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摘要:
基坑开挖在城市建设中较为常见，而为确保施工质量必须要强化施工的监测管理。本文以某城市隧道基坑工程作为案例，通过对基坑工程开挖施工的监测管理加以分析，以探讨基坑工程监测的具体事宜。
关键词:
城市隧道；施工监测
1工程概况
某隧道工程位于繁华的市中心，全长1017m，其中封闭段长约700m。基坑开挖宽度约29.0m最大深度为11.0m，隧道两端斜坡较浅部分采用型钢板桩支护，其余均采用人工挖孔方桩和圆桩支护。方桩厚1.0m，宽1.5m;圆桩直径一般为1.2m，少数为2.0m;人工挖孔桩均设2层地锚杆，距地而分别为4.0m和7.5m。场地土层自上而下依次为杂填土、淤泥质粘土和粉质粘土，属松散土层。
2监测目的
由于在施工方法上该工程使用的明挖法而且基坑两侧均有许多建筑体以及地下电缆管道等公共设施，这会导致施工期间得土体因应力重分布而发生内外变形。例如，在基坑工程建设中，若开挖不当极有可能导致支护结构失衡进而发生位移或沉降现象，致使整体工程存在安全隐患。因此，为了确基坑工程在建设过程中的安全，避免因为基坑工程开挖对周围建筑或环境造成危害，必须要设置相应观测点以做到动态观测，以对获取到的数据加以分析，一旦发现问题要及时处理。
3监测内容
对于基坑开挖的监测管理主要包括支护结构的稳定性检测与周围环境的监测两个部分，两者对于整个工程的影响较大，必须要提高重视，具体内容如下:(1)支护桩的桩身变形。对于此方面的监测主要在于判断支护桩的设计是否合理，能否达到施工的需求。同时，在监测过程中可以通过贯彻支护桩的稳定性来判断周围环境是否发生变化以及是否存在危害性。(2)支护桩的桩顶水平位移。它直接反映了桩身稳定性，并提供了可以判断桩后土层是否稳定的数值参考依据，对支护效果的鉴定有极其重要的帮助。(3)基坑周围邻近建筑物的变形。包括离基坑边2－3倍基坑深度范围内的建筑物的水平与竖向位移、主体倾斜度等，以便了解基坑开挖对邻近建筑物的影响。(4)地下水位的变化。地下水对于基坑施工的安全以及施工质量影响较大，要保障施工质量则必须要提升基坑围护结构的止水性能。监测基坑降水时间域内的坑外地下水升降情况后，施工人员可以通过对基坑止水帷幕的具体效果的检验来掌控降水疏干的工程实况和情况走势，从而提前预知基坑外地下水位下降对地质产生的不良影响，进而有效采取措施预防基坑外地和周边建筑的不均匀沉降情况的发生。
4监测实施方案
4．1桩身变形监测
对于桩身变形监测要合理选择监测点，以既能达到整体监测的目的又能够减少工作量，避免增加工程建设的成本，可从以下方面进行选择:(1)在基坑的部分区域进行深挖并加大围护段的桩体;(2)选择圆柱与方桩之间较为薄弱的环节。为了真实反映支护结构的挠曲状况，测斜管应埋设在桩体之中，在浇筑桩体混凝土前密封好并绑扎在钢筋笼上一起下放，其绑扎定位必须牢固可靠，注意避免自身的轴向扭曲。此外，需要注意的是在对管段加以连接时，要控制好上下管段的有效衔接，尤其是滑槽必须要对准，做到无缝衔接。对于测斜管要控制好延长距离，必需要伸出地表且高于冠梁定0.2m的位置，同时为充分掌握桩身的原始有效数据，在开挖之前应进行2次检测并做好数据记录。该工程在测试过程中，为取得客观有效的数据而设定了36个测试点，综合所得的数据计算得知基坑开挖至结构达正负0，频率为1次/2－7d。
4．2桩顶水平位移监测
测斜观测计算需要初始的基本依据，所以施工人员需要在设置测斜孔的桩时也在桩顶设置观测点，从而观测到桩顶的水平位移。在与桩强刚性连接的冠梁顶上设下测点，以钻孔方式埋设膨胀螺栓，并用红色油漆涂于埋设点加以标记。依据具体的现场情况，在支护桩架设完成后，于基坑开挖影响范围外埋设36个基准点，使用视准线法对木工程进行周期为基坑开挖至结构达正负0、频率控制在1次/2－7d的实时监测。
4．3相邻建筑物变形监测
