基坑变形监测的主要项及常用方法

根据基坑工程动态变形特征及安全控制需求，基坑变形监测需构建以支护结构稳定性为核心、兼顾周边环境安全的多维指标体系。以下是专业技术角度并结合现行规范（如《建筑基坑工程监测技术标准》GB 50497-2019）与实践经验整理：

一、主要监测项目与技术目标

1. 支护结构变形监测（核心项目）

• 水平位移监测支护结构顶部位移：捕捉围护墙（桩）顶水平位移，预警倾覆风险。深层水平位移：通过测斜管监测支护结构不同深度的侧向变形，识别潜在滑裂面。
• 竖向位移监测支护结构沉降：监测帽梁、腰梁的沉降变形，评估整体下沉趋势。基坑底部隆起：反映坑底土体回弹及承压水压力影响，关联坑底稳定性。

2. 周边环境变形监测（风险防控重点）

• 地表及建筑物变形： 地表沉降、建筑物倾斜与裂缝发展（精度：倾斜±0.1°/裂缝宽度±0.1mm）。
• 地下管线位移： 管线水平/竖向位移监测，防止管线破裂引发次生灾害。

3. 岩土体内部响应监测

• 土压力分布： 监测主动、被动土压力状态，验证设计荷载与实际差异。
• 地下水位与孔隙水压： 水位变化关联土体有效应力，孔隙水压骤升预示渗流风险。

4. 支护结构内力监测

• 支撑轴力/锚索拉力： 钢支撑轴力计、混凝土支撑钢筋应力计（精度±0.5%FS），预警超设计荷载。
• 支护桩弯矩： 钢筋应力计埋设于桩身弯矩最大处，反演结构受力状态。

二、常用监测方法及技术选型

1. 空间位移监测技术

监测对象

推荐方法

精度与适用场景

水平位移

极坐标法（全站仪）、GNSS定位、视准线法

水平精度±1-2mm（全站仪）；GNSS适用于大面积基坑

竖向位移

几何水准测量、液体静力水准仪

沉降精度±0.3mm（水准仪）；静力水准仪适合自动化实时监测

深层水平位移

固定式测斜仪（测斜管预埋）

精度±0.01°，深度≥支护结构入土深度

坑底隆起

回弹监测标+几何水准法（配合温度/拉力改正）

精度±1mm，需辅助高程传递设备

2. 内力与环境参数监测技术

• 支护结构内力
• 钢筋应力计：焊接于主筋，监测弯矩分布。
• 轴力计：安装于支撑端部，实时传输数据（采样频率100Hz）。
• 土压力与地下水
• 土压力盒：埋设于支护墙背土侧，区分主动/被动区压力。
• 水位观测井+渗压计：布设于基坑内外，水位监测精度±1cm。

3. 新型智能监测技术

• 三维激光扫描： 全景点云数据采集，识别变形区域（如基坑收敛变形），体积变化精度±2mm。
• 自动化预警平台： 融合传感器网络（位移+应力+水位），AI模型预测变形趋势（如位移速率＞5mm/天触发报警）。

三、监测方案设计要点

1. 布点原则与风险分级

• 关键区域加密布点： 支护结构转角、地质软弱层、邻近重要建筑处增设监测点（间距≤20m）。
• 基准点设置： 水平位移基准点距基坑≥3倍开挖深度，避开冻胀、沉降区。

2. 监测频率动态调整

施工阶段

监测频率

示例

开挖初期

1次/2天

支护结构初始变形阶段

开挖至坑底

1-2次/天

高风险期（坑底暴露、支撑未闭合）

暴雨/承压水波动

水位/位移每2小时1次

渗流险情预警期

3. 数据分析与险情判别

• 多参数关联预警模型： 水平位移+裂缝宽度+水位骤升 → 触发红色预警。
• 反演分析与设计优化： 用监测数据修正岩土参数（如土体弹性模量），调整后续施工方案。

技术决策框架

基坑变形监测的原则：

1. “分层监测、重点突出”：支护结构与周边环境同步监测，地质薄弱区加密布点；
2. “动态反馈、闭环控制”：监测数据驱动施工方案迭代（如支撑轴力超限时暂停开挖）。

通过融合传统测量与智能传感技术，构建“监测-预警-决策”一体化体系，可显著降低基坑工程风险，保障城市地下空间安全开发。