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摘要：本文提出对发生突出情况深基坑进行实时动态变形监测，以掌握支护体变形特征，及时为施工工程技术人员提供判断依据，调整和补充施工方案，保证基坑及周围建筑的安全。
关键词：深基坑；水平位移；变形监测
中图分类号：TV551文献标识码： A
一、GPS一机多天线变形监测新技术
在一般的变形监测中，我们在需要监测的目标上安装GPS接收机。如果有很多监测目标的话，显然监测成本會提高，针对这一问题，研发了GPS一机多天线系统。它的设计思路为，将多根天线同时连接在一台GPS接收机上，这样就可以在每个监测点上只安装GPS天线，不安装接收机，实现多个监测目标共用一台接收机（图1）。GPS一机多天线系统的核心部件是一机多天线控制器，让它保证系统能够互不干扰地接收来自若干个不同监测目标的传输信号，最后通过后处理软件获取高精度的定位信息。
GPS多天线控制器由硬件和软件两部分组成，把计算机实时控制技术和无线电通讯中的微波开关技术有机地结合在一起，实现只用一个接收机即可互不干扰地接收多个GPS天线传输来的信号。硬件是由8个GPS天线和具有8通道的微波开关、对应的微波控制开关及一台GPS接收机组成。利用软件实现8个GPS天线分时工作。系统的软件部分功能是实时控制微波开关中各个通道的断通，保证信号正常的接收到。一机多天线系统最大的优点在于保证了定位精度，降低了监测系统成本，实际定位精度可达3-4mm，通过后期的滤波技术可实现更高的定位精度。
二、工程概况
某住院综合楼，该单位院内，地下两层，地上20层，总建筑面积约65 000 m2，框架剪力墙结构，建筑物高度约86 m，基础采用筏式基础。基坑长约84 m，宽82 m，周长约330 m，本基坑工程开挖深度为14.4 m，属于一级基坑，采用预应力钢杆钢管桩复合土钉墙+桩锚联合支护的二级支护形式。
三、基坑监测
由于基坑采取二级支护形式，分3批次完成整个基坑钢管桩顶部水平位移监测点SWG1-SWG33(SWG为钢管桩水平位移监测点)，以及基坑支护桩桩顶水平位移监测点布设SWZ1-SWZ11(SWZ为支护桩水平位移监测点)的布设。监测点布设原则如下：
(1)基坑围护桩顶面布设水平位移监测点，周边中部、阳角处应布置监测点；(2)监测点水平间距为15 m左右，每边监测点数目根据现场实际情况确定，一般不宜少于3个；(3)均采用20ф以上球形顶端的钢质标芯，上面刻有孔槽，便于插入瞄准标志固定，控制对中误差。
详细基坑水平位移监测点布设图见图1。基坑监测采用任意设站极坐标法对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，所用仪器为TOPCON公司GPT7051型全站仪，观测方法参照《建筑变形测量规范》二级精度要求进行。根据现场实际情况架设仪器，通过观测在基坑四周稳定区域布设3个以上工作基点，通过后方交会确定基准点坐标。水平角观测采用按照两个测回测定，距离4测回测定，初始观测时如不稳定可适当增加观测的测回数，平差后基准点点位坐标中误差满足规范要求。
通过极坐标法对埋设于支护结构顶部的水平位移标志进行观测，每次观测所得的各个监测点坐标与前一期监测点坐标之差，得出期坐标增量。再通过期坐标增量计算出各水平位移监测点垂直于基坑方向的期位移变化值，即为本观测周期内的水平位移监测点期位移变化值。每次观测所得的各个监测点坐标与基坑开挖前各个监测点坐标的初始观测相比较，并通过计算得到各个监测点垂直于基坑方向的累计位移变化值。
四、实例
