摘 要：巖土深基坑工程施工中，監(jiān)測技術作為整個施工的重要環(huán)節(jié)，不僅對整個工程的施工進度具有重要作用，也是確保工程質(zhì)量的關鍵。巖土深基坑工程監(jiān)測技術能夠?qū)φ麄€工程施工的進度以及質(zhì)量進行有效控制，為后續(xù)工程施工提供有效數(shù)據(jù)?；诖?，從監(jiān)測技術在巖土深基坑工程中的應用優(yōu)勢入手，分析了巖土深基坑工程監(jiān)測技術的特點，對巖土深基坑工程監(jiān)測技術及設備的應用進行了探究，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：巖土深基坑工程；監(jiān)測技術；設備

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0080-03

0 引言

在建筑工程領域，巖土深基坑工程的安全監(jiān)測技術已成為確保工程安全、提高施工效率的關鍵因素。隨著工程技術的不斷進步和創(chuàng)新，從傳統(tǒng)的手動測量到現(xiàn)代的自動監(jiān)測系統(tǒng)，巖土深基坑工程監(jiān)測技術及設備的應用不僅展示了科技的進步，也反映了工程領域?qū)Π踩途_性的日益追求。面對復雜多變的地質(zhì)條件和工程環(huán)境，有效地運用這些先進技術和設備，可確保工程的穩(wěn)定性和安全性也變得更有挑戰(zhàn)。基于此，深入分析巖土深基坑工程監(jiān)測技術及設備的運用，不僅能夠幫助工程團隊更好地理解這些技術的實際應用，也為工程安全管理提供了重要的參考。

1 監(jiān)測技術在巖土深基坑工程中的應用優(yōu)勢

1.1 提高工程安全性

監(jiān)測技術可以實時監(jiān)控基坑的穩(wěn)定性，包括對基坑邊坡、支護結構和附近建筑物的監(jiān)測。通過對這些關鍵部位進行連續(xù)的觀測，可以及時發(fā)現(xiàn)裂縫擴展、土體滑移、支護結構變形等危險信號。例如，傾斜儀、應變計和地表沉降儀等設備能夠提供精確的變形和位移數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠有效評估基坑的整體穩(wěn)定性。監(jiān)測技術還可以監(jiān)測地下水位和土體水分變化。地下水位的上升可能導致土體軟化，增加滑坡和坍塌的風險，而監(jiān)測技術能夠提供及時的水位信息，指導施工中的排水和加固工作。監(jiān)測技術還有助于識別不同土層之間的相互作用和壓力分布。

在深基坑工程中，不同土層的力學特性差異可能導致不均勻沉降或側向壓力增大，監(jiān)測數(shù)據(jù)可以幫助工程師了解這些復雜的地質(zhì)情況，采取相應的應對措施。監(jiān)測技術還可以在施工過程中提供實時反饋。施工過程中的各種活動，如挖掘、裝卸和爆破等，都可能對基坑穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。通過實時監(jiān)測，可以及時捕捉這些活動對基坑造成的影響，確保施工過程中的安全性。

長期的監(jiān)測還能夠評估基坑周圍環(huán)境的變化對工程安全的影響。隨著時間的推移，周圍建筑物的荷載、交通振動和季節(jié)性氣候變化都可能影響基坑的穩(wěn)定性。因此，長期監(jiān)測能夠提供這些外部因素變化的數(shù)據(jù)，能夠及時采取補救措施，確?；娱L期的穩(wěn)定性和安全性[1]。

1.2 優(yōu)化工程設計方案

通過對基坑開挖區(qū)及其周邊環(huán)境進行細致的地質(zhì)調(diào)查和持續(xù)監(jiān)測，工程師可以獲得關于土壤類型、地下水位、土壤承載能力等多方面的翔實數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于確定基坑工程的最佳設計參數(shù)至關重要，如支撐系統(tǒng)的布置、基坑的尺寸和形狀，以及施工過程中的各項安全措施。監(jiān)測技術在工程設計的初期階段就能夠發(fā)揮作用，通過預測基坑開挖過程中可能出現(xiàn)的各種問題，比如土體不均勻沉降、水土流失等，工程師可以提前規(guī)劃應對措施，從而在設計階段就有效規(guī)避這些風險。

