浅谈如何提升基坑监测准确性及高效性

方锦毫,黄冰,夏杰良,李中林,邹亚航

摘要：为保证高层建筑工程建设的顺利进行，保证建筑安全性与稳定性，基坑工程作为建筑建设工程的基础，必须在施工过程中对基坑及周边环境进行及时、准确的监测，为工程施工提供准确数据，确保工程建设的顺利进行。本文就基坑监测方法、精确性及高效性进行了详细分析与阐述，旨在推进基坑监测技术应用，进一步提高基坑监测技术水平。

关键词：基坑监测；精度控制；建筑工程

基坑工程建设是建筑施工过程的第一步，也是整个工程建设的基础，由于基坑施工过程中经常出现周围土体变形、水动力条件变化等现象，容易对基坑建设过程以及周边环境产生影响，严重者影响后期主体施工进程，因此对基坑施工进行监测是保证整体工程顺利进行的必要手段。

1 基坑监测概述及主要监测方法准确性提升

1.1基坑监测主要内容

在基坑建设的施工过程中，通过各种监测方法及手段对基坑在施工过程中引起的变形及周围环境沉降变形等现象进行监测，并根据监测结果对设计方案和施工方案进行相应的调整，确保方案设计的动态性和施工过程的信息化，保证施工过程的安全性以及工程质量。对基坑工程进行监测时，主要监测内容包括：基坑围护结构或基坑桩结构水平方向位移与倾斜角度位移；基坑中各个立柱桩的水平位移及隆起量；基坑地层分层回弹量（沉降量）；基坑围护结构或基坑桩结构弯矩；基坑内水位、基坑外水位与基坑孔隙水压力；基坑围护结构或基坑桩结构沉降量；基坑结构底板弯矩及反力；基坑周边保护对象如相邻建筑物、地下管道等的水平位移以及沉降。

1.2 基坑监测水平位移监测

对基坑进行水平位移监测时，监测方法较多，监测方法的选择根据具体测量对象而定。例如，对基坑特定方向的水平位移进行测定时，可采用小角度法、投点法、视准线法等，对基坑任意方向的水平位移进行测定时，可根据监测点的具体分布情况，采用极坐标法、前方交会法、后方交会法等。对基坑进行水平位移监测时，如果测点与测量基准点距离较远或无法通视时，应采用基准线法与GPS测量法、兰角、边角、三边测量相结合的综合测量方法进行水平位移的测定。由于各种监测方法的测量方式以及适用条件的不同，用不同的方法进行位移测量时应按照测定顺序进行，并注意细节处理问题。例如采用小角度法进行水平位移的测量时，测定前应对经纬仪垂直轴倾斜度进行修正；采用视准线法进行水平位移测量时，应注意测量点与基准线的偏离距离不超过2cm，同时应测定活动觇牌零位差。此外，进行水平位移的测定时，基准点埋设工作应按照国家相关标准进行，采用精度较高的光学对中装置，对中误差应小于0.5mm，另外还需要设置强制对中的观测墩，并定期进行维护与检查。

1.3 基坑监测垂直位移监测

对基坑进行垂直位移监测方法包括几何水准测量或液体静力水准测量等方法，几何水准测量方法应用较多，当监测点环境不适宜于几何水准测量方法或垂直位移监测需要及逆行自动监测时，采用液体静力水准方法进行垂直位移的测定。

1.4 基坑监测深层水平位移监测

在基坑监测中进行深层水平位移监测时，一般采用通过预埋在土体中的测斜管与测斜仪，完成土体中各深度处水平位移测量的工作，根据测斜仪探头是否固定在被测物体上，测斜仪分为固定式测斜仪和活动式测斜仪。活动式测斜仪是基坑工程监测中常用到的测斜仪，利用活动式测斜仪进行深层水平位移测量的过程是首先进行测斜管的预埋，预埋完成后每隔一段时间将测斜仪放入测斜管中测量测斜管的斜度变化，进而推算出深层水平位移测量值。而固定式测斜仪则是探头固定在测斜管中的某一固定位置，对该位置倾斜角度的变化进行自动检测及激励，固定式测斜仪常用于对常规测斜仪无法进行测量或测量有较大难度的位置进行测量。