某住院综合楼基坑由于地层中主要为卵石层和强风化层，使得施工进度滞后，拟建场地地下水系丰富，基坑长时间暴露造成裂隙水不断从基坑壁渗漏。虽经施工方的封堵，但不能确定地下水走向和受水泵房长时间抽水影响，基坑支护桩桩顶部分水平位移监测点在2012年2月14日第61期监测开始出现较大的位移量，且不同程度地超出预警值。基坑工程经过冬春交季的冻融影响，基坑支护结构部分存在失稳隐患(见图2)。
针对上述突发情况，建设单位组织基坑设计单位、基坑支护设计单位、勘察单位和监测单位等开展专家座谈，采取在支护四周注浆止水和注浆加固的方案。通过在基坑四周钢管桩外1-2 m区域进行整体钻孔，注入超细水泥水玻璃双液浆。一方面，通过浆体凝固止水，封堵地下水，防止其继续流入基坑，减小因地下水冻融对支护结构稳定性造成影响；另一方面，对支护结构外部土体进行凝固，填充支护结构外部土体空隙，避免应土体空洞而造成支护体失稳。但在注浆施工期间，通过监测，发现基坑支护桩桩顶水平位移监测点仍然出现突发性的变大，且变化量严重超出预警值。见图3a、图3b。
由于基坑支护桩桩顶部分水平位移监测点在注浆期间仍然出现较大的位移量，而SWZ10号水平位移监测点离邻近6层建筑仅2 m，为保证建筑和支护体安全，选取即将注浆施工的SWZ10号监测点以及邻近的SWZ9号监测点进行动态监测，一方面反映基坑四周钻孔注浆施工对支护桩影响情况，另一方面保证建筑和支护体在注浆施工期间的安全。通过对周围没有注浆施工的SWZ9号水平位移监测点和周围正在注浆施工的SWZ10号水平位移监测点进行观测，并对观测数据进行计算、分析。SWZ9号监测点在整个观测过程中位移量较小，几乎没有变化；SWZ10号监测点从注浆开始一段时间内位移量较小，随着注浆的进行位移量逐步变大，注浆结束后位移量变小至基本稳定。具体数据见表1和图4。
从整个监测期间监测数据分析，基坑四周进行转孔注浆止水加固施工作业，使得基坑4周水平位移监测点出现很大的位移量，严重超出预警值。但在注浆加固周期结束后，各水平位移监测点变化趋势立即停止，整个基坑支护在趋于稳定。见图5a、图5b。
通过定期对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，准确掌握基坑支护结构的变化情况，为施工单位的施工提供可靠地监测数据以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺和参数，使得观测成果成为施工工程技术人员做出正确判断的依据，根据监测结果分析对施工方案及时加以调整和补充，随时掌握基坑支护结构及周围建筑的状态，对支护结构出现的各种情况及时采取相应的技术措施，有效地保证基坑及周围建筑的安全。
结束语
基坑支护结构是临时性的设施，且基坑暴露时间越长，危险性相对增加，施工单位应从地勘开始，严格分析地质条件，制订切实可行的施工计划，并保证严格按照施工进度安排有序施工；实时、准确基坑监测，能有效掌握基坑支护结构的变形特征，指导施工作业。在面对基坑过冬而发生的地下水冻融等突发情况，通过监测数据信息化指导施工作业，有效保证基坑工程的安全；在处理深大基坑时，由于施工期长，施工单位应注意排水，降低地下水位；对于地下水较活跃的深基坑，更需做好良好的止水帷幕工作；虽然基坑施工期间大部分水平位移监测点位移值超过设计值及规范规定的报警值，但通过严密的监测，采取合理有效的加固等措施，不仅确保了基坑支护结构自身稳定，且对周边环境造成较小影响，保证了周边建筑的安全。
参考文献
[1]严新，李彬.变形监测技术在深基坑施工中的应用[J].青海大学学报(自然科学版)，2014，02：60-63+68.
[2]马驰.变形监测数据处理的方法[J].学园，2014，03：51-52.
[3]刘兆民.深基坑变形监测体系研究及工程应用[D].大连理工大学，2013.
