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摘要：深基坑监测是深基坑建设工程实施信息化的重要举措，在深基坑的施工中采用基坑监测技术可以提高基坑围护结构的质量，确保基坑工程的施工安全。本文以某工程为例，对变形监测技术的应用进行分析，以供参考。
关键词：深基坑施工；变形监测；应用；基坑稳定性；围护桩
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
随着城市建设的逐步发展，城市用地越来越紧张，因此，基坑的深度越挖越深，以满足或缓解用地的紧张，但是进而带来的是基坑支护难度的增加。深基坑支护工程作为国家规定的、具有较大危险性的工程之一，施工技术复杂，施工不确定因素较多，安全隐患较多，风险性大。考虑各种不利因素，应在基坑施工过程中建立安全监测预警系统。
本文以某深基坑工程为例，针对工程特点及实际情况，制定基坑安全施工监测方案。通过对其桩锚支护体系组成部分的锚杆轴力、支护结构的变形及周边建筑物沉降等进行施工全过程的动态监测，了解其变化规律及变形特性，及时反馈监测信息，安全施工。
一、深基坑施工中基坑监测技术的监测原则
在深基坑施工中普遍采用基坑监测技术，深基坑的施工前需要制定合理的施工监测方案，施工中需要遵循深基坑监测技术的原则，确保施工工程的安全顺利进行。在深基坑的施工中使用深基坑监测技术，可以利用监测的数据指导现场施工，可以促使施工组织信息化，还可以对现场的监测数据和设计数据相比较，发现问题及时的采取补救措施，能够防止支护结构破坏事故的发生，另外利用监测数据可以优化深基坑的结构，促使节约建筑工程施工成本。在深基坑的施工中使用基坑监测技术需要遵循的具体原则如下:多次检测的原则。基坑的变形量是基坑围护结构需要控制的指标，也是突发事件的征兆，而变形量是基坑施工中围护结构和土体相互作用的反映，因此，变形量作为监测中重要的监测量，需要重点观察;可靠性原则是基坑监测技术的重要原则，需要利用可靠的监测仪器和技术，并且需要保护好监测点;重点监测关键区域的原则。不同的部分采用不同的支护手段，稳定性也不相同，对于稳定性差的地区需要重点监测;方便实用原则，为了确保监测结果的准确，减少施工和监测系统之间的相互影响，监测系统的安装和使用需要做到方便实用。
二、变形监测的目的和特点
（一）、变形监测的目的
通过对变形体动态监测，获得精确观测数据，对监测数据综合分析，对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形做出预报，提供施工和管理方法，以便及时采取措施，保证工程质量和建筑物安全。同时对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。
（二）、变形监测的特点
第一，测量精度高，一般位置精度为1mm；第二，需要重复观测，测量时间跨度大，观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。第三，需要严密的数据处理，数据量大，变形量小，变形原因复杂。第四，要求变形资料提供快和准确。
（三）、变形监测的内容
根据变形的性质，建筑物变形可分为静态变形和动态变形两类。静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期间内的变形。静态监测的内容有内部应力、应变监测、动力特性监测和加速度监测。动态变形是指在外力作用下产生的变形，它是以外力为函数表示的，对于时间的变化，其观测结果表示在某一时刻的瞬时变形。动态监测内容有沉降监测、位移监测、倾斜监测、裂缝监测和挠度监测。
三、工程概况
某改扩建工程的地下新建工程包括四个新建车库及一条人行过街地道，以下称四个车库为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ区工程，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ区工程、人行过街地道位于南广场，Ⅳ区工程位于北广场。其中Ⅰ区工程位于北站路南侧，友好街东侧，为地下两层结构，建筑面积12327.7m2，东西向长138.6m，南北向宽48.2m，埋深12.05m，覆土1.5m，地下1层、地下2层为社会车停车场，地面层为公交车停车场，地下1层西侧与既有地下1层人防工程连通，地下2层北侧与Ⅱ区社会车停车场连通，友好街西侧部分为既有人防出入口改造。基坑现场施工如图1所示。
