Page 53 - 土木工程的测绘技术与应用研究

第二章 测绘工程变形监测

基坑开挖是开挖和支护的过程，不同土层的开挖由不同的机组来控制。需要
分别建立地基、柱基桩、水平支撑桩、维护墙体桩的实体模型来定义单元类型并
进行网格划分。将整个支护系统分为 S0 组，土壤分为 S 组，开挖土层分别对应

S1、S2、S3 和 S4 组。根据分组，设计接触极值，将整个支撑体系插入到土壤 S
组中。对模型施加边界条件，在底部节点约束自由度，侧节点约束水平自由度。
使用 Move Model Changer 命令关闭以前定义的支撑体系。使用模型进行监测时，
需要施加重力荷载，计算整个地面的初始反应力，将反应力平衡后可以模拟基坑

未开挖的情况。可以加强自重应力沉降来平衡未受干扰的土壤。通过激活支撑体
系中的 S0 分组来添加模型更改命令，完成支撑体系的模拟。
（二）布置基坑监测点
在进行深基坑位移监测前，需要根据施工现场的状态，布设基坑监测点，主

要参考施工图中的深基坑特点进行布设，监测点的布设必须满足监测要求，支护
的水平位移决定了监测点的布设间隔，锚索轴力决定了监测点布设的角度，除此
之外，还需要确定锚索轴力的基准点和测量值，来计算监测点布设参数。
置监测点后，随着基坑施工的进行，坑内的土体逐渐开始减少，此时基坑中

的土体重力开始释放，导致基坑性能改变，产生了反弹式基坑底土。此时，如果
继续挖掘，土壤就会释放围护结构两侧的土压力，由此产生的压差使深基坑产生
位移。除此之外，坑底的土壤向上反冲随着围护结构的水平变化会引起基坑周围
的土壤运动。因此在布设监测点时，必须考虑基坑与土壤之间的力学关系，避免

基坑变形。基坑底部的标高是由基坑开挖过程中开挖土体的荷载应力垂直释放大
小来决定的，因此，根据力学性质的不同，基坑土体变形可分为弹性膨胀和塑性
膨胀 2 种形式。
当开挖深度较浅时，基坑底部的土体会由于弹性上升阶段开挖部位的地基自

重应力而释放，产生反冲力，此时，基坑底部表现为变形曲线，两边低，中间高。
塑性膨胀一般发生在基坑宽度和深度较大时，随着基坑开挖深度不断增加，基坑
内外压差也在逐渐增大，当达到一定深度时，活动土围护结构外部的压力会随之
增加，此时外部的土壤会移动到地坑中，导致深基坑塑性变形。

挡土墙的嵌入深度、工程地质条件和支护条件的差异，都会导致基坑破坏效
果差异，因此，可根据破坏曲线将其分为不同的破坏类型。首先，在较深较厚的
软土层中，挡土墙的埋设深度一般较小，因此在钢筋混凝土支护力改变时，会出

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