通过分析深基坑常见的事故的发生原因，论述深基坑开挖变形监测的必要性以及当前国内外常见的检测方法
深基坑工程施工中常见的事故，一般是在深基坑工程的桩基和基坑围护结构及降低基坑水位、止水施工完成之后，开挖土方过程中发生的，有的事故是在开挖已达到设计标高，由于开挖工程暴露时间过长、工程环境发生变化而造成的，尤其对于软土地区来讲，经常会由于渐变而导致大事故的发生，深基坑施工过程中各种施工事故，严重影响工程质量和施工安全。事故原因主要有以下几种：
一、深基坑工程事故分类
（一）与挡土结构有关的事故
(1)挡土结构施工不良。
(2)挡土墙(桩) 水密性不良而漏水，致使背侧土流失。
(3)挡土墙(桩) 异常变形。
（二）施工阶段伴随挡土支护结构自立时变形的事故
(1)由于设计中未考虑的荷载不适当地加在挡土支护结构的顶部，引起侧压力增大。
(2)各阶段挖土超挖引起土压力增大。
(3)支护结构解体时支承力不足。
(4)挡土墙(桩) 施工不良，使被动土压力减小。
（三）与支撑支护有关的事故
支撑系统中某一构件或某一部件在设计上失误或在施工上失控，也会酿成事故。
（四）与地下水治理不当有关的事故
地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三类 ， 对地下水治理不当，将会使深基坑工程发生严重事故。(1)与地下水治理不当有关事故通常发生在以下三个部位： 1)挡土结构2) 基坑底面和底部3) 基坑周边。
（五）与开挖过程管理不当的有关事故
(1)放坡开挖时坡角过陡。
(2)桩位移和倾斜。
(3)挖土各阶段超挖。
(4)开挖周边荷载不适当地增加。
(5)挖土速度过快。
(6)邻近打桩挤土造成基坑挡土结构破坏。
(7)对邻近建筑物未进行养护处理。
(8)由于各种原因(资金不到位、方案修改等) 使挡土支护结构的应力与应变随时间而递增。
(9)深基坑开挖过程中，挖土机械等碰撞支撑系统、锚杆系统及挡土桩，造成不应有的损失。
(10)基坑开挖到设计标高，清底不当。
(11)基坑底面暴露时间过长。
二、深基坑开挖变形监测的必要性
综上事故原因的分析，我们不难发现，主要原因是发生变形而未做到及时发现。随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，为了解决人防工程及车库的需要，地下室的建设越来越多，随之而来的基坑工程施工也越来越多，其开挖深度也越来越大，目前的基坑深度大都超过了4.0m 。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案，往往含有许多不确定因素，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节，同时也是指导正确施工的眼睛，是避免事故发生的必要措施，是一种信息技术。当前，基坑监测与工程的设计、施工同被列为深基坑工程质量保证的三大基本要素。
深基坑的理论研究和工程实践告诉我们，理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的正确途径。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测提供动态信息反馈来指导施工全过程，并可通过监测数据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。
从基坑工程事故分析可知，由于部分单位不重视基坑施工过程的监测，从而造成了较严重的工程事故，甚至造成了人员伤亡事故。如基坑围护结构的失稳，周边建筑的裂缝及地下设施的破坏。因此，当前对于超过4.0m 深的基坑开展监测工作已经变得越来越重要，同时，为设计、施工更复杂的基坑积累经验。
当前，基坑支护设计尚无成熟的方法用以计算基坑周围的土体变形，施工中通过准确及时的监测，可以指导基坑开挖和支护，有利于及时采取应急措施，避免或减轻破坏性的后果。
三、深基坑监测及当前常用方法
基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量：（1）监控点高程和平面位移的测量；（2）支护结构和被支护土体的侧向位移测量；（3）基坑坑底隆起测量；（4）支护结构内外土压力测量；（5）支护结构内外孔隙水压力测量；（6）支护结构的内力测量；（7）地下水位变化的测量；（8）邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。
普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。 基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
普通工程测量中误差限值通常在数毫米，例如60m 以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm ，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。例如，普通测量要求将建筑物在地面定位，这是一个绝对量坐标及高程的测量，而在基坑边壁变形测量中，只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可，而边壁原来的位置（坐标及高程）可能完全不需要知道。
由于这个鲜明的特点，使得深基坑施工监测有其自身规律。例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差，但在基坑监测中，受环境条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。 因此，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。
深层沉降仪是用来精确测量基坑范围内不同深度处各土层在施工过程中沉降或隆起数据的仪器。它由对磁性材料敏感的探头和带刻度标尺的导线组成。当探头遇到预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环时，沉降仪上的蜂鸣器就会发出叫声。此时测量导线上标尺在孔口的刻度以及孔口的标高，即可获得磁性环所在位置的标高。通过对不同时期测量结果的对比与分析，可以确定各土层的沉降（或隆起）结果。
深层沉降观测过程分为井口标高观测和场地土深层沉降观测两大部分。井口标高观测按常规光学水准观测方法进行。以下介绍作者在工程实际中使用的加拿大RockTest 公司产R-4型磁性沉降仪，其刻度划分为1mm ，读数分辨精度为0.5mm 。
测斜仪是一种可以精确地测量沿铅垂方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器，可以用来测量单向位移，也可以测量双向位移，再由两个方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。
深基坑施工中测量的目的和特点与普通工程测量迥然不同，其测量的方法和设备与传统的测量也完全不同。其中重要的测量设备除深层沉降仪与测斜仪外，还有振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等，分别适用于不同的专门需求。