图1基坑现场施工图
四、基坑變形监测方案
（一）、基坑监测内容
为了能够在基坑开挖及地下室施工期间，准确地反映出桩锚支护体系、周边建筑物等变形发展情况，确保基坑及周边建筑物的安全，根据基坑开挖深度、支护结构特点及所处周边环境条件，并按照相关技术规程，对该深基坑工程进行安全监测，建立预警预报系统。本基坑按一级基坑进行监测，主要监测项目和监测控制指标见表1，监测点布置如图2所示。
表1监测项目和监测控制指标
图2基坑监测布置图
（二）、基坑监测周期及频率
基坑监测从基坑土方开挖时开始至地下室回填至±0．000时结束，并进行全过程动态监测。各监测项在基坑施工前应测得稳定的初始值，且观测次数不应少于2次。一般基坑正常开挖期间，每2d～3d观测1次，当土方开挖至基坑底10d内，每1d观测1次。地下室施工期间，每3d～5d观测1次。
四、基坑变形监测分析
（一）、围护桩顶位移监测
基坑围护桩顶监测是从冠梁浇筑完毕开始，此时基坑已开挖2m，部分开挖4m，共累计监测54d。从各监测点累计值可以看出，基坑西侧及东侧的围护桩顶变形量相对较大，其中，东侧水平位移量最大，D8的水平位移累计值达到20．14mm，西侧水平位移值最大达到19．28mm，北侧的最大水平位移达到17．3mm，南侧桩顶位移值达到15．66mm。基坑每条边围护桩最大位移均位于基坑中部位置附近，基坑四角的水平位移值相对都比较小，其中D1水平位移最小，只有8．78mm。基坑四侧围护桩桩顶位移随时间关系曲线图如图3所示。
图3基坑周边围护桩顶水平位移曲线
通过对比监测数据及位移曲线，可得到以下规律:1)基坑东侧各测点水平位移均较大，主要是因为距离基坑东侧5．45m为某酒店，地上25层，地下2层，对这一侧围护桩顶的水平位移产生相对比较大的影响，但各监测累计位移值均在预警范围内。2)基坑北两侧各测点水平位移较小，最大值为17．3mm，最小水平位移值为8．78mm。基坑南北两侧有一排直径为800mm的人工挖孔桩，这是20世纪80年代施工的围护桩，桩长12m。这两排老桩对限制基坑的变形起到一定的作用，这是南北两侧围护桩位移较小的主要原因。3)由图3可以看出，基坑各个监测点在3月～4月中旬变化速率相对较大，最大速率达到1．54mm/d。此时正值沈阳地区气候回暖，坑侧冻土逐渐融化，气温从－10℃左右升至15℃，因此，在基坑施工过程中，气温环境的影响对基坑的变形是不可忽略，在以后的工程中应当加以重视。
（二）、周边建筑物沉降分析
图4周边建筑物沉降变化曲线
由图4可以看出，0d～10d期间，该曲线呈近似水平状，说明此阶段基坑开挖施工对周边建筑物的影响很小;10d～90d期间内，曲线呈不断下降的趋势，说明此阶段随着土方开挖的不断加快，导致支护结构和基坑外侧土体变形增大，从而引起周边建筑物沉降加快，其累计最大沉降量已达到6．1mm，但仍未超过累计报警值30mm，说明周边建筑物沉降仍在安全可控范围内。从90d后，随着土方开挖结束及垫层混凝土浇筑完成，该沉降曲线呈现出先缓慢上升后接近水平的趋势，说明此后周边建筑物的沉降慢慢趋于稳定。
（三）、预应力锚索拉力分析
图5第一排锚索拉力变化曲线
由图5可以看出，第一排预应力锚索锁定后，测得的锚索拉力较小，在外界条件变化不大的情况下是稳定的。而一段时间后，锚索拉力值突然增加，然后下降，最后慢慢趋于稳定，说明土方在开挖过程中，由于开挖的不连续性，使得支护结构与土体反复作用，导致锚索拉力不断变化。整个开挖过程中，第一道锚索最大拉力值为218kN，发生在MS3处，未超过报警值，说明第一排锚索内力变化在安全可控范围内。
结束语
1)基坑东侧中部围护桩顶在时代广场酒店的作用下水平位移最大，基坑西侧及基坑南侧在施工荷载和路面荷载作用下位移小但波动性较大，分析可得建筑物荷载比路面荷载和施工荷载对基坑变形的影响大;2)在基坑开挖过程中，基坑东西侧围护桩侧土压力比南北侧的变化速率大，土压力总体呈减小的趋势，尤其在春季冻土融化期间，土压力变化速率较大且不稳定，在此期间应增加土压力的监测频率;3)基坑开挖初期，基坑周边地表沉降较大，随着支护结构的施工完成，沉降逐渐减小并趋于稳定，建筑荷载的影响小于路面荷载对地表沉降的影响。
参考文献
[1]高华东.北京某深基坑开挖监测实例[J].岩土工程学报,2006,28(z1):1853-1857.
