建筑基坑常规变形监测技术问题探讨

建筑基坑常规变形监测技术问题探讨

陈柱成

广西恒宁建筑工程质量检测有限责任公司 广西南宁 530000

摘 要：随着我国经济发展以及超大城市、城市群的形成，如何提高城市土地的利用率成为城市发展进程中的待解难题。为此各大城市建设越来越多的高层建筑及相关地下工程。这些工程建造过程中，深挖建筑基坑除了影响周围建筑物的稳定性之外，建筑基坑受到周边环境的挤压，容易引发基坑坍塌等安全事故。因此，利用专业设备对建筑基坑出现变形状况进行检测并加以严格控制，为高层建筑以及地下工程的建设提供良好的基坑基础。

关键词：建筑基坑；常规变形；监测技术

1 引言

众所周知，我国城市化进程和房地产行业已经进入高速发展阶段，高层建筑以及复杂的建筑综合体不断增加，这些建筑工程整体高度和占地面积大、其结构十分复杂，除了给施工过程带来许多困难之外，其地基所需的承载力也大大增加，给建筑基坑提出了更高的要求，推动了基坑工程的发展，同时也推动其监测技术的不断进步。在基坑建设和使用过程中，为确保其使用效果，有必要对基坑各种参数进行良好的检测和监控。基坑工程监测涉及地质、水文以及各种力的相互关系等多个方面，需要借用现代智能设备进行监测，并根据检测数据进行实时分析，进而了解基坑真实质量状况。结合数据的变化趋势所反映基坑的状态进行施工，减少事故的发生，进而保证工程顺利施工。基坑开挖后，受诸多因素影响可能出现土坡滑动、地下水反渗，造成上部结构的开裂、移动甚至崩塌。基坑监测是一项复杂而综合的系统工程，通过对基坑的良好监测，为高层建筑以及其他复杂的综合体施工建设打下良好的基础。

2 建筑基坑监测的内容及国内研究和应用的现状

2.1 建筑基坑监测的内容

在开展建筑基坑施工之前，仔细监测基坑的地质情况为即将进行的施工提供指导意见；在开展施工过程中，通过实时监测数据的分析研究，工作人员可以掌握基坑的施工难度，为工程造价控制提供参考和依据；这时通过基坑的监测技术，工作人员全面掌握基坑的地下状况包括地质、线路管网等分布情况，减少或者避免建筑基坑施工影响到其他市政、道路设施的正常使用；基坑施工时，通过基坑实时监测技术，对可能发生的风险进行预测，及时发现隐患，及时作出相应措施，避免事故的发生，提高了基坑施工的安全性，进而降低基坑施工的成本。

2.2 研究和应用的现状

对于建筑基坑变形，国内的研究和应用很早就有开展，通过相关工程技术人员的不懈努力，取得了不俗成绩，然而与国外先进发达国家相比，还是存在较大差距。现阶段，在我国基坑施工中，基坑工程的变形已经引起人们的重视，相关的监测技术也得到了较为广泛的应用。为了保护和确保建筑基坑和周围建筑物的安全在施工期间不受影响，一般设置相关操作项目的控制参数。基坑变形技术的检测和预测也有大量的学术文献，如二次基准差技术、近景摄影测量技术以及以网络为基础预测建筑基坑的水平及其垂直位移、变形监测以及控制、周边环境监测等。虽然我国的理论研究已经比较深入，但在具体的实际工程中仍存在一些问题有待解决，如信息监测技术的有效应用等。

3 建筑基坑常规变形所应用的相关监测技术

3.1 小角度法

小角度法是使用高精度经纬仪测量观测站点到基准线方向与观测点视线方向的角度，计算出观测点相对于基准线的偏差值。这种方法通常应用在形状相对规则基坑的监测中，其操作和计算也相对简单。其缺点是对场地开阔要求高，基准点与基坑之间必须保持适当的距离，以避免基坑变形对基准线产生一定的影响，导致监测结果不准确。同时，由于观测站多，导致观测成本上升，经济性能不理想。