1.5 基坑监测结构内力监测

基坑监测中结构内力的监测一般通过安装在结构表面或内部的应力计进行测量。结构内力监测方法适用于立柱、支撑等部位的内力监测，混凝土构件的内力监测宜采用混凝土应变计或钢筋应力计进行测量，钢构件的内力监测宜采用应变计或轴力计进行测量。

2基坑监测技术准确性

2.1 基坑监测技术水平位移与垂直位移监测精度

确定基坑监测过程中对水平位移监测的精度时，需要考虑的因素主要有：监测精度应满足对水平位移变化速率和监测报警积累值进行监测时的技术要求；监测精度应与现行的测量技术规范标准中的测量精度保持一致；在保证监测成本不超标的前提下提高测量精度要求。由于基坑工程施工过程中具有较多的不确定性因素，且监测人员技术水平存在的差异，监测单位应选用高等级精度仪器进行测量，虽然监测成本增加，但有利于提高监测精度，保证监测质量。

对进坑进行垂直位移监测时，监测精度的确定与水平位移监测精度确定方法基本相同。

2. 2 基坑检测技术深层水平位移监测精度

深层水平位移监测过程中，测斜仪系统精度应高于0. 25mm/m;系统分辨率应高于0. 02mm/500mm,这样的系统精度既能达到测量标准中深层水平位移监测中的报警值，也与现有的大部分测量仪的精度达到一致。深层水平位移监测精度与测斜管具有较大关系，因此在基坑工程开始前预埋测斜管时，应提前检验测斜管的质量，保证测斜管各段接头与管底的密封性；测斜管进行预埋时应使测斜管保证竖直预埋；预埋时测斜管的导槽方向应与需测量的位移方向一致；采用钻孔法进行测斜管的预埋时，应将钻孔与测斜管之间的空隙充分填充，保证密封性。

2.3 基坑监测技术结构内力监测精度

对结构内力进行测量时，应考虑温度变化对内力测量的影响，因此，应变计或应力计精度不易低于0. 5%F·S,分辨率不低于0. 5%F·S,应变计或应力计的量程设计值应为测量值的两倍。应变计或应力计的选用应根据测量点具体情况，选用抗干扰能力强、稳定性高、防水性好、坚固耐用的传感器。此外，在支撑轴力的计算中，由于不同的应力计或应变计具有不同的计算公式，应在测量与技术过程中注意技术公式的正确选择。

3基坑监测自动化技术

随着各种软、硬件技术的发展和对岩土监测技术要求的提高，自动化监测技术被应用到建筑深基坑、高边坡以及高层建筑的变形监测中逐步成为现实。且自动化监测技术能够更高效的对基坑监测数据进行分析。

3.1 自动化监测的优势

与传统人工监测相比，自动化监测具有较好的时效性和连续性，较高的准确性和安全性以及可量化并且在数据采集、计算与分析时具有更好的便捷性。

3.2 自动化监测现状及实施难点

目前，自动化监测普及程度较低，其原因为当前自动化监测各类传感器的造价较高，导致监测造价较高；同时，目前国家及地方建设行政主管部门亦未出台自动化监测的相关文件及技术标准可供设计参考。

实施自动化监测主要存在以下三个方面的难点：

（1)现场安装的可靠性现场安装是实施自动化监测的重中之重，现场安装的可靠性直接决定了现场数据采集的准确性。基准点的选取、观测墩的设置以及传感器的安装等方面，均需经验丰富的监测技术人员进行。

（2)数据分析的专业性数据分析不仅要求技术人员具备丰富的监测经验，同时要求具备岩土专业技术知识，不仅会判断数据的真伪，更重要的要根据监测数据分析支护结构及岩土体等的稳定状态及变形趋势。

（3)预警判断的智慧化是自动化监测中的最难点，不仅要求监测系统及时进行变形预警，而且要求系统会自动分析监测数据的变化趋势，提前预判支护结构中出现的问题。

4 结束语

由于软土地质对建筑深基坑开挖施工过程中的监测提出了更高要求，越来越多的工程项目要求高精度、全天候进行实时监测，这其中更准确、更高效的自动化监测技术会得到越来越广泛的应用。尽管当前自动化监测传感器造价较高，但是随着国家及各级建设工程行政主管部门相继出台自动化监测的相关文件及技术标准，积极推动自动化监测的普及应用，未来自动化监测必定会成为岩土工程监测的常态。

参考文献

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