[4]胡安枨.变形监测新技术探讨[J].江西测绘，2013，02：14-16.
关键词：深基坑；水平位移；变形监测
中图分类号：TV551文献标识码： A
一、GPS一机多天线变形监测新技术
在一般的变形监测中，我们在需要监测的目标上安装GPS接收机。如果有很多监测目标的话，显然监测成本會提高，针对这一问题，研发了GPS一机多天线系统。它的设计思路为，将多根天线同时连接在一台GPS接收机上，这样就可以在每个监测点上只安装GPS天线，不安装接收机，实现多个监测目标共用一台接收机（图1）。GPS一机多天线系统的核心部件是一机多天线控制器，让它保证系统能够互不干扰地接收来自若干个不同监测目标的传输信号，最后通过后处理软件获取高精度的定位信息。
GPS多天线控制器由硬件和软件两部分组成，把计算机实时控制技术和无线电通讯中的微波开关技术有机地结合在一起，实现只用一个接收机即可互不干扰地接收多个GPS天线传输来的信号。硬件是由8个GPS天线和具有8通道的微波开关、对应的微波控制开关及一台GPS接收机组成。利用软件实现8个GPS天线分时工作。系统的软件部分功能是实时控制微波开关中各个通道的断通，保证信号正常的接收到。一机多天线系统最大的优点在于保证了定位精度，降低了监测系统成本，实际定位精度可达3-4mm，通过后期的滤波技术可实现更高的定位精度。
二、工程概况
某住院综合楼，该单位院内，地下两层，地上20层，总建筑面积约65 000 m2，框架剪力墙结构，建筑物高度约86 m，基础采用筏式基础。基坑长约84 m，宽82 m，周长约330 m，本基坑工程开挖深度为14.4 m，属于一级基坑，采用预应力钢杆钢管桩复合土钉墙+桩锚联合支护的二级支护形式。
三、基坑监测
由于基坑采取二级支护形式，分3批次完成整个基坑钢管桩顶部水平位移监测点SWG1-SWG33(SWG为钢管桩水平位移监测点)，以及基坑支护桩桩顶水平位移监测点布设SWZ1-SWZ11(SWZ为支护桩水平位移监测点)的布设。监测点布设原则如下：
(1)基坑围护桩顶面布设水平位移监测点，周边中部、阳角处应布置监测点；(2)监测点水平间距为15 m左右，每边监测点数目根据现场实际情况确定，一般不宜少于3个；(3)均采用20ф以上球形顶端的钢质标芯，上面刻有孔槽，便于插入瞄准标志固定，控制对中误差。
详细基坑水平位移监测点布设图见图1。基坑监测采用任意设站极坐标法对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，所用仪器为TOPCON公司GPT7051型全站仪，观测方法参照《建筑变形测量规范》二级精度要求进行。根据现场实际情况架设仪器，通过观测在基坑四周稳定区域布设3个以上工作基点，通过后方交会确定基准点坐标。水平角观测采用按照两个测回测定，距离4测回测定，初始观测时如不稳定可适当增加观测的测回数，平差后基准点点位坐标中误差满足规范要求。
通过极坐标法对埋设于支护结构顶部的水平位移标志进行观测，每次观测所得的各个监测点坐标与前一期监测点坐标之差，得出期坐标增量。再通过期坐标增量计算出各水平位移监测点垂直于基坑方向的期位移变化值，即为本观测周期内的水平位移监测点期位移变化值。每次观测所得的各个监测点坐标与基坑开挖前各个监测点坐标的初始观测相比较，并通过计算得到各个监测点垂直于基坑方向的累计位移变化值。
四、实例
某住院综合楼基坑由于地层中主要为卵石层和强风化层，使得施工进度滞后，拟建场地地下水系丰富，基坑长时间暴露造成裂隙水不断从基坑壁渗漏。虽经施工方的封堵，但不能确定地下水走向和受水泵房长时间抽水影响，基坑支护桩桩顶部分水平位移监测点在2012年2月14日第61期监测开始出现较大的位移量，且不同程度地超出预警值。基坑工程经过冬春交季的冻融影响，基坑支护结构部分存在失稳隐患(见图2)。