在基坑工程建设中，施工人员必须要充分了解工程建设的需求已经周围环境的具体情况，同时选定合适的地点对工程施工加以观测，以便于及时了解工程建设的质量情况以及对周围环境的影响，可以于建筑体基础或其主体结构上用铆钉枪、冲击钻等工具设置铝合金铆钉或膨胀螺栓来取得稳定其结构的效果。采用精密仪器(如水准仪和光学经纬仪)测定施工影响区内建筑体上布置的观测点倾斜量和沉降值，从而计算出建筑体倾斜值。观测期间不对人员、仪器设备、观测路线等可能造成观测误差的因素做过多变动。木工程于基坑开挖前埋设80个测点，施工期间实施频率为1次/2－7d的全程观测，并把监测重点设置在开挖段50米范围内。
4．4地下水位观测
在基坑两侧土层中设置深度不大的观测孔，管底标高通常在低于常年地下水位约4－5m处。根据现场已有的水文地质文献和数据，设置木工程水位观测孔10m深，用小型钻孔机钻孔至直径100mm，然后将其置入裹着滤沙网的水位测管，再用净砂回填填管壁和孔壁之间的间隙至离地0.5m处，最后为了防止地表水的渗透可用粘土将该间隙和地面之间的空隙粘合密封。为获取到更为客观有效的数据并排除其他因素的影响，又增加了2个观测孔以观测水位的变化情况并加以对比，以掌握地下水位的变化情况。此外，就整个工程而言，在基坑工程施工之前共设置了20个观测点，以便对整个施工过程加以观测，频率保持在1次/2－7d。
5监测结果
5．1桩身变形情况
观测人员可通过在基坑不同平面上设置的四根测斜管可以观测到(地面开挖至基底标高)不同时间段内的桩体的竖向挠曲变化，最大值估测为40mm，因此可判断桩顶的水平位移由于基坑没有使用水平支撑而发生变大，并且随着开挖深度的加大而飙升到最大值。如果第1层锚杆未能及时安放时，桩顶位移随着开挖的深入而飞速变大，动为及时安放第1层锚杆后，高效的制止了桩顶的过分水平位移，位于锚固出的曲线段有肉眼可察觉的弧度;曰为在基坑开挖初始阶段，第一层锚杆发挥了效果显著的制约功能。因为由于靠近地面处而发生向基坑外方向的弯折的曲线，这是由刚度强的冠梁和接邻桩体的连系作用所导致的。
5．2桩顶水平位移情况
结合对桩顶水平位移观测的数据显示，在基坑工程建设以来桩顶位移一直处于变化之中而且变化较为灵敏，但表现出了一定的规律。例如，在第1层锚杆施工过程中桩顶的变化规律是先快后慢，然后逐步趋向于稳定。
5．3周围建筑物变形情况
根据测量收集到的数据显示，基坑施工后最大的沉降量为－2.78mm，说明在基坑施工过程中并没有对周围建筑造成太大的影响，并未发大幅变形和沉降的现象也即没有对周围建筑造成安全隐患。
5．4地下水位变化情况
根据检测获取到的数据加以分析即可得知，该工程基坑的地下水位相对较为稳定，工程建设期间没有较大的变化，表明基坑围护结构建设质量较好，达到了预期的止水效果。
6结束语
一直以来，人们对地下施工和地下工程设计的问题感到苦手和难以解决，其主要因素就在于地下工程结构和地层的相互依存关系极其复杂，无论是受力特性还是其变形规律都和各种因素紧密关联，例如地层性质、施工方法还有支护结构类型都等因素，这些因素都会对理论计算的推导结果产生实际偏差，从而使得理论计算无法全面预测和解决工程中出现的问题。所以以现场实际情况为依据进行观测和分析是很有必要的。现场监测数据的不仅是施工过程中各种因素相互影响的具体体现，也更鲜明地反映出了真实的现场施工过程和基坑变化规律。该工程的施工过程的顺利进行离不开科技手段，用科技手段对现场进行观测和分析才能在保护工程顺利进行的同时也保护基坑周边建筑体的完好性。
作者：赵文治 单位：中铁港航局集团深圳工程有限公司
参考文献
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［2］池秀文，付涛．武汉首义广场隧道基坑支护与监测［J］．全国地下、水下工程技术交流会，2011(5)．
［3］王宁宁．浅谈明挖隧道中的基坑监测［J］．城市道桥与防洪，2010(6)
