深基坑施工监测断面数据各方面的分析

深基坑施工监测断面数据各方面的分析
引言：基坑施工工程风险较大，施工监测在指导安全施工过程中起着非常关键的作用。

本研究项目为明挖基坑施工监测，基坑深度为20m，监测断面处宽度为22.7m，主体围护结构采用围护桩+内支撑的形式，采用机械开挖。

施工场地原始地貌属构造剥蚀中丘沟谷地貌，出露地层由上而下依次为第四系全新统填土区（）侏罗系中统新田沟组（）沉积岩层。

地下水富水性受地貌、岩性、及裂隙发育程度控制，主要为大气降水和地面水渗漏补给。

工程自身风险等级为二级。

1明挖基坑施工监测一般监测项目及说明
1.1地表沉降
随着基坑的开挖，基坑周围土体的受力平衡被破坏，可能对基坑周边的地表稳定性造成影响，为保证施工及周边环境的安全，需要在基坑工程影响区范围内布设地表沉降观测点进行监测。

根据国家相关规范规定，主要影响区（Ⅰ）：基坑周边0.7H或H* 范围内、次要影响区（Ⅱ）：基坑周边0.7H～（2.0～3.0）H或H* ～（2.0～3.0）H范围内、可能影响区（Ⅲ）：基坑周边（2.0～3.0）H范围外。

本研究项目基坑深度为20米，故在左右侧地表各布设3个地表沉降点，距离基坑边缘距离分别为：8m、18m、38m。

左侧点编号为DB2-1至DB2-3，右侧点编号DB2-4至DB2-6。

1.2桩墙顶竖向及水平位移
在基坑开挖过程中，随着基坑内部土体大量移走，桩体在外侧土压力的作用下，产生变形；桩体顶部水平位移和沉降是桩体变形直观的体现，是深基坑监测中一个重要的项目。

在基坑两侧的围护桩顶部较为固定的地方各埋设了一个长度为30cm、直径为Φ25mm，顶部刻有“+”字丝钢钉。

兼做桩墙顶竖向及水平位移点，点编号为左侧ZC2-1、ZS2-1；右侧ZC2-2、ZS2-2。

1.3桩墙体水平位移
通过直接绑扎将测两根斜管分别固定在两侧围护结构桩体的钢筋笼上，钢筋笼入钻孔后浇筑混凝土。

随着基坑内部土体大量移走，桩体在外侧土压力的作用
下，产生变形，该监测项目可直观反应出桩体的变形状态。

点编号为左侧ZT2-1、右侧ZT2-2。

1.4支撑轴力
砼/钢支撑对于基坑稳定起关键作用，砼/钢支撑受力状态直接影响基坑安全稳定，应了解基坑开挖和主体结构施作中，支撑的轴力大小及其变化情况，对围护结构是否安全进行判断。

当轴力计受轴向力时，引起弹性钢弦的张力变化，改变了钢弦的振动频率，而且张力与振动频率存在固定的函数关系，通过频率仪测得钢弦的频率变化，根据计算公式即可计算出轴力计受作用力的大小。

第一层支撑为砼支撑，将四根钢筋计均匀分布头尾焊接在截断的受力钢筋上，浇筑混凝土，点编号为ZL1-2；第二层、第三层和第四层为钢支撑，点编号为ZL2-2、ZL2-3、ZL2-4。

2各监测项目监测数据采集及分析。

2.1地表沉降监测数据采集及分析
地表沉降观测采用几何水准测量方法，使用精密水准仪按照《工程测量规范》GB50026-2007三等垂直位移监测网技术要求观测。

地表监测基准点为已知高程点，利用测得的各监测点与基准点的高差ΔH，可得到各监测点的高程H，其与上次测得高程的差值Δh 即为该监测点的沉降值，即：Δh（1，2）=H（2）-H（1）
测量数据经过计算得到各点的累计沉降值，绘制成累计沉降-时间变化曲线图。

2.2桩墙顶竖向位移监测数据采集及分析
桩墙顶竖向位移监测数据采集参照地表沉降监测数据采集的方法进行。

测量数据经过计算得到各点的累计沉降值，绘制成累计沉降-时间变化曲线图。

2.3桩墙顶水平位移监测数据采集及分析
桩墙顶水平位移监测数据采集采用全站仪坐标法方法进行。

沿着基坑前进及垂直于基坑前进方向分别假定为X轴和Y轴。

由于基坑内岩土体被移走，基坑导致侧向压力较大，从而使得Y方向位移影响较大。

在基坑开挖之前测取初值后，随着开挖深度的的变化，测取监测点的坐标，和初值坐标进行比较，计算获得累计变化量。

2.4桩墙体水平位移监测数据采集及分析
选用垂直测斜仪进行桩墙体变形监测，当被测桩体产生变形时，测斜管轴线产生挠度，用测斜仪确定测斜管轴线各段的倾角，便可计算出桩体的水平位移。

设基准点为O 点，坐标为（X0，Y0），于是测斜管轴线各测点的平面坐标由下列两式确定：
2.5支撑轴力测数据采集及分析
当轴力计受轴向力时，引起弹性钢弦的张力变化，改变了钢弦的振动频率，而且张力与振动频率存在固定的函数关系，通过频率仪测得钢弦的频率变化，即可测出轴力计受作用力的大小。

采用频率读数仪测取各个钢筋计及轴力计的频率值，通过公式计算出受力大小。

式中：P-被测钢筋计荷载（KN）；
K-钢筋计的标定系数（KN/Hz²）；
-钢筋计输出频率实时测量平方值相对于基准平方值得变化值（HZ²）；
b-钢筋计的温度修正系数（KN/℃）；
钢筋计的温度实时测量值相对于基准值的变化量（℃）；
绘制是实测值-时间变化曲线图。

3项目间的数据分析
由以上各个监测图表可看出，随着基坑开挖深度变化，各监测项目都有着不同程度的监测数据变化。

變化速率较为稳定，未出现突变。

各个监测项目在2014年12月16日至2015年1月5日期间变化趋势均较为平缓。

其中桩体水平位移监测数据汇总表最直观反映出基坑侧壁在开挖后的变化为由两侧向基坑内位移，并且中间部分位移较大，从而导致各层钢支撑轴力变大。

唯一变小的为砼支撑轴力。

由于混凝土随时间不断稳固，该地区在监测时间段内气温逐渐降低以及混凝土自重较大，据以上几点分析符合正常的变化规律。

桩顶水平位移监测反映出随着开挖深度增大测点往基坑内位移不断增大。

两侧累计变化值出现分群，主要是由于两侧岩土体不同，并且两侧车辆碾压及人为是扰动程度不同导致，但变化速率相近，符合变化规律。

地表沉降累计变化也反应出随着开挖深度增加，累计沉降值不断增大，符合变化规律。

各项变化斜率相近。

并且各个监测项目可以相互印证。

各个监测项目在同一断面至关重要，在出现速率突变导致施工安全预警时可以相互参照，对比分析。

增加监测成果的可靠性及可信度。

从而更好地指导安全施工，为施工安全准确做出预报。