在施工過程中，實時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可能與預測值存在差異，這時工程師可以根據(jù)最新的監(jiān)測結果及時調(diào)整設計方案，比如加固基坑支撐、調(diào)整排水系統(tǒng)，或者改變開挖順序等，以確保設計方案始終適應當前的工程狀態(tài)。通過分析在施工過程中收集的數(shù)據(jù)，工程師可以總結經(jīng)驗教訓，為未來類似工程的設計提供參考。這不僅包括基坑工程本身的設計，還包括施工方法、工程材料選擇等方面的優(yōu)化。

通過對基坑開挖和施工過程中的環(huán)境影響進行監(jiān)測，還可以幫助工程師設計更為環(huán)保的施工方案，減少對周圍環(huán)境的影響。例如，監(jiān)測到的噪聲和振動數(shù)據(jù)可以指導工程師采取減振措施，而對周圍水體和空氣質(zhì)量的監(jiān)測則有助于制定有效的污染控制策略。監(jiān)測技術在巖土深基坑工程中的應用，極大地優(yōu)化了工程設計方案，提高了設計的準確性和效率，還有助于環(huán)境保護和工程的可持續(xù)發(fā)展。

2 巖土深基坑工程監(jiān)測技術的特點

2.1 時效性特點

巖土深基坑工程監(jiān)測技術需要能夠及時響應各種地質(zhì)和環(huán)境變化。在深基坑工程施工過程中，地質(zhì)條件的微小變化都可能導致嚴重的工程問題，因此監(jiān)測技術必須具備高度的時效性，以便能夠在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題并及時進行處理。巖土深基坑工程的安全監(jiān)控依賴于實時數(shù)據(jù)的準確，這要求監(jiān)測設備不僅能夠持續(xù)不斷地收集數(shù)據(jù)，還要能夠快速處理這些數(shù)據(jù)，以確保監(jiān)測結果能夠?qū)崟r反映出基坑的實際情況。巖土深基坑工程監(jiān)測技術的時效性還關系到監(jiān)測結果的及時反饋與決策支持。

監(jiān)測技術不僅要實時監(jiān)控基坑狀態(tài)，還需能夠快速將監(jiān)測結果轉化為決策依據(jù)，為工程師提供及時的技術支持。例如，在監(jiān)測到潛在的滑坡或坍塌風險時，要能夠迅速通知相關人員采取應對措施，從而避免或減輕事故發(fā)生。巖土深基坑工程監(jiān)測技術的時效性，還體現(xiàn)在其對環(huán)境變化的快速響應能力上。在面對復雜多變的自然環(huán)境，如降雨、地震等自然因素影響時，監(jiān)測系統(tǒng)需要能夠快速調(diào)整監(jiān)測參數(shù)，從而適應環(huán)境變化，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

巖土深基坑工程監(jiān)測技術的時效性是確保工程安全的重要保障，它要求監(jiān)測技術不僅要有能力實時收集和處理數(shù)據(jù)，還要能夠及時反饋監(jiān)測結果，并快速響應環(huán)境變化，以支持工程決策和風險管理。這種高度的時效性特點，使得巖土深基坑工程監(jiān)測成為一個高度綜合性和技術性的領域，其發(fā)展和應用對工程安全和效率有著至關重要的影響[2]。

2.2 高精度特點

精度監(jiān)測技術在巖土工程領域的應用，關系到工程安全、穩(wěn)定性評估以及后續(xù)施工的準確性。在測量數(shù)據(jù)的準確性方面，監(jiān)測技術能夠精確捕捉到深基坑中的微小變化，如土體位移、裂縫寬度的變化及應力分布的微小調(diào)整。這種高精度測量是通過先進的測量設備和精細的數(shù)據(jù)處理算法實現(xiàn)的，例如使用微差GPS、激光掃描儀和多點位移計等。

在監(jiān)控深基坑的穩(wěn)定性和安全性方面，高精度監(jiān)測技術能夠細致地觀察基坑的動態(tài)變化。這包括對基坑邊坡的微變形監(jiān)測、支撐結構的應力變化監(jiān)控以及對地下水位和土壤濕度等關鍵因素的精確測量。這些高精度的測量數(shù)據(jù)為工程決策提供了重要依據(jù)，能夠指導工程調(diào)整施工方案以適應實際地質(zhì)情況。

