浅议深基坑工程的监测技术与数据分析

浅议深基坑工程的监测技术与数据分析

发表时间：2018-12-18T15:43:29.820Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：满红飞1 曹瑛2

[导读] 摘要：为保证综合性与风险性并存的深基坑工程在施工过程中的安全稳定，深入研究深基坑工程的监测技术与数据分析具有重大的意义。

1.国电南瑞科技股份有限公司南京 211000；

2.江苏省河道管理局南京 210029

摘要：为保证综合性与风险性并存的深基坑工程在施工过程中的安全稳定，深入研究深基坑工程的监测技术与数据分析具有重大的意义。本文通过介绍深基坑工程的特点，深入分析了深基坑工程监测技术的目的、特点、方法和内容，并对深基坑工程数据分析的常见方法进行了相关的解析，希望能为深基坑工程的设计施工人员提供一定的理论参考。

关键词：深基坑工程；监测技术；数据分析

一、引言

近年来，我国城市人口急剧增加，为充分利用土地资源，国家建设了大量的高层建筑与地下商场，这些工程都需要深基坑工程作为基础。深基坑工程的综合性较强且有待发展，需要结合施工技术、结构工程、环境工程、监测技术等多门学科。自上个世纪八十年代以来，我国己成功完成了许多大型深基坑工程的开挖和防护，但由于对该工程监测技术与数据分析的相关研究还不够深入，导致了深基坑工程高发的事故率一直得不到有效的控制。因此，只有总结己建基坑工程的经验和教训，改进基坑监测和数据分析的方法，准确预测基坑变形情况，及时反馈给设计施工单位，才能保证施工过程的安全稳定。

二、深基坑工程的特点

为提高土地的利用率，许多城市大量建设高层建筑，深基坑工程的规模和数量也随之上升。一般来说，深基坑工程具有以下的特点。（1）区域性强。基坑工程受到地质条件、水文条件、岩土性质等各个方面的影响，导致勘测出的数据误差较大、精确性低，相关人员不能完全掌握岩土的情况使施工安全不能得到有效保障。所以，在进行深基坑工程的建设前，必须实地考察地质情况，获得较为准确的勘探数据。（2）时空效应强。合理选择深基坑工程的深度和形状，可以避免基坑大幅变形，保证基坑的稳定性。（3）综合性强。目前的深基坑工程技术难度高，设计复杂，牵涉到岩土工程、结构工程、检测技术等多方面的学科。（4）环境效应强。降雨、地面堆载、交通等其他环境因素都会导致工程周围的地基变形，所以在施工时应尽量避免雷雨天气，做好防水排水措施。（5）风险性大。深基坑工程作为一项临时工程，得到的投资较小，但施工过程中又意外灾害频发，一旦出现风险难以及时挽救往往会造成更大的经济损失。（6）工期紧。由于深基坑工程量较大，缩短施工周期是处于节约成本的考虑。（7）质量要求高。深基坑工程的稳定是上层结构稳定性的重要保障，建设高质量的深基坑工程可以避免周围建筑物产生不均匀的沉降，减少安全隐患。

三、深基坑工程的监测技术

（一）深基坑工程监测目的

基坑监测的根本目的就是指导基坑开挖，获得各种因素影响下的围护结构变形和土层应力的真实数据。一方面基坑监测是修改设计方案的重要参考，虽然基坑工程的设计方案尽可能的结合了实际情况和实践经验，但在施工的过程中还是会出现很多问题，这就需要在基坑开挖的过程进行实时监测，通过客观量化的数据反映出设计方案中的漏洞并反馈给施工方，还可以通过各种数据分析手段预测相邻地质变形情况，及时调整设计施工方案以实现施工效果的最大化。另一方面基坑监测是一种经验的积累，为每个施工完成的深基坑工程建立对应的数据库，记录施工的地质条件、施工工艺、几何形状、开挖深度、围护和支撑类型，为以后的工程提供数据参考和经验借鉴，将是以后深基坑工程监测的重要发展方向。

（二）深基坑工程监测的特点

基坑监测通常具有以下几个特点。第一，时效性，由于基坑周围的环境会随着时间变化，所以基坑监测是周期性的，必须要达到一定的频率，这样才能防止检测过程中错过对施工有严重影响的基坑变形，保证施工进度和施工安全。第二，高精度，工程测量的误差通常要求在几毫米以内，而基坑施工中环境变的形速率一般在0.1毫米/天以下，这就要求基坑监测必须采用高精度的仪器和设备。第三，等精度，基坑监测测得的变形值一般是相对的，如果这次测得的数据与上次相差很大，就需要及时查明原因并作出县赢得调整，为尽可能的减少误差，要求水准测量前后视距相等，如果不能满足就要求监测点位置固定，经过在计算也可以得到准确的监测结果。

（三）深基坑工程监测方法

深基坑工程监测的常规内容有水平位移监测、沉降监测和斜坡监测等。其中，水平位移监测一般是通过在形状为长方形或不规则形的基坑区域设置两个及以上的基点，再沿基坑边布设监测点，通过小角度法或极坐标法进行监测。沉降监测要求布设点可以灵敏的反映地质的沉降变化，向每个布设点引测高程值后才可以进行周期性的监测。斜坡监测一般是指使用测斜仪观测土体内部水平位移的监测方法，多用于深基坑边坡监测，在使用该方法时要特别注意将测斜器旋转180°再测一次，有助于减少测量误差，提高测量精度。

四、深基坑工程的数据分析

对深基坑工程监测数据进行分析时，必须要保证数据的准确性，这就要求施工单位采取选择经过国家相关部门的鉴定的先进监测仪器设备，加大监测范围和监测频率，限制两次读数差、沉降线路闭合差等方式提高数据准确度和精度。目前，已经有一些常见的数据分析方法。（1）回归分析法。其中，线性回归是最基本的方法，非线性回归问题也可以通过数学手段转化为线性回归问题来处理。但是在使用该方法前一定要注意分析的变量之间必须有一定的相关关系。（2）时间序列法。由于采集到的数据序列随时间的变化而变化，采用某种模型加以分析，就可以得到一个数据-时间函数，根据这一函数，就可以预测数据以后的变化。在使用该方法时要注意不断优化模型，尽量使拟合程度最大。（3）灰色模型法。1982年，我国工程学教授邓聚龙提出了“灰色理论”，经过不断的研究和发展，已经在多个领域得到了广泛的应用。在深基坑工程的监测过程中应用灰色模型要将基坑的变形值作为一个灰色量，通过该模型分析计算得到基坑的变形方向。但是由于灰色模型要求要求原始数据序列是等时距的，所以其应用范围受到了一定的限制。（4）BP神经网络法。该方法是人工神经网络中引申出的应用最为广泛的模型，通过对正向传播过程和反向传播过程的反复使用，使该方法具有了非线性问题处理能力强，基坑变形预测准确的特点。

参考文献：

[1]王利民，曾马荪，陈耀光.深基坑工程周围建筑及围护结构的监测分析[J].建筑科学，2000（02）：35-37.