基坑工程监测

1.基坑监测的目的

基坑开挖有两个应予关注的问题，第一是基坑支护结构的稳定与安全；第二是对基坑周围环境的影响，如建筑物和地下管线沉降、位移等。基坑支护结构的计算理论和计算手段，近年来虽然有了很大的提高，但由于影响支撑结构的因素很多，土质的物理力学性能、计算假定、土方开挖方式、降水质量及天气等都会产生影响，因此内力和变形的计算与实测值往往存在一定距离。为做好信息化施工，在基坑开挖及地下结构施工期间，进行施工监测，如发现问题可提醒施工单位及时采取措施，以保证基坑支护结构和周围环境的安全。同时，根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB　50497-2009)，开挖深度大于等于5 m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。

基坑开挖后，基坑内外的水土压力平衡问题就要依靠支护桩(墙)和支撑体系来实现。支护结构一般有下列三种破坏情况:

(1)支护桩(墙)因本身强度不足而发生断裂破坏。

(2)支撑失稳或强度破坏而引起支护结构破坏。

(3)支护桩(墙)下端土体滑移造成支护结构整体倾覆。

上述这些破坏情况都有一个从量变到质变的渐变过程，在这个渐变过程中支护结构的位移、变形和受力以及土体的沉降位移和坑底土体的隆起都会发生变化，进行施工监测的目的就是要通过在支护桩(墙)、支撑和基坑内外土体内埋设相应的传感器，掌握深基坑内外土体的变化情况，发现问题及时采取措施确保基坑开挖和地下结构施工的安全，做到信息化施工。

基坑开挖后，支护结构和基坑外面的土体都会发生位移和变形，因此会引起周围建筑物和地下管线的位移和变形，特别是支护结构止水帷幕没有做好，造成坑外水土流失，对周围建筑物和地下管线的影响会更大，所以必须对基坑周围的建筑物和地下管线进行监测，掌握其位移和变形情况，发现问题可及时采取措施，待恢复正常后，方可继续施工。

根据变形控制要求，按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB　50202-2002)将基坑分为三个等级。

(1)一级基坑:

①重要工程或支护结构做主体结构的一部分；

②开挖深度大于10m；

③与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；

④基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。

(2)三级基坑为开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时的基坑。

(3)除一级和三级外的基坑属二级基坑。

当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些要求。

2.基坑监测工作要点

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)中明确了基坑开挖监控工作应做到以下几点:

(1)基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案；监控方案应包括监控目的、监测项目、监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。

(2)监测点的布置应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势，监测点应布置在内力及变形关键特征点上，并满足监控要求，从基坑边缘以外1～3倍开挖深度范围内的需要保护的周边环境均应作为监控对象；必要时尚应扩大监测范围。

(3)基坑工程监测项目可根据基坑侧壁安全等级及结构形式选择，见表1-7.

表1-7　基坑监测项目表

(4)基坑管沟土方工程验收必须以确保支护结构安全和周围环境安全为前提，当设计有规定时应以设计为依据，并按要求设置相应的预警值及控制值；设计无要求时，则按《建筑基坑工程监测技术规范》(GB　50497-2009)及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB　50202-2002)规定执行，见表1-8.

表1-8　基坑变形的控制值(cm)

(5)位移观测基准点数量不应少于2点，且应设在影响范围以外；每个基坑工程至少应有3个稳定可靠的基准点，工作基点应选在相对稳定和方便使用的位置。在通视条件良好、距离较近、观测项目较少的情况下，可直接将基准点作为工作基点。

(6)监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于2次；监测项目初始值应在相关施工工序之前测定，并取至少连续观测3次的稳定值的平均值。

(7)基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。

(8)当出现下列情况之一时，应提高监测频率:

①监测数据达到报警值。

②监测数据变化较大或者速率加快。

③存在勘察未发现的不良地质。

④超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工。

⑤基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏。

⑥基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值。

⑦支护结构出现开裂。

⑧周边地面突发较大沉降或出现严重开裂。

⑨邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂。

⑩基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙等现象。

⑪基坑工程发生事故后重新组织施工。

⑫出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况。

(9)当有事故征兆时，应连续监测。

(10)基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。结束时应提交完整的监测报告，报告应包括以下内容:

①工程概况。

②监测项目和各测点的平面和立面布置图。

③采用仪器设备和监测方法。

④监测数据处理方法和监测结果过程曲线。

⑤监测结果评价。