在處理復雜的地質(zhì)環(huán)境和不確定的工程條件時，監(jiān)測技術能夠精確地識別和分析各種微小的變化，如土壤層的微小移動和水文地質(zhì)條件的輕微變化。這種對細節(jié)的關注不僅提高了監(jiān)測的全面性，也增強了預測和預防潛在風險的能力。

高精度監(jiān)測技術在數(shù)據(jù)的連續(xù)性和一致性上也表現(xiàn)突出。通過長期穩(wěn)定的監(jiān)測，這些技術能夠提供一系列連貫、一致的數(shù)據(jù)記錄，這對于理解和分析基坑在整個施工周期內(nèi)的行為至關重要。

巖土深基坑工程監(jiān)測技術的高精度特點，也表現(xiàn)在其對監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確復現(xiàn)能力上。即使在極端或復雜的工程環(huán)境中，監(jiān)測技術也能夠保持數(shù)據(jù)的高精度和可靠性，確保監(jiān)測結果的準確性和重復性。巖土深基坑工程監(jiān)測技術的高精度特點為確保工程安全、提高施工效率和優(yōu)化工程設計提供了堅實的技術支持。

3 巖土深基坑工程監(jiān)測技術及設備的應用

3.1 圍護樁頂沉降監(jiān)測

在巖土深基坑工程中，圍護樁頂沉降監(jiān)測尤其關注于基坑開挖期間，由于大量土方卸載而引起的水土壓力變化，這一變化直接影響圍護樁的穩(wěn)定性。晶硅式靜力水準儀作為圍護樁頂沉降監(jiān)測的主要設備。晶硅式靜力水準儀的應用優(yōu)勢在于其差壓式傳感器的設計，精準地利用監(jiān)測點間的壓力值變化來計算沉降量，能夠有效捕捉由水土壓力變化引起的微小位移。晶硅式靜力水準儀的設計特點包括其高精度傳感器、小體積以及較大的量程，使其能夠適應不同的地面走勢而無需調(diào)平，這一特性尤其適用于復雜地形或不均勻地質(zhì)條件下的基坑工程。晶硅式靜力水準儀全密封的結構設計，也使得設備可以安全地埋設于地下，從而保證了監(jiān)測過程的連續(xù)性和設備的安全性。

在晶硅式靜力水準儀的系統(tǒng)構成中，儲液罐、基點、測點和采集設備的組合提供了一個完整的監(jiān)測網(wǎng)絡。這種設計利用連通液原理進行沉降觀測，通過多根連通管將不同監(jiān)測點連接起來，保證儲液面在同一水平面上，從而實現(xiàn)對沉降的精確測量。這種監(jiān)測方式能夠有效捕捉到各個監(jiān)測點的相對差異沉降，為工程師提供了關鍵的數(shù)據(jù)支持。通過對不同儲液罐液面高度的測量和計算，晶硅式靜力水準儀能夠提供圍護樁頂部沉降的詳細信息。這些信息對于分析和評估圍護樁在基坑開挖過程中的穩(wěn)定性至關重要。工程師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整工程設計，以確保基坑工程的整體安全和穩(wěn)定性。長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)還可以幫助工程師分析沉降趨勢，預測未來可能的風險，從而采取更有效的應對措施[3]。

3.2 基坑支護位移監(jiān)測

基坑支護位移監(jiān)測的核心目的是為了實時準確地跟蹤和記錄基坑支護系統(tǒng)在施工過程中的位移情況，確保整個基坑支護結構的穩(wěn)定性。在監(jiān)測點的布設上，工程團隊需要根據(jù)基坑的具體尺寸、形狀和周圍環(huán)境，精心選擇監(jiān)測點的位置。這些監(jiān)測點一般分布在基坑支護結構的關鍵位置，如支撐梁、圍護墻和基坑角點等。在設置監(jiān)測點時，工程團隊還需考慮到周邊建筑物、交通和其他工程活動的影響，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