通过分析深基坑常见的事故的发生原因，论述深基坑开挖变形监测的必要性以及当前国内外常见的检测方法
深基坑工程施工中常见的事故，一般是在深基坑工程的桩基和基坑围护结构及降低基坑水位、止水施工完成之后，开挖土方过程中发生的，有的事故是在开挖已达到设计标高，由于开挖工程暴露时间过长、工程环境发生变化而造成的，尤其对于软土地区来讲，经常会由于渐变而导致大事故的发生，深基坑施工过程中各种施工事故，严重影响工程质量和施工安全。事故原因主要有以下几种：
一、深基坑工程事故分类
（一）与挡土结构有关的事故
(1)挡土结构施工不良。
(2)挡土墙(桩) 水密性不良而漏水，致使背侧土流失。
(3)挡土墙(桩) 异常变形。
（二）施工阶段伴随挡土支护结构自立时变形的事故
(1)由于设计中未考虑的荷载不适当地加在挡土支护结构的顶部，引起侧压力增大。
(2)各阶段挖土超挖引起土压力增大。
(3)支护结构解体时支承力不足。
(4)挡土墙(桩) 施工不良，使被动土压力减小。
（三）与支撑支护有关的事故
支撑系统中某一构件或某一部件在设计上失误或在施工上失控，也会酿成事故。
（四）与地下水治理不当有关的事故
地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三类 ， 对地下水治理不当，将会使深基坑工程发生严重事故。(1)与地下水治理不当有关事故通常发生在以下三个部位： 1)挡土结构2) 基坑底面和底部3) 基坑周边。
（五）与开挖过程管理不当的有关事故
(1)放坡开挖时坡角过陡。
(2)桩位移和倾斜。
(3)挖土各阶段超挖。
(4)开挖周边荷载不适当地增加。
(5)挖土速度过快。
(6)邻近打桩挤土造成基坑挡土结构破坏。
(7)对邻近建筑物未进行养护处理。
(8)由于各种原因(资金不到位、方案修改等) 使挡土支护结构的应力与应变随时间而递增。
(9)深基坑开挖过程中，挖土机械等碰撞支撑系统、锚杆系统及挡土桩，造成不应有的损失。
(10)基坑开挖到设计标高，清底不当。
(11)基坑底面暴露时间过长。
二、深基坑开挖变形监测的必要性
综上事故原因的分析，我们不难发现，主要原因是发生变形而未做到及时发现。随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，为了解决人防工程及车库的需要，地下室的建设越来越多，随之而来的基坑工程施工也越来越多，其开挖深度也越来越大，目前的基坑深度大都超过了4.0m 。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案，往往含有许多不确定因素，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节，同时也是指导正确施工的眼睛，是避免事故发生的必要措施，是一种信息技术。当前，基坑监测与工程的设计、施工同被列为深基坑工程质量保证的三大基本要素。
深基坑的理论研究和工程实践告诉我们，理论、经验和监测相结合是指导深基坑工程的设计和施工的正确途径。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。首先，靠现场监测提供动态信息反馈来指导施工全过程，并可通过监测数据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。
从基坑工程事故分析可知，由于部分单位不重视基坑施工过程的监测，从而造成了较严重的工程事故，甚至造成了人员伤亡事故。如基坑围护结构的失稳，周边建筑的裂缝及地下设施的破坏。因此，当前对于超过4.0m 深的基坑开展监测工作已经变得越来越重要，同时，为设计、施工更复杂的基坑积累经验。
当前，基坑支护设计尚无成熟的方法用以计算基坑周围的土体变形，施工中通过准确及时的监测，可以指导基坑开挖和支护，有利于及时采取应急措施，避免或减轻破坏性的后果。
三、深基坑监测及当前常用方法
基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量：（1）监控点高程和平面位移的测量；（2）支护结构和被支护土体的侧向位移测量；（3）基坑坑底隆起测量；（4）支护结构内外土压力测量；（5）支护结构内外孔隙水压力测量；（6）支护结构的内力测量；（7）地下水位变化的测量；（8）邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。
普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。 基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
普通工程测量中误差限值通常在数毫米，例如60m 以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm ，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。例如，普通测量要求将建筑物在地面定位，这是一个绝对量坐标及高程的测量，而在基坑边壁变形测量中，只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可，而边壁原来的位置（坐标及高程）可能完全不需要知道。
由于这个鲜明的特点，使得深基坑施工监测有其自身规律。例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差，但在基坑监测中，受环境条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。 因此，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。
深层沉降仪是用来精确测量基坑范围内不同深度处各土层在施工过程中沉降或隆起数据的仪器。它由对磁性材料敏感的探头和带刻度标尺的导线组成。当探头遇到预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环时，沉降仪上的蜂鸣器就会发出叫声。此时测量导线上标尺在孔口的刻度以及孔口的标高，即可获得磁性环所在位置的标高。通过对不同时期测量结果的对比与分析，可以确定各土层的沉降（或隆起）结果。
深层沉降观测过程分为井口标高观测和场地土深层沉降观测两大部分。井口标高观测按常规光学水准观测方法进行。以下介绍作者在工程实际中使用的加拿大RockTest 公司产R-4型磁性沉降仪，其刻度划分为1mm ，读数分辨精度为0.5mm 。
测斜仪是一种可以精确地测量沿铅垂方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器，可以用来测量单向位移，也可以测量双向位移，再由两个方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。
深基坑施工中测量的目的和特点与普通工程测量迥然不同，其测量的方法和设备与传统的测量也完全不同。其中重要的测量设备除深层沉降仪与测斜仪外，还有振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等，分别适用于不同的专门需求。