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中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：
摘要:深基坑工程施工条件与环境日益复杂，为了保证工程的施工安全与质量，加强施工监测是有必要的。本文结合深基坑工程实例，探讨了施工中监测内容，包括了水平位移、沉降、深层水平位移、支撑轴力及地下水位等方面的监测方法及要求，确保深基坑工程及周边道路及建筑物的安全。
关键词:深基坑；沉降；变形；监测；水平位移；报警值
Abstract: the deep foundation pit engineering construction condition and environment is complex, in order to ensure safety and quality of construction of the project, strengthen construction monitoring is necessary. Combining with the deep foundation pit engineering example, discusses the construction of monitoring content, including the horizontal displacement, settlement, deep level, to support the displacement axial force and underground water level, and other aspects of the monitoring method and requirements, make sure of deep foundation pit engineering and the surrounding roads and buildings for safety.
Keywords: deep foundation pit; Settlement; Deformation; Monitoring; Horizontal displacement; Alarm value
随着高层建筑大量涌现,深基坑工程越来越多,工程的土体性质、荷载条件、施工环境也日益复杂，基坑支护结构除了满足强度要求外，还需要满足变形要求，即深基坑工程施工中既要保证其安全、不失稳，又要保证其对周围环境不造成破坏性影响，因此，加强深基坑工程的施工监测，探讨开挖引起的变形特性研究，对于进一步完善深基坑工程施工具有现实意义。
1工程概况
某建筑工程，建筑面积12452m2，由3栋住宅建筑组成，地下1层，本工程基坑采用的支护方案为：
(1）基坑采用钻孔桩加一层混凝土支撑作为支护结构；
(2）坑外设双轴深层搅拌桩作为止水结构，
(3）基坑内坑中坑范围采用放坡处理，如果坑中坑水位降不到设计水位，则增加轻型井点进行降水。
2基坑开挖监控目的
(1）及时发现不稳定因素
由于土体成分的不均匀性、各向异性及不连续性，决定了土体力学的复杂性，加上自然环境因素的不可控影响，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时获取相关信息，确保基坑稳定安全。
(2）验证设计，指导施工
通过监测可以了解结构内部及周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计与实际的符合程度，并根据变形和应力分布情况，为施工提供有价值的指导性意见。
(3）保障业主及相关社会利益
通过对周边地下管线监测数据的分析，调整施工参数、施工工序等一系列相关环节，确保地下管线的正常运行，有利于保障业主权益及相关社会利益。
3基坑开挖监控内容
3.1监控项目
根据基坑开挖的深度、支护结构的特点、所处的周边环境条件及设计要求，基坑开挖监测拟设置以下几项内容：
