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基坑变形监测的工程数据分析的论文
随着金融商业广场、城市地下交通等大型市政项目的日益增多，大型深基坑开挖工程不断涌现。由于深基坑在开挖建设过程中，存在施工技术要求高、地质条件相对复杂、开挖场地环境多样等特点，因此若忽略对深基坑支护结构与地下水的周期性监测工作，则难以摸清监测主体的变形特征，难以实施开展科学预警监督，从而不利于防范深基坑开挖建设中的安全事故。
1 深基坑形变相关理论
从影响深基坑形变的因素分析，主要包含支护类型与参数结构、工程开挖深度、地表荷载、施工方式与周边环境，以及深基坑所在的水文地质环境。从其形变因素来源而言，其监测的主要内容即为深基坑支护结构的水平与垂直位移、周边建筑物沉降与裂隙监测、土体深层位移测定与地下水位监测等。深基坑一般作为一级安全等级，依照《建筑基坑工程监测技术规范》的相关技术指标，其水平位移测量中误差不大于 1. 5mm,垂直位移测量中误差不大于 0. 5mm,数据采集的中误差不大于 1/10 形变允许值。通常作为深基坑监测重点的支护结构水平位移，多采用小角法与极坐标法。其中，小角法利用基坑边线构建测量坐标系，测定监测点与测站夹角与距离 D,判定各期累计偏移量，中误
2 工程实例概况与监测方法
本文以福建省某基坑开挖项目为例，探究其监测的基本方法与工作流程，并对所采集到的相关数据进行汇总分析。现有某场地位于福州市仓山区，场地东北面为闽江，西面为南江滨东大道，场地东南面为空地。本基坑监测工作自 2013 年 06 月 26 日始到 2014 年 10 月 13 日终，基坑靠近堤坝一侧的安全等级为一级，工程重要性系数取 γ =1. 10.其余位置的安全等级为二级，工程重要性系数取 γ = 1. 00.基坑支护结构型式采用三轴水泥搅拌桩 + 土钉墙组合支护，局部位置采用工法桩悬臂支护。根据设计院提供的基坑图纸要求，结合工地实际情况，对以下内容开展数据采集工作： 围护坡顶水平与沉降位移、深层土体侧向位移（ 测斜） 、周边地表沉降、地下水位和裂缝变化监测。
实际监测过程中，共沿基坑外周边边坡顶部共布置 37 个竖向（ 水平） 位移监测点，采用精密水准仪（ 全站仪） 定期对基坑坡顶的竖向（ 水平） 位移进行观测和分析； 沿基坑周边地表共布置 55 个沉降监测点，采用精密水准仪定期对周边地表的沉降进行观测和分析； 在基坑周边布设 15 个测斜孔。其中 X1 - X3、X7 - X15 号测斜孔孔深 18m,X4 - X6号测斜孔孔深 24m,采用美国 Sinco 公司生产的测斜仪定期对基坑开挖过程中周边土体沿深度变化的水平位移变化进行观测和分析； 开挖场地共布置 4 个水位观测孔，采用水位仪定期对基坑开挖过程中周边的水位变化进行观测和分析； 对基坑周边建筑与地表裂隙情况，定期巡查并测定相关裂隙状态。
3 基坑监测的工程数据分析
针对基坑监测中周期性采集的支护结构形变、深层土体位移、地下水位等相关数据，采用 Excel 表格进行数据汇总分析如下：
（ 1） 基坑坡顶沉降与水平位移： 沿基坑坡顶布设 37 个沉降观测点，完成基坑坡顶的沉降观测 224 次。监测过程中，基坑坡顶的累计最大沉降量为 12. 40mm,发生在 C22#测点； 最大位移速率为 1. 175mm/d,发生在 C27#测点，各沉降观测点的累计沉降量、位移速率均未超过预警值； 沿基坑坡顶布设 37 个水平位移观测点，坡顶的累计最大水平位移量为 14. 0mm,发生在 C20#测点； 最大水平位移速率为 1. 00mm/d,发生在 C14#测点。各水平位移观测点的累计水平位移量、水平位移速率均未超过预警值。
（ 2） 基坑深层水平位移观测（ 测斜） : 沿基坑周边布设 15 个测斜孔，共完成深层水平位移观测 225 次。监测过程中，基坑深层水平位移最大值为 16. 30mm,发生在 X7#测斜孔 2. 0m 处； 各测斜孔的累计位移量、位移速率均未超过预警值。
（ 3） 周边地表沉降观测： 沿基坑周边地表布设 55 个沉降观测点，共完成周边地表的沉降观测 153 次。监测过程中，周边地表的累计最大沉降量为 3. 22mm,发生在 D33#测点； 最大位移速率为 0. 090mm/d,发生在 D2#测点和 D35#测点，但各沉降观测点的累计沉降量、位移速率均未超过预警值。
（ 4） 地下水位与裂缝观测： 在基坑各边的中心处各布置一个水位观测孔，共布设 4 个水位观测点，完成地下水位观测 217 次，对基坑边坡及周边路面进行裂缝观测，共观测 7 处裂缝，其中地下水位最大变化量为 700mm,发生在 S1#测点。经对基坑监测的相关分项进行系统性的数据采集与监测汇总，各监测项目的累计变化量及变化速率均未超过预警值； 监测结束时，基坑坡顶沉降、基坑坡顶水平位移、基坑深层水平位移及周边地表沉降均已趋于稳定； 地下水位均无明显变化； 各处裂缝均无明显发展的趋势，判定该基坑安全、稳定、可靠。
4 结语
深基坑监测涉及支护水平与位移测量、周边构筑物监测、深层土体位移与地下水位监测等诸多内容，同时作为岩土工程的重要分类，深基坑开挖具有区域性强、综合性高与环境效应显着等特点，与工程地质条件的关联度较大，同基坑周边渗流与施工条件密切相关，伴随深基坑开挖过程中的土体蠕变影响，基坑支护结构所承担的应力不断变化，使得土体强度降低、稳定性较差，因此加强深基坑支护结构的变形监测，利用 BP 神经网络、回归分析或 GM（ 1,1） 灰色系统理论等方法，对所采集的基坑监测数据进行建模处理，预测基坑结构将来某时刻的变形趋势，对健全施工监督管理、提升基坑开挖的经济性，具有重要的社会价值与经济效益。
参考文献
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[2]王鸿滨，冯晓腊，余前标。 武汉某大楼深基坑变形分析[J]. 土工基础，2010（ 03） .
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[4]宋建学，郑仪，王原嵩。 基坑变形监测及预警技术[J]. 岩土工程学报，2006（ S1） .
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