深基坑开挖过程监测与变形控制

深基坑开挖过程监测与变形控制

周科霖

广东集信国控检测认证技术服务中心股份有限公司 广东省茂名市 525300

摘要：深基坑开挖过程中的监测与变形控制是确保工程安全的关键环节。本文系统探讨了深基坑开挖过程中变形监测的关键方面，包括基坑侧壁变形、基坑底部沉降以及周边建筑物和地下设施的变形。随后介绍了变形控制的有效措施，包括开挖阶段的变形控制、支护结构的优化、地下水控制。这些措施的综合运用，可以整体提高工程质量和安全性，并充分保障施工过程以及周边环境的稳定性。

关键词：深基坑；开挖过程；变形监测；变形控制

引言：深基坑开挖施工是现代城市基础设施项目建设中的常见工序，但是由于开挖深度较大，加之施工过程复杂，所以极易引发土体变形、沉降等问题。这些变形不仅影响工程自身的稳定性，还会对周边建筑物造成不同程度的损害。因此，深基坑开挖过程中的变形监测与变形控制显得尤为重要。有效的变形监测可以提供实时数据，帮助工程师评估开挖施工的影响。合理的变形控制则能有效预防和减轻变形问题，确保施工安全和稳定性。本文将详细探讨深基坑开挖过程中的变形监测和控制措施，以期为相关工程的施工实践提供更多有益的参考。

1、深基坑开挖过程中的变形监测

1.1基坑侧壁变形

基坑侧壁变形是指基坑开挖过程中，基坑周围土体或支护结构的横向变形。基坑侧壁的变形可以是由于土体的失稳、支护结构的不足或施工过程中不均匀开挖等因素引起的。这种变形不仅影响基坑本身的稳定性，还可能对周围建筑物和地下设施造成不良影响[1]。因此，监测基坑侧壁的变形是预防和控制基坑滑坡或坍塌的关键措施。监测方法通常包括安装侧壁变形测量仪器，如水准仪、全站仪等，通过定期采集数据来分析侧壁变形情况。这些数据可以用于预测变形趋势，及时采取措施调整支护结构，以确保基坑的安全。

1.2基坑底部沉降

基坑底部沉降是指基坑底部由于土体承受的荷载过大或土体压缩而发生的竖向变形。基坑底部沉降可能导致基坑的承载力不足，影响后续施工和地下结构的稳定性。因此，监测基坑底部沉降是了解基坑变形状态的另一个重要方面。底部沉降监测通常使用沉降板、标杆或激光测距仪等设备进行。通过在基坑底部及周边设置沉降点，定期测量这些点的高度变化，可以及时发现沉降情况，并根据监测结果进行调整，防止沉降过快或不均匀对基坑及周边区域造成损害。

1.3周边建筑物和地下设施的变形

深基坑开挖过程中的另一个重要监测内容是周边建筑物和地下设施的变形。基坑开挖可能引发周围建筑物的倾斜、裂缝或沉降，甚至影响地下管线和设施的稳定性。因此，对这些变形进行监测有助于评估基坑开挖对周边环境的影响，并及时采取措施以防止事故的发生。监测方法包括在周边建筑物和地下设施上安装位移传感器、沉降标尺或激光扫描仪等设备。这些设备可以实时或定期记录变形数据，并通过数据分析判断变形的程度和发展趋势。如果发现异常变形，可以迅速采取加固措施，如调整支护结构、优化开挖方案等，减少对周边环境的影响。

2、深基坑开挖过程中的变形控制措施

2.1开挖阶段的变形控制

开挖阶段的变形控制是确保深基坑稳定的首要任务。主要措施包括：其一，分层开挖。采用分层开挖的方法将开挖工作分为多个小层，每次只开挖一个或几个小层，以减少单次开挖对土体的扰动。这种方法可以降低基坑侧壁和底部的变形量，控制沉降和侧壁倾斜[2]。其二，控制开挖速率。开挖速度应根据实际情况进行调整，过快的开挖速度会引起过大的变形，因此应根据土体的稳定性和支护结构的承载能力合理控制开挖速率，以减少对周边环境的影响。其三，及时监测与调整。在开挖过程中，需实时监测基坑的变形情况，并根据监测数据及时调整施工方案。例如，当发现基坑侧壁或底部出现异常变形时，应立即采取加固措施，防止变形进一步扩大。

2.2支护结构的优化

支护结构的优化不仅能更好地支撑基坑侧壁，还能有效地控制变形。主要措施包括：其一，合理设计支护结构。根据基坑的实际情况，选择适当的支护结构类型，如锚杆支护、桩基支护、地下连续墙等。支护结构的设计应根据土质、基坑深度以及施工条件进行合理选择和优化，以确保其稳定性和有效性。其二，增加支撑系统。在基坑的开挖过程中，可以增加支撑系统的数量和强度。例如，在基坑侧壁设置多层支撑，采用预应力锚杆或撑杆，以增强支护结构的承载能力和稳定性。这可以有效减小基坑侧壁的变形，并防止土体的进一步位移。其三，优化支护结构的施工。支护结构的施工质量直接影响其变形控制效果。在施工过程中，应严格控制支护结构的施工质量，确保其按照设计要求安装，并定期检查其状态。如果发现支护结构存在问题，应及时进行修复或加固。

2.3地下水控制

地下水控制在深基坑开挖过程中的变形控制方面起着至关重要的作用。主要措施包括：其一，降水措施的应用。通过采用降水技术降低基坑周围的地下水位，以减小水对土体的浮力和对基坑的压力。常用的降水方法包括井点降水、深井降水和排水井等。降水措施应当根据地下水的类型、数量和基坑的具体条件进行选择和设计

[3]。其二，排水系统的设置。在基坑内设置排水系统，确保基坑内的积水能够及时排出，防止水位上升对基坑造成压力。排水系统应包括排水管、集水井和排水泵等，以保证基坑内干燥和稳定。其三，防水措施的应用。对基坑底部和侧壁进行防水处理，防止地下水渗透到基坑内。常用的防水措施包括喷涂防水涂料、设置防水板和进行防水注浆等。这些措施可以有效减少地下水的渗透，保持基坑内的干燥状态。

结束语

总而言之，变形监测与控制是一项复杂的工作，在深基坑开挖过程中发挥着不可忽视的重要作用。在后续的施工实践中，应继续加强变形监测与控制，积极探索新的控制措施，随着控制技术的不断升级和工程要求的不断变化，构建更科学、更安全、更高效的施工质量保障体系，实现最大化的施工效益。

参考文献：

[1]韩爱民.软土地区紧邻地铁深基坑施工变形控制研究[J].建筑施工，2024，46(07)：1072-1075.

[2]陈华亮.紧邻深基坑工程保护性建筑的沉降控制研究[J].建筑施工，2024，46(07)：1085-1088.

[3]廖志坚，朱火根，唐军武.复杂环境下深基坑全过程变形控制设计与实践[J].土工基础，2024，38(03)：419-426.