深基坑开挖过程中变形监测分析

深基坑开挖过程中变形监测分析

李莲梅连洪涛

河南熠磊信息科技有限公司，河南洛阳471000

摘要：地铁作为一种高效、环保的城市交通方式，在现代城市建设中扮演着重要角色。地铁深基坑开挖作为地铁建设过程中的重要环节，存在着一系列的风险。这些风险包括渗漏水、地表下沉等，不仅影响施工进度和质量，还可能对周边环境和建筑物安全造成潜在威胁。对基坑开挖过程中支护结构的变形，地表沉降，地下水位以及减少开挖过程变形的措施进行了研究是非常有必要的。故对基坑周围的环境进行整体监测，对于提高地铁工程中基坑的施工安全具有十分重要的意义。本文主要对深基坑开挖过程中变形监测进行分析，仅供参考。

关键词：深基坑；开挖；变形；监测

引言

目前深基坑变形监测存在监测效率低、易受外部因素干扰、监测精度低等问题，无法满足地铁深基坑施工要求。而测量机器人集成了高精度的测角和测距系统，无论是监测精度还是监测工作效率，都比传统监测方式高，将其应用于地铁深基坑施工作业中对提高施工安全性具有重要意义。

1地铁深基坑开挖风险

1.1连续墙渗漏水

（1）地下水位高：当基坑所处位置的地下水位较高时，地下水会通过连续墙的缝隙和孔洞进入基坑内部，导致渗漏水问题。地下水的渗入可引起基坑周围土体的软化和沉降，进而对基坑结构的稳定性产生威胁。（2）连续墙施工缺陷：连续墙施工过程中可能存在施工缺陷，如混凝土质量差、墙体接头处理不当、钢筋锈蚀等，这些问题会导致连续墙的抗渗漏性下降。渗漏水通过缺陷部位进入基坑，可能引起土体下沉、侧壁塌方等严重后果。（3）地质条件复杂：可能存在具有高渗透性的地层、裂隙岩石或含水层，这些地质特征会增加地下水的渗流量，导致连续墙的渗漏水问题加剧。

1.2围护桩+止水帷幕渗漏水

（1）不规范施工：围护桩施工过程中若钻孔质量差或是钢筋连接不牢固，可能导致围护桩的渗漏性能下降。同样的，止水帷幕施工过程中也需要高度注意施工质量，若出现灌浆质量不达标、帷幕与周边土体间存在缝隙等问题，会增加渗漏水的发生概率。（2）地质条件复杂：在复杂地质条件下，如含有高渗透性地层、裂隙岩石或含水层，围护桩和止水帷幕的防渗效果可能受到影响。这些地质特征会增加地下水的渗流量，渗漏水可能通过围护桩和止水帷幕的缝隙进入基坑内部。（3）桩体缺陷或损坏：围护桩在施工过程中可能出现桩身质量问题，如钢筋锈蚀、混凝土破损等。桩体缺陷或损坏会导致围护桩的防渗性能下降，从而发生渗漏水的情况。

1.3基坑底部裂隙水

（1）高地下水位：当地下水位较高时，在基坑底部形成的裂隙可能会成为地下水进入基坑的通道。这种情况经常发生在地下水位较接近地面或地下含水层较活跃的区域。（2）复杂地质条件：地质条件复杂时，例如存在裂隙岩体、泥炭层或含水层等，这些地质特征会增加地下水的渗流量，并导致基坑底部裂隙的形成。这些裂隙会促使地下水通过裂隙渗流进入基坑内部。（3）基坑支护不当：如果基坑支护措施不当，如连续墙、围护桩等结构未能有效防止裂隙的产生或者裂隙的扩展，那么地下水可能会通过这些裂隙渗流进入基坑底部。

1.4基坑开挖不当引发地表下沉

在基坑开挖过程中，土体会受到应力重新分布的影响而发生形变。当土体的形变超过一定限度时，就会引起地表下沉。基坑开挖过程中，如果排水系统设计不合理或者施工不当，土体内部的水分含量可能过高，导致地表下沉。

