器，其需要安装在建筑物的顶部，这就可以通过建筑物的振动时的加速度来积分出相应的位移量。

6.土压力监测
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。

结语
总而言之，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，削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]变形监测数据管理与分析系统设计与实现[J].李伟，王俊旻，彭子龙. 测绘工程.2014（07）
[2]西安地铁3号线某深基坑施工的控制技术[J].徐甜，（自然科学版）2017（01）
[3]深基坑支护监测技术应用研究[J].李建锋. 信息化建设.2016（01）
[4]低应变反射波法在桩基检测中的应用[J].李安凯山西建筑.2017（06）。