针对上述突发情况，建设单位组织基坑设计单位、基坑支护设计单位、勘察单位和监测单位等开展专家座谈，采取在支护四周注浆止水和注浆加固的方案。通过在基坑四周钢管桩外1-2 m区域进行整体钻孔，注入超细水泥水玻璃双液浆。一方面，通过浆体凝固止水，封堵地下水，防止其继续流入基坑，减小因地下水冻融对支护结构稳定性造成影响；另一方面，对支护结构外部土体进行凝固，填充支护结构外部土体空隙，避免应土体空洞而造成支护体失稳。但在注浆施工期间，通过监测，发现基坑支护桩桩顶水平位移监测点仍然出现突发性的变大，且变化量严重超出预警值。见图3a、图3b。
由于基坑支护桩桩顶部分水平位移监测点在注浆期间仍然出现较大的位移量，而SWZ10号水平位移监测点离邻近6层建筑仅2 m，为保证建筑和支护体安全，选取即将注浆施工的SWZ10号监测点以及邻近的SWZ9号监测点进行动态监测，一方面反映基坑四周钻孔注浆施工对支护桩影响情况，另一方面保证建筑和支护体在注浆施工期间的安全。通过对周围没有注浆施工的SWZ9号水平位移监测点和周围正在注浆施工的SWZ10号水平位移监测点进行观测，并对观测数据进行计算、分析。SWZ9号监测点在整个观测过程中位移量较小，几乎没有变化；SWZ10号监测点从注浆开始一段时间内位移量较小，随着注浆的进行位移量逐步变大，注浆结束后位移量变小至基本稳定。具体数据见表1和图4。
从整个监测期间监测数据分析，基坑四周进行转孔注浆止水加固施工作业，使得基坑4周水平位移监测点出现很大的位移量，严重超出预警值。但在注浆加固周期结束后，各水平位移监测点变化趋势立即停止，整个基坑支护在趋于稳定。见图5a、图5b。
通过定期对基坑支护结构顶部水平位移监测点进行观测，准确掌握基坑支护结构的变化情况，为施工单位的施工提供可靠地监测数据以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺和参数，使得观测成果成为施工工程技术人员做出正确判断的依据，根据监测结果分析对施工方案及时加以调整和补充，随时掌握基坑支护结构及周围建筑的状态，对支护结构出现的各种情况及时采取相应的技术措施，有效地保证基坑及周围建筑的安全。
结束语
基坑支护结构是临时性的设施，且基坑暴露时间越长，危险性相对增加，施工单位应从地勘开始，严格分析地质条件，制订切实可行的施工计划，并保证严格按照施工进度安排有序施工；实时、准确基坑监测，能有效掌握基坑支护结构的变形特征，指导施工作业。在面对基坑过冬而发生的地下水冻融等突发情况，通过监测数据信息化指导施工作业，有效保证基坑工程的安全；在处理深大基坑时，由于施工期长，施工单位应注意排水，降低地下水位；对于地下水较活跃的深基坑，更需做好良好的止水帷幕工作；虽然基坑施工期间大部分水平位移监测点位移值超过设计值及规范规定的报警值，但通过严密的监测，采取合理有效的加固等措施，不仅确保了基坑支护结构自身稳定，且对周边环境造成较小影响，保证了周边建筑的安全。
参考文献
[1]严新，李彬.变形监测技术在深基坑施工中的应用[J].青海大学学报(自然科学版)，2014，02：60-63+68.
[2]马驰.变形监测数据处理的方法[J].学园，2014，03：51-52.
[3]刘兆民.深基坑变形监测体系研究及工程应用[D].大连理工大学，2013.
[4]胡安枨.变形监测新技术探讨[J].江西测绘，2013，02：14-16.