[2]王海飙,杨海旭,张华.深基坑工程施工安全监测与预警[J].建筑技术,2010,41(3):257-260.
关键词：深基坑施工；变形监测；应用；基坑稳定性；围护桩
中图分类号：TU74文献标识码： A
引言
随着城市建设的逐步发展，城市用地越来越紧张，因此，基坑的深度越挖越深，以满足或缓解用地的紧张，但是进而带来的是基坑支护难度的增加。深基坑支护工程作为国家规定的、具有较大危险性的工程之一，施工技术复杂，施工不确定因素较多，安全隐患较多，风险性大。考虑各种不利因素，应在基坑施工过程中建立安全监测预警系统。
本文以某深基坑工程为例，针对工程特点及实际情况，制定基坑安全施工监测方案。通过对其桩锚支护体系组成部分的锚杆轴力、支护结构的变形及周边建筑物沉降等进行施工全过程的动态监测，了解其变化规律及变形特性，及时反馈监测信息，安全施工。
一、深基坑施工中基坑监测技术的监测原则
在深基坑施工中普遍采用基坑监测技术，深基坑的施工前需要制定合理的施工监测方案，施工中需要遵循深基坑监测技术的原则，确保施工工程的安全顺利进行。在深基坑的施工中使用深基坑监测技术，可以利用监测的数据指导现场施工，可以促使施工组织信息化，还可以对现场的监测数据和设计数据相比较，发现问题及时的采取补救措施，能够防止支护结构破坏事故的发生，另外利用监测数据可以优化深基坑的结构，促使节约建筑工程施工成本。在深基坑的施工中使用基坑监测技术需要遵循的具体原则如下:多次检测的原则。基坑的变形量是基坑围护结构需要控制的指标，也是突发事件的征兆，而变形量是基坑施工中围护结构和土体相互作用的反映，因此，变形量作为监测中重要的监测量，需要重点观察;可靠性原则是基坑监测技术的重要原则，需要利用可靠的监测仪器和技术，并且需要保护好监测点;重点监测关键区域的原则。不同的部分采用不同的支护手段，稳定性也不相同，对于稳定性差的地区需要重点监测;方便实用原则，为了确保监测结果的准确，减少施工和监测系统之间的相互影响，监测系统的安装和使用需要做到方便实用。
二、变形监测的目的和特点
（一）、变形监测的目的
通过对变形体动态监测，获得精确观测数据，对监测数据综合分析，对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形做出预报，提供施工和管理方法，以便及时采取措施，保证工程质量和建筑物安全。同时对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。
（二）、变形监测的特点
第一，测量精度高，一般位置精度为1mm；第二，需要重复观测，测量时间跨度大，观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。第三，需要严密的数据处理，数据量大，变形量小，变形原因复杂。第四，要求变形资料提供快和准确。
（三）、变形监测的内容
根据变形的性质，建筑物变形可分为静态变形和动态变形两类。静态变形是时间的函数，观测结果只表示在某一期间内的变形。静态监测的内容有内部应力、应变监测、动力特性监测和加速度监测。动态变形是指在外力作用下产生的变形，它是以外力为函数表示的，对于时间的变化，其观测结果表示在某一时刻的瞬时变形。动态监测内容有沉降监测、位移监测、倾斜监测、裂缝监测和挠度监测。
三、工程概况
某改扩建工程的地下新建工程包括四个新建车库及一条人行过街地道，以下称四个车库为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ区工程，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ区工程、人行过街地道位于南广场，Ⅳ区工程位于北广场。其中Ⅰ区工程位于北站路南侧，友好街东侧，为地下两层结构，建筑面积12327.7m2，东西向长138.6m，南北向宽48.2m，埋深12.05m，覆土1.5m，地下1层、地下2层为社会车停车场，地面层为公交车停车场，地下1层西侧与既有地下1层人防工程连通，地下2层北侧与Ⅱ区社会车停车场连通，友好街西侧部分为既有人防出入口改造。基坑现场施工如图1所示。
图1基坑现场施工图
四、基坑變形监测方案
（一）、基坑监测内容