在監(jiān)測設備的選擇上，常用的有全站儀、GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)、電子水準儀以及傾斜計等。以全站儀為例，在進行測量前，工程團隊需要準確校準儀器，確保測量數(shù)據(jù)的精確度。在測量過程中，操作人員需要對準監(jiān)測標志，持續(xù)跟蹤基坑支護結構的位移情況。對于GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)，工程團隊需要正確安裝GPS接收器，并確保其與衛(wèi)星信號之間有良好的連接。該系統(tǒng)特別適合于大面積或較遠距離的監(jiān)測，其數(shù)據(jù)傳輸和處理通常需要依靠專業(yè)軟件來完成。電子水準儀則是通過測量基準點的高度變化來監(jiān)測位移，適用于精確測量垂直位移。傾斜計則是通過測量支護結構的傾斜角度變化來推算位移量，特別適用于監(jiān)測基坑邊坡和支護墻的穩(wěn)定性。

在監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析方面，工程團隊需要將收集到的位移數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)化的整理和分析。通過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，能夠處理大量的數(shù)據(jù)，提供位移趨勢的圖表和報告。在數(shù)據(jù)分析過程中，工程師需要關注位移的速度、幅度以及其隨時間的變化趨勢。通過這些分析，及時識別出位移異常的情況，及早采取補救措施。定期的校驗和維護是確保監(jiān)測設備長期準確運行的關鍵。在施工現(xiàn)場，由于環(huán)境的復雜性和變化性，監(jiān)測設備往往面臨著諸如灰塵、振動和溫度變化等影響，這就需要監(jiān)測人員對設備進行定期的檢查和調(diào)整[4]。

3.3 基坑支護結構體系應力監(jiān)測

進行有效的基坑支護結構體系應力監(jiān)測的前提，是對支護結構的應力狀態(tài)進行全面而精確的捕捉，這通常依賴于精細布置的應變計和壓力傳感器。這些傳感器被安裝在支護結構的關鍵部位，如橫梁、支撐墻等，以確保能夠捕捉到由于土體壓力、施工荷載或其他外部因素引起的應力變化。在這一過程中，監(jiān)測團隊需要精確選擇傳感器的位置和角度，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實反映支護結構的應力狀態(tài)。在實際操作中，監(jiān)測團隊不僅要關注傳感器的安裝精度，還需要考慮到傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的連接穩(wěn)定性。例如，環(huán)境中的溫度變化和振動可能影響應變計的準確性。因此，必須定期對傳感器進行校準和維護，以確保其長期穩(wěn)定運行。

為了更全面地理解支護結構的應力狀態(tài)，通常需要結合使用多種類型的傳感器。壓力傳感器可以監(jiān)測基坑支護結構承受的土壓力，而應變計則用于準確測量結構因應力變化而產(chǎn)生的微小形變。在數(shù)據(jù)處理和分析方面，這些監(jiān)測設備收集的數(shù)據(jù)需要通過專業(yè)軟件進行綜合處理，以獲得準確的應力分布圖。這些軟件不僅可以處理大量的測量數(shù)據(jù)，還能提供詳細的沉降趨勢分析和圖表，幫助工程師及時識別潛在的風險區(qū)域。通過對比不同時間點的數(shù)據(jù)，可以準確判斷沉降的速度和總量，評估圍護樁的穩(wěn)定性。通過長期的監(jiān)測和數(shù)據(jù)積累，可以對支護結構的應力分布進行深入的時空分析，揭示支護結構的應力動態(tài)變化規(guī)律和應力傳遞機制[5]。這對于工程調(diào)整和決策提供了科學依據(jù)，有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全隱患，有效地提高基坑支護結構的安全性和穩(wěn)定性，保障工程的順利進行。

4 結束語

巖土深基坑工程監(jiān)測技術及設備的運用是確保工程安全、提高施工效率的關鍵環(huán)節(jié)。隨著技術的不斷進步和創(chuàng)新，這些監(jiān)測工具和方法在精確性、可靠性以及適用性方面都有了顯著的提升。工程團隊應當繼續(xù)探索更為高效、智能的監(jiān)測技術，加強對監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度分析與應用，以更好地適應復雜多變的工程環(huán)境和挑戰(zhàn)，這將為巖土工程的安全施工和持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎，也為相關領域的技術革新和進步提供強有力的支撐。

參考文獻

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