(1）周边道路、坡顶土体的沉降变形监测
沿基坑周边道路、坡顶土体每隔15～20m布設1个沉降变形观测点，共布设29个道路沉降变形观测点（R1～R29），主要监测随着基坑开挖的不断加深和安全施工的进行，基坑周边道路沉降和不均匀沉降的大小及变化发展情况。
(2）基坑周边建筑物沉降的监测
(3）基坑支护坡顶的水平位移监测
(4）支护结构及外侧土体的深层水平位移监测（测斜）
在基坑支护结构外侧土体中共布设10个深层位移监测孔（CX1～CX10），测斜管长20.0m，预计累计测斜管长200.0m，在孔深范围内每隔1.0m为一测点。
(5）支撑立柱桩的沉降监测
掌握由于基坑开挖坑内大量土体卸荷后支撑立柱的沉降或回弹变形量，为支护体系的安全性分析提供可参考的有益信息。
(6）支撑轴力监测
在钢筋混凝土支撑上选择12个支撑断面（ZC1～ZC12）进行支撑轴力的监测。
(7）坑外地下水位的观测
根据设计的要求，在基坑支护结构外侧共布设10口地下水位监测孔（SW1～SW10），各测孔孔深8.0m，累计水位管长80.0m。
3.2监测报警值
当监测值达到表1数据时，则提出书面报警，以备有关方面采取工程措施时参考。
表1 监测报警值
注：表中L 为沉降变形观测点布置间距。
4监测的方法和要求
4.1水平位移监测
首先，在基坑两端设A、B两端点，端点尽量埋设在不动位置上，并经常检查端点有无移动。在基坑边方向线上有代表性的地方设立Q1、Q2、Q3……Q30等测点。观测时，在一个端点（A）上安置全站仪，在另一个端点（B）上设置固定觇标，并在每一个测点上安置固定标志，全站仪先后视固定觇标进行定向，然后再观测基坑边各测点，并读取数据。
4.2沉降监测
沉降观测点与工作基点、基准点构成沉降监测网，按二等水准测量的要求进行精确测量。主要技术要求如表2所示。
表2 沉降监测网的主要技术要求
注：表中n 为附合或环线的路线长度。
(1）周边道路路面沉降观测
测点布置：打设钢筋或道钉作为标志点。
(2）周边建筑物的监测
测点布置：下沉测点在建筑物四角和长边中点、大的角点处设置。
(3）立柱沉降监测
测点布置：布置于立柱顶部，采用焊接钢筋头或安装测标作为标记。
量测方法：用水准仪观测立柱顶部的沉降数值，比较两组数据即可反映出支撑沉降情况；在无法采用几何水准测量方法观测的位置，采用不量仪器高的三角高程测量的方法进行，监测精度保持在1mm以内。
4.3深层水平位移（测斜）监测
(1）基坑土方开挖前2周，在预定测斜管位置，用GXY-1型百米钻机成孔埋设测斜管，管内有互成90°的四个导槽与土体变形方向一致（与基坑边线垂直）。
(2）监测过程中，放入带有导轮的测斜仪沿导槽滑动，测出测斜仪所在位置测管在土体作用下的倾斜度为θi，换算成该位置测斜仪上下导轮间（或分段长度）的位置偏差Δd：
Δd=ΣLsinθi（1）
式中L为量测点的分段长度。
4.4支撑轴力监测
将振弦式钢筋应力计焊接在被测断面的支撑主筋上。通过埋设的钢筋应力计所测数据经率定系数计算，可得出断面位置上的主筋受力Pg。同一断面处钢筋应变与混凝土应变相等，混凝土支撑轴力Pz与主筋受力Pg之间有如下关系：
Pz=（A·Egh）Pg/（Ag2·Eg）（2）
Egh=Ec+（Eg－Ec）Ag1/A （3）
式中A—支撑的截面积；
Egh—支撑混凝土的弹性模量（折算弹性模量）；
Ag1—钢筋混凝土断面的全部主筋（钢筋）截面积之和；
Ag2—单根钢筋的截面积；
Eg—钢筋弹性模量；
Ec—混凝土弹性模量。
4.5地下水位监测
测点埋设：基坑土方开挖降水前2周，在预定水位管位置，用GXY-1型百米钻机成孔将水位管（滤水管）埋入在需测水位处的土层中。
5监测结论
5.1水平位移监测结论
水平位移变化量随基坑开挖深度的加深而逐步加大，水平位移累计变化量持续增加，基坑的水平位移量大部分都在该阶段完成；随着基坑内局部垫层和底板的完成、支撑的安装，有效地抑制了外侧土体的位移。这个时候基坑水平位移很小，底板的浇筑也会抑制水平位移的发展。