3.2 活动觇牌法

活动觇牌法是通过动靶和精密读数装置直接测量观测点相对于基准面的偏差参数。利用这种方法在观测点便可以得到监测结果，大大减少了中间的计算环节。可是，这种方法除了存在小角度法的缺陷之外，在实际应用过程中还需要准备专门的瞄准设备和仪器以及对靶标上的读尺要求较高，这些都大大增加监测成本。

3.3 全站仪法

全站仪法是在一个固定站点上设置高精度全站仪，再设另一个定点作为后视点，测量变形观测点的平面坐标，然后将测量结果与第一次测量结果进行比较，得到水平位移的参数变化。与其他测量方法相比，全站仪观测和后续计算更为简单方便，能适应各种形状基坑变形监测，测量成本低。因此，目前全站仪法被广泛采用。然而，其缺点是精度较高的电子全站仪的价格较为昂贵，另外对于某些深基坑水平位移监测，全站仪的精度往往不够。

3.4 GPS监测法

GPS可以透过障碍物、不受天气影响同时还具有监测精度高的优点，而且可以采集监测点的三维位移信息。其缺点是信号容易受到特殊的地形和建筑建筑影响。除此之外对场地要求较高，竖向精度不够，只能观测变形体上一些散乱点的位移信息。

3.5 交会监测法

这种方法在变形监测点与两个基准点之间形成三角形，测量其边角，从而得到变形监测点的位移变化值。这种方法适合各种形状的基坑，形状不规则也同样适用。然而这种方法的测量形式决定了其缺点：由于要测量变形监测点的实际位移变化，需要两次以上的安装仪器，检测过程中监测次数明显增加了，直接导致测量误差率提高；每一个实际位移变化都要通过计算获得，大大增加了计算工作量。

建筑基坑的监测技术多种多样，优势、缺点各有千秋。所以，在选择基坑变形监测技术，应该综合考虑实际施工情况和基坑形状。

4 基坑常规变形监测仪器的介绍以及布设原则

4.1 仪器介绍

1.经纬仪、全站仪以及水准仪。根据实际情况和精度要求不同，电子经纬仪以及全站仪常用于建筑基坑水平位移进行监测；而坑壁位移进行监测时则需要选用全站仪或是毫米级精度的水准仪；全站仪或者是高精度的水准仪对周围的建筑物进行沉降监测更为合适。

2.测斜仪。主要是对土体的深层水平位移以及围护桩或是围护墙等围护结构的深层水平位移情况进行监测。一般来说，测斜仪以及经纬仪的监测结果还需要进一步对比检验。

3. GPS的具体作用就是在对基坑变形情况进行监测的过程中，其能清晰显示监测现场的三维位移信息。

4.其它监测设备。建筑基坑常规变形监测中，除了上述设备之外，还需要使用到其他辅助设备，例如土压力计以及水位计、回弹仪、轴力计等。

4.2 布设原则

选择建筑基坑监测方法和设备时，要求适合该工程的特点，比如能够连续工作，数据采集准确迅速。它在夜间以及恶劣天气比如大雾、雨雪天气仍能正常工作。监测工作以仪器为主，目测为辅。在观测过程中，要尽量保证观测站、方案、仪器设备、观测位置一致，以最大限度地提高精度。应在基坑土层、地表及周围建筑物内设置观测点，形成完善的监测网。除此之外在保证精度和满足工程要求的基础上，尽可能减少成本投入。

5 结束语

总之，高层建筑以及地下建筑的施工特点导致可能出现基坑变形。在施工工程中，忽视基坑的常规变形的现场监控，很有可能诱发重大的安全生产事故。因此，为了保证建设工程的施工质量，保证用户和施工人员的安全，促进我国社会经济的繁荣发展，对基坑支护变形监测的相关技术进行深入研究和实践显得尤为重要。

参考文献

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