基坑支护位移和安全性监测研究

在基坑的开挖施工过程中，基坑的支护在其中扮演着重要的角色，有着决定性的作用。但经过长期的建设使用后，基坑的支护会出现产生位移的现象，针对此种现象必须进行安全的检测和合理的解决以维护其支护作用。本文就广东罗浮宫国际家具博览中心二期基坑监测工程为例，对基坑支护位移和安全性监测进行了探讨和总结。

随着技术的不断发展，建筑行业的施工安全越来越受到人们的关注，而基坑开挖工程是比较复杂的一种综合性工程，需要建筑技术人员给与更多的技术支持。基坑支护本质上就是一种对基坑侧壁临时加固，对基础开挖进行支挡的结构体系，是为了保证地下结构和基坑开挖以及基坑周围环境的安全性。对于基坑的施工而言，在基坑支护施工前，为使支护结构更加的稳固，应对基坑周围的建筑物进行严密的分析，对基坑附近的土质进行充分的考虑。当使用一定的时间后，基坑的支护一般都会产生一定的位移，这对基坑开挖的稳定性具有重要的负面的影响，需要我们及时的进行改善和提高其安全性。

1对基坑支护位移和安全性监测的简介

1.1临时性和综合性

基坑支护是个临时的施工过程，其安全性与其地区性有着密不可分的关系，根据具体的地域和地质条件的不同故其施工方案也存在着很大的差别，而且基坑支护属于一个综合性的交叉学科，各种因素又相互影响，对施工的影响都有很大的影响。

1.2具有较大的离散型

在建筑施工的过程中，地基的性质千变万化，水文地质条件存在很大程度的不均匀性和复杂性，因此对勘察所得的数据来说往往存在很大的离散型，严重影响测量数据的精确程度，会给后期的基坑施工带来一定的阻碍。

1.3对基坑开挖的容易发生的灾害的防护

在高地下水位、软土以及其他复杂场地条件下进行基坑开挖时，很容易产生坑底隆起、基坑失稳、土体滑移、桩体变位、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害，对地下管线、地下建筑物及周边建筑物的安全造成很大威胁。因此，基坑防护正是为了解决这些灾害而存在。1.4必须做好基坑支护的整体工作在众多的工程实践中得出结论，基坑支护能否完美发挥作用基于整个支护工作是否全面完成，他的一系列工作主要包括勘察、设计、施工和监测。因而必须强调在基坑支护中精心做好每一个环节。

2工程实例

2.1工程简介

广东罗浮宫国际家具博览中心二期基坑支护采用三轴搅拌桩直径850mm，内插700X300X13X24H型钢，外包素混凝土。支护结构测斜需要预先在支护结构中埋设安装PVC测斜管，由于现场支护钢板桩已施工完成。如果现在埋设安装PVC测斜管，有以下问题：（1）如果在H型钢中固定PVC测斜管，在搅拌桩插入H型钢时，势必将PVC测斜管破坏。（2）如果在已插入搅拌桩中的H型钢，进行钻孔法埋设：①因为测斜管不是和H型钢安装在一起，监测数据不能真实反映H型钢的变形；②采取钻孔埋设安装势必会破坏原有搅拌桩素混凝土的止水效果和支护结构。综上实际情况和现场条件，我公司采用的是技术含量高，精度符合国家规范要求的三维方向变形自动测量方法，替代支护结构测斜。

2.2观测方法

2.2.1采用瑞士徕卡自动全站仪固定站进行自动测量（1）第一次观测，在基本测站点上用方向法观测各点的方向值及距离；采用独立系统计算各点的二维坐标（X0、Y0）或三维坐标（X0、Y0、Z0）。采用多次观测的数据经平差后，作为以后变形第三方监测数据处理的基准———本底数据。（2）从第二次观测开始，每次基本测站点可能会随结构发生位移，但必须利用四个基准点测量出本次测量的测站坐标。尔后，测量、平差计算出该次各监测点的坐标值（X′、Y′、Z′）。（3）采用“最小二乘赫尔默特（Helmert）坐标转换”和“多重实时差分”原理和“基准点与测站点稳定性检验”的原理和数学模型，然后平差计算出每一监测点在水平位移两个方向的变形值（dx、dy）和沉降监测值（dz）。

利用dx、dy可以求出水平方向的最大位移量和方向。2.2.2按二级位移观测，采用瑞士徕卡TCA2003/TCA1800/TCRA1201+R400自动全站仪（1）徕卡TCA2003自动全站仪：技术参数：测角精度0.5″；测距精度1mm+1ppm；测程（单棱镜）：大气条件1为1.2km，大气条件2为2.2km，大气条件3为3.2km。双轴液体补偿范围3′47″。机身重（不包括基座、电池）7.1kg。（2）徕卡TCA1800自动全站仪：技术参数：测角精度1″；测距精度1mm+2ppm；测程（单棱镜）：大气条件1为1.2km，大气条件2为2.2km，大气条件3为3.2km。双轴液体补偿范围3′47″。

2.3观测数据的处理

观测成果计算、分析时，应根据最小二乘法和统计检验原理对控制网和观测点进行平差计算，对测量点的变形进行几何分析与必要的物理解释。各类测量点观测成果的分析与计算应符合下列要求：（1）观测值中不应含有超限误差，观测值中的系统误差应减弱到最小程度；（2）合理处理随机误差，正确区分测量误差与变形信息；（3）多期观测成果的处理应建立在统一坐标系统的基准上；（4）按网点的不同要求，合理估计观测成果精度，正确评定成果质量。测量网平差前应做好下列准备工作：（1）核对和复查外业观测与起算数据；（2）进行各项改正计算；

（3）验算各项限差，在确认全部符合规定要求后，方可进行计算。观测值中的超限误差，除在观测过程中应严格作业、认真检核随时予以排除外，在变形分析中，还应通过检验将判定含有粗差的观测值予以剔除。观测值中的系统误差，除应在作业中严格进行仪器检校，按规定观测程序操作予以减弱或受大气及其它影响的数据作差分处理外，对于高精度第三方监测网还应进行系统误差的统计检验和补偿。测量成果———变形变化值和累计变化值为支护桩在该位置的水平位移变化值、累计变化值和竖向位移变化值、累计变化值。通过上述测量成果能得出支护桩的分层水平位移值（测斜值）。

2.4方案总体分析

上述在相应基坑支护桩立面位置沿竖向方向从上至下在冠梁、第二道腰梁、第三道腰梁、支护桩底处布置固定的监测点，测量这些点在水平、垂直位移三维方向的变形值（dx、dy、dz），替代支护结构测斜。该项方法符合《工程测量规范》（GB50026-2007）及《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）的规定要求，能测量确定基坑边坡和支护结构竖向的三维方向的变形值（dx、dy、dz），确定基坑支护结构变形的位置、变形方向、变形大小和变形速率。该测量方法属动态跟踪变形测量方法。

3结束语

针对正常的基坑施工来说，基坑工程的设计计算可以大致的对其进行描述，包括对周边环境以及支护结构的变形和影响，但是要想获得更加准确可靠地数据必须对施工现场进行严密且持续不断的监测，这是使建设工程顺利进行、保证周边环境及基坑本身安全的重要举措。目前来说，基坑监测的技术正在经历飞速的发展阶段，主要体现在信息和数据管理的软件化及监测方法的自动化、远程化等方面。建立基坑工程监测数据处理和信息管理系统，利用专业软件帮助实现数据的实时采集、分析、处理和查询，使监测成果反馈更具有时效性，并提高成果可视化程度，更好地为设计和施工服务。

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