从位移量来看，各段水平位移量总体上呈现出中间大、两端小的特点，说明拐角地段支护结构变形较小，相对比较稳定。
5.2沉降监测結论
基坑的开挖对基坑周边的道路影响较大，对建筑物以及立柱沉降影响较小。
建筑物各个观测点在整个过程中缓慢下降，在底板浇筑之后，曲线已呈近似水平状，但道路各观测点开挖期间下降较快，且累计量高于报警值，随着底板浇筑的完成，累计沉降量—时间曲线逐步趋近于水平。综合水位变化情况：在基坑开挖过程中产生一定的渗漏水情况，造成周边地表固结沉降，但建筑物距离基坑相对较远，且基础桩较深，未有较大影响。从累计沉降量—时间曲线图来看，立柱各观测点曲线比较平稳，说明基坑开挖对立柱影响较小。
5.3深层水平位移（测斜）监测结论
随着基坑开挖深度的增加，深层水平位移量逐渐加大。在基坑开挖的过程中，最大水平位移率出现在开挖至最终设计标高而底板还没有浇筑完成之前。这是由于坑底被动区土体在此工况阶段施工结束和钢支撑安装完毕以后，曲线的变化量明显趋于缓和，说明垫层的浇筑和支撑的及时安装，对抑制基坑支护结构的深层位移起到了重要的作用。
5.4支撑轴力监测结论
随着开挖深度的增加，支撑轴力逐渐增加，直至该支撑一定范围内的土体全部开挖完，轴力接近于最大值。说明支撑轴力受土方应力释放的影响较大，土体承载力越差，受到的影响越大，各轴力值的变化略呈上下波动状，说明动荷载和温度的变化对其影响还是比较大的。
5.5地下水位监测结论
随着基坑土方的开挖及坑内水位的降低，基坑外水位也随之受到较大影响，但经回灌处理后水位急剧上升，其中最大水位变化累计量达到470cm，超过报警值150cm。
6结语
总而言之，一个成功的基坑工程，离不开严谨的施工组织设计和严格的施工监测。深基坑工程施工开挖不仅要保证基坑本身的安全与稳定，还要对围护结构、周边建筑物沉降等进行严格的施工监测，了解施工期间各监测对象的实际变形情况及所受的影响程度，及时发现不稳定因素，确保工程取得成功。
参考文献
[1] 蓝树猛，天津奈伦国贸大厦深基坑支护工程变形监测研究[J].河北交通职业技术学院学报,2011.02
摘要:深基坑工程施工条件与环境日益复杂，为了保证工程的施工安全与质量，加强施工监测是有必要的。本文结合深基坑工程实例，探讨了施工中监测内容，包括了水平位移、沉降、深层水平位移、支撑轴力及地下水位等方面的监测方法及要求，确保深基坑工程及周边道路及建筑物的安全。
关键词:深基坑；沉降；变形；监测；水平位移；报警值
Abstract: the deep foundation pit engineering construction condition and environment is complex, in order to ensure safety and quality of construction of the project, strengthen construction monitoring is necessary. Combining with the deep foundation pit engineering example, discusses the construction of monitoring content, including the horizontal displacement, settlement, deep level, to support the displacement axial force and underground water level, and other aspects of the monitoring method and requirements, make sure of deep foundation pit engineering and the surrounding roads and buildings for safety.