为了能够在基坑开挖及地下室施工期间，准确地反映出桩锚支护体系、周边建筑物等变形发展情况，确保基坑及周边建筑物的安全，根据基坑开挖深度、支护结构特点及所处周边环境条件，并按照相关技术规程，对该深基坑工程进行安全监测，建立预警预报系统。本基坑按一级基坑进行监测，主要监测项目和监测控制指标见表1，监测点布置如图2所示。
表1监测项目和监测控制指标
图2基坑监测布置图
（二）、基坑监测周期及频率
基坑监测从基坑土方开挖时开始至地下室回填至±0．000时结束，并进行全过程动态监测。各监测项在基坑施工前应测得稳定的初始值，且观测次数不应少于2次。一般基坑正常开挖期间，每2d～3d观测1次，当土方开挖至基坑底10d内，每1d观测1次。地下室施工期间，每3d～5d观测1次。
四、基坑变形监测分析
（一）、围护桩顶位移监测
基坑围护桩顶监测是从冠梁浇筑完毕开始，此时基坑已开挖2m，部分开挖4m，共累计监测54d。从各监测点累计值可以看出，基坑西侧及东侧的围护桩顶变形量相对较大，其中，东侧水平位移量最大，D8的水平位移累计值达到20．14mm，西侧水平位移值最大达到19．28mm，北侧的最大水平位移达到17．3mm，南侧桩顶位移值达到15．66mm。基坑每条边围护桩最大位移均位于基坑中部位置附近，基坑四角的水平位移值相对都比较小，其中D1水平位移最小，只有8．78mm。基坑四侧围护桩桩顶位移随时间关系曲线图如图3所示。
图3基坑周边围护桩顶水平位移曲线
通过对比监测数据及位移曲线，可得到以下规律:1)基坑东侧各测点水平位移均较大，主要是因为距离基坑东侧5．45m为某酒店，地上25层，地下2层，对这一侧围护桩顶的水平位移产生相对比较大的影响，但各监测累计位移值均在预警范围内。2)基坑北两侧各测点水平位移较小，最大值为17．3mm，最小水平位移值为8．78mm。基坑南北两侧有一排直径为800mm的人工挖孔桩，这是20世纪80年代施工的围护桩，桩长12m。这两排老桩对限制基坑的变形起到一定的作用，这是南北两侧围护桩位移较小的主要原因。3)由图3可以看出，基坑各个监测点在3月～4月中旬变化速率相对较大，最大速率达到1．54mm/d。此时正值沈阳地区气候回暖，坑侧冻土逐渐融化，气温从－10℃左右升至15℃，因此，在基坑施工过程中，气温环境的影响对基坑的变形是不可忽略，在以后的工程中应当加以重视。
（二）、周边建筑物沉降分析
图4周边建筑物沉降变化曲线
由图4可以看出，0d～10d期间，该曲线呈近似水平状，说明此阶段基坑开挖施工对周边建筑物的影响很小;10d～90d期间内，曲线呈不断下降的趋势，说明此阶段随着土方开挖的不断加快，导致支护结构和基坑外侧土体变形增大，从而引起周边建筑物沉降加快，其累计最大沉降量已达到6．1mm，但仍未超过累计报警值30mm，说明周边建筑物沉降仍在安全可控范围内。从90d后，随着土方开挖结束及垫层混凝土浇筑完成，该沉降曲线呈现出先缓慢上升后接近水平的趋势，说明此后周边建筑物的沉降慢慢趋于稳定。
（三）、预应力锚索拉力分析
图5第一排锚索拉力变化曲线
由图5可以看出，第一排预应力锚索锁定后，测得的锚索拉力较小，在外界条件变化不大的情况下是稳定的。而一段时间后，锚索拉力值突然增加，然后下降，最后慢慢趋于稳定，说明土方在开挖过程中，由于开挖的不连续性，使得支护结构与土体反复作用，导致锚索拉力不断变化。整个开挖过程中，第一道锚索最大拉力值为218kN，发生在MS3处，未超过报警值，说明第一排锚索内力变化在安全可控范围内。
结束语
1)基坑东侧中部围护桩顶在时代广场酒店的作用下水平位移最大，基坑西侧及基坑南侧在施工荷载和路面荷载作用下位移小但波动性较大，分析可得建筑物荷载比路面荷载和施工荷载对基坑变形的影响大;2)在基坑开挖过程中，基坑东西侧围护桩侧土压力比南北侧的变化速率大，土压力总体呈减小的趋势，尤其在春季冻土融化期间，土压力变化速率较大且不稳定，在此期间应增加土压力的监测频率;3)基坑开挖初期，基坑周边地表沉降较大，随着支护结构的施工完成，沉降逐渐减小并趋于稳定，建筑荷载的影响小于路面荷载对地表沉降的影响。
参考文献
[1]高华东.北京某深基坑开挖监测实例[J].岩土工程学报,2006,28(z1):1853-1857.
[2]王海飙,杨海旭,张华.深基坑工程施工安全监测与预警[J].建筑技术,2010,41(3):257-260.