2深基坑开挖过程中变形监测分析

2.1监测项目、监测方法及精度要求

（１）结合项目的实际情况选择合适的施工技术，保证该施工技术具备良好的可行性与经济性，并配备相应的检测设备与仪器。在购置检测设备或仪器时，需要对设备的性能及质量进行检测，保证其能够满足实际作业的需求。所有的原件埋设之前应该编制出科学完善的实施细则，保证元器件安装符合设计及规范要求。（２）深基坑的监测活动应该以仪器监测为核心，以施工人员的目测作为辅助监测方法。监测元器件的埋设会对后期的监测精准度造成巨大的影响，元器件预埋工作非常的复杂且细致，必须保证元器件埋设的质量符合设计及规范要求；在正式监测之前，需要提前确定出初始值，这是开始监测工作的前提条件，可以保证监测工作的精准性。（３）监测活动收集到的数据应该使用专用表格进行记录。当获取到的数据出现异常现象时，应该进行重读，并将其与上一次观测到的数据进行对比分析。当日测量工作完成以后，应该立即对数据进行处理，如若发现存在异常现象，应该立即对该部分应该复测，数据变化幅度较大时应立即报警。（４）建立监测日志管理机制，检测小组的负责人应该详细地记录每次监测作业的人数、天气状况、测量设备、测量数据、测量部位等信息，将其整理为监测日志，便于日后分析使用。此外，监测活动进行时，还应该对建筑物的沉降、围护结构的位移等问题进行观察，一旦发现出现安全隐患时，立即针对实际情况采取相对应的处理措施，避免安全事故出现，并做好详细的记录。（５）地面沉降观测与建筑物位移的观测精准度至少要达到三等精度。（６）根据现行的监测工作管理规范要求来看，基坑施工过程中的监测项目可以细分为以下４点：①基坑的边坡部位的水平位移；②地下水位变化；③基坑附近的建筑物的沉降；④基坑深层的水平位移。（７）监测仪器管理。施工单位与建设单位共同确定出监测活动的水准点，确保水准点不会因施工而受到损坏。施工人员在预埋完所有的监测点以后应该逐一对每一个监测点进行编号，并做好标记。因施工过程中而导致水准点受到损坏，全部损失由施工单位承担。

2.2监测频次

（１）监测点布设：正常情况下，坡顶水平方向的位移检测点应该设置在边坡的顶部，监测点应该布设在稳定的地层中，监测点与基坑上口的距离控制在３０～５０ｃｍ。监测点使用钢筋进行标记，钢筋的长度设计为５０ｃｍ，钢筋的直径设计为２０ｍｍ，需在钢筋表面涂刷红色油漆，便于识别。监测点的间距控制在２５～３０ｍ。使用浅埋法埋设监测点。该监测点也可作竖向位移检测活动。（２）测试仪器：选用高精准度的天宝Ｓ８全站仪，全站仪的精准度测角０.５″，测距０.８ｍｍ＋１ｐｐｍ。（３）观测方法：采用极坐标法进行观测，将两个控制点作为坐标轴，将其中一个坐标点为基础，建立坐标系。获取观测点与极点之间的距离，通过判断观测点与极点之间的连线以及已经掌握的坐标点连线的夹角展开后续的分析。

2.3监测控制值设计

基坑施工过程中，控制值的设置会对基坑施工的安全性造成较大的影响，控制值设置是判断施工流程的确定、环境保护、施工安全、基坑的稳定性的核心依据，施工现场的施工人员可以根据监测获取到的数据以及控制值对监测点的布设进行合理的调整，以保证监测活动的有效性。

2.4基坑边坡顶水平位移监测

以地铁项目而言，总计需要布设１５个边坡顶部的水平位移监测点，每一个监测点的纵向方向的间距设置为２０ｍ，各监测点的编号设置为ＳＰｉ（ｉ＝１～１５）。

结束语

在地铁工程深基坑开挖过程中，易受到土性参数、支护形式、开挖顺序等各方面的影响，为确保施工安全，准确把握基坑内部结构和外部环境的变化，对基坑围护体系和周边环境进行动态监测尤为重要。只有进行全过程现场监测，实行信息化施工，才能及时获取基坑开挖过程中围护结构及周围土体的受力与变形情况，掌握基坑开挖对周围环境的影响，以便必要时能及时采取措施为调整设计方案提供科学依据。

参考文献

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[2]李伟强.在超大深基坑中进行异形框架结构逆作的研究与应用［J］.建筑施工，2016，38（4）：412-414，439.

[3]廖少明，魏仕锋，谭勇，等.苏州地区大尺度深基坑变形性状实测分析［J］.岩土工程学报，2015，37（3）：458-469.

作者简介：李莲梅，1984年06月15日出生，女，蒙古族，河南南阳人，本科，助理

工程师，主要从事研究岩土工程专业。