Keywords: deep foundation pit; Settlement; Deformation; Monitoring; Horizontal displacement; Alarm value
随着高层建筑大量涌现,深基坑工程越来越多,工程的土体性质、荷载条件、施工环境也日益复杂，基坑支护结构除了满足强度要求外，还需要满足变形要求，即深基坑工程施工中既要保证其安全、不失稳，又要保证其对周围环境不造成破坏性影响，因此，加强深基坑工程的施工监测，探讨开挖引起的变形特性研究，对于进一步完善深基坑工程施工具有现实意义。
1工程概况
某建筑工程，建筑面积12452m2，由3栋住宅建筑组成，地下1层，本工程基坑采用的支护方案为：
(1）基坑采用钻孔桩加一层混凝土支撑作为支护结构；
(2）坑外设双轴深层搅拌桩作为止水结构，
(3）基坑内坑中坑范围采用放坡处理，如果坑中坑水位降不到设计水位，则增加轻型井点进行降水。
2基坑开挖监控目的
(1）及时发现不稳定因素
由于土体成分的不均匀性、各向异性及不连续性，决定了土体力学的复杂性，加上自然环境因素的不可控影响，必须借助监测手段进行必要的补充，以便及时获取相关信息，确保基坑稳定安全。
(2）验证设计，指导施工
通过监测可以了解结构内部及周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计与实际的符合程度，并根据变形和应力分布情况，为施工提供有价值的指导性意见。
(3）保障业主及相关社会利益
通过对周边地下管线监测数据的分析，调整施工参数、施工工序等一系列相关环节，确保地下管线的正常运行，有利于保障业主权益及相关社会利益。
3基坑开挖监控内容
3.1监控项目
根据基坑开挖的深度、支护结构的特点、所处的周边环境条件及设计要求，基坑开挖监测拟设置以下几项内容：
(1）周边道路、坡顶土体的沉降变形监测
沿基坑周边道路、坡顶土体每隔15～20m布設1个沉降变形观测点，共布设29个道路沉降变形观测点（R1～R29），主要监测随着基坑开挖的不断加深和安全施工的进行，基坑周边道路沉降和不均匀沉降的大小及变化发展情况。
(2）基坑周边建筑物沉降的监测
(3）基坑支护坡顶的水平位移监测
(4）支护结构及外侧土体的深层水平位移监测（测斜）
在基坑支护结构外侧土体中共布设10个深层位移监测孔（CX1～CX10），测斜管长20.0m，预计累计测斜管长200.0m，在孔深范围内每隔1.0m为一测点。
(5）支撑立柱桩的沉降监测
掌握由于基坑开挖坑内大量土体卸荷后支撑立柱的沉降或回弹变形量，为支护体系的安全性分析提供可参考的有益信息。
(6）支撑轴力监测
在钢筋混凝土支撑上选择12个支撑断面（ZC1～ZC12）进行支撑轴力的监测。
(7）坑外地下水位的观测
根据设计的要求，在基坑支护结构外侧共布设10口地下水位监测孔（SW1～SW10），各测孔孔深8.0m，累计水位管长80.0m。
3.2监测报警值
当监测值达到表1数据时，则提出书面报警，以备有关方面采取工程措施时参考。
表1 监测报警值
注：表中L 为沉降变形观测点布置间距。
4监测的方法和要求
4.1水平位移监测
首先，在基坑两端设A、B两端点，端点尽量埋设在不动位置上，并经常检查端点有无移动。在基坑边方向线上有代表性的地方设立Q1、Q2、Q3……Q30等测点。观测时，在一个端点（A）上安置全站仪，在另一个端点（B）上设置固定觇标，并在每一个测点上安置固定标志，全站仪先后视固定觇标进行定向，然后再观测基坑边各测点，并读取数据。
4.2沉降监测
沉降观测点与工作基点、基准点构成沉降监测网，按二等水准测量的要求进行精确测量。主要技术要求如表2所示。
表2 沉降监测网的主要技术要求
注：表中n 为附合或环线的路线长度。
(1）周边道路路面沉降观测
测点布置：打设钢筋或道钉作为标志点。
(2）周边建筑物的监测
测点布置：下沉测点在建筑物四角和长边中点、大的角点处设置。
(3）立柱沉降监测
测点布置：布置于立柱顶部，采用焊接钢筋头或安装测标作为标记。
量测方法：用水准仪观测立柱顶部的沉降数值，比较两组数据即可反映出支撑沉降情况；在无法采用几何水准测量方法观测的位置，采用不量仪器高的三角高程测量的方法进行，监测精度保持在1mm以内。
4.3深层水平位移（测斜）监测
(1）基坑土方开挖前2周，在预定测斜管位置，用GXY-1型百米钻机成孔埋设测斜管，管内有互成90°的四个导槽与土体变形方向一致（与基坑边线垂直）。
(2）监测过程中，放入带有导轮的测斜仪沿导槽滑动，测出测斜仪所在位置测管在土体作用下的倾斜度为θi，换算成该位置测斜仪上下导轮间（或分段长度）的位置偏差Δd：
Δd=ΣLsinθi（1）
式中L为量测点的分段长度。
4.4支撑轴力监测
将振弦式钢筋应力计焊接在被测断面的支撑主筋上。通过埋设的钢筋应力计所测数据经率定系数计算，可得出断面位置上的主筋受力Pg。同一断面处钢筋应变与混凝土应变相等，混凝土支撑轴力Pz与主筋受力Pg之间有如下关系：
Pz=（A·Egh）Pg/（Ag2·Eg）（2）
Egh=Ec+（Eg－Ec）Ag1/A （3）
式中A—支撑的截面积；
Egh—支撑混凝土的弹性模量（折算弹性模量）；
Ag1—钢筋混凝土断面的全部主筋（钢筋）截面积之和；
Ag2—单根钢筋的截面积；
Eg—钢筋弹性模量；
Ec—混凝土弹性模量。
4.5地下水位监测
测点埋设：基坑土方开挖降水前2周，在预定水位管位置，用GXY-1型百米钻机成孔将水位管（滤水管）埋入在需测水位处的土层中。
5监测结论
5.1水平位移监测结论
水平位移变化量随基坑开挖深度的加深而逐步加大，水平位移累计变化量持续增加，基坑的水平位移量大部分都在该阶段完成；随着基坑内局部垫层和底板的完成、支撑的安装，有效地抑制了外侧土体的位移。这个时候基坑水平位移很小，底板的浇筑也会抑制水平位移的发展。
从位移量来看，各段水平位移量总体上呈现出中间大、两端小的特点，说明拐角地段支护结构变形较小，相对比较稳定。
5.2沉降监测結论
基坑的开挖对基坑周边的道路影响较大，对建筑物以及立柱沉降影响较小。
建筑物各个观测点在整个过程中缓慢下降，在底板浇筑之后，曲线已呈近似水平状，但道路各观测点开挖期间下降较快，且累计量高于报警值，随着底板浇筑的完成，累计沉降量—时间曲线逐步趋近于水平。综合水位变化情况：在基坑开挖过程中产生一定的渗漏水情况，造成周边地表固结沉降，但建筑物距离基坑相对较远，且基础桩较深，未有较大影响。从累计沉降量—时间曲线图来看，立柱各观测点曲线比较平稳，说明基坑开挖对立柱影响较小。
5.3深层水平位移（测斜）监测结论
随着基坑开挖深度的增加，深层水平位移量逐渐加大。在基坑开挖的过程中，最大水平位移率出现在开挖至最终设计标高而底板还没有浇筑完成之前。这是由于坑底被动区土体在此工况阶段施工结束和钢支撑安装完毕以后，曲线的变化量明显趋于缓和，说明垫层的浇筑和支撑的及时安装，对抑制基坑支护结构的深层位移起到了重要的作用。
5.4支撑轴力监测结论
随着开挖深度的增加，支撑轴力逐渐增加，直至该支撑一定范围内的土体全部开挖完，轴力接近于最大值。说明支撑轴力受土方应力释放的影响较大，土体承载力越差，受到的影响越大，各轴力值的变化略呈上下波动状，说明动荷载和温度的变化对其影响还是比较大的。
5.5地下水位监测结论
随着基坑土方的开挖及坑内水位的降低，基坑外水位也随之受到较大影响，但经回灌处理后水位急剧上升，其中最大水位变化累计量达到470cm，超过报警值150cm。
6结语
总而言之，一个成功的基坑工程，离不开严谨的施工组织设计和严格的施工监测。深基坑工程施工开挖不仅要保证基坑本身的安全与稳定，还要对围护结构、周边建筑物沉降等进行严格的施工监测，了解施工期间各监测对象的实际变形情况及所受的影响程度，及时发现不稳定因素，确保工程取得成功。
参考文献
[1] 蓝树猛，天津奈伦国贸大厦深基坑支护工程变形监测研究[J].河北交通职业技术学院学报,2011.02