摘 要

改革开放以来，中国的发展速度突飞猛进，尤其是我国工程建设方面创下了不可思议的记录。对于工程建设而言它的基坑工程最为重要，而基坑监测是基坑工程当中必不可少的环节。在基坑挖掘时，基坑周围的土壤结构会改变自己的应力状态，相当于会给基坑的支护结构带来外力，这使支护结构荷载超过阈值，从而导致基坑的不稳定甚至坍塌。本文以南京的某工程为实例，围绕整个基坑监测项目进行系统性的阐述，研究数学模型在基坑监测的应用，分析数据处理方法。

关 键 词:监测技术 基坑监测 数学建模

Abstract

Since the reform and opening up, China's development speed has advanced by leaps and bounds, especially in China's engineering construction, which has created an incredible record. For foundation construction, its foundation pit engineering is the most important, and foundation pit monitoring is an indispensable part of foundation pit engineering. When excavating the foundation pit, the soil structure around the foundation pit will change its own stress state, which is equivalent to bringing external force to the supporting structure of the foundation pit, which causes the supporting structure load to exceed the threshold, resulting in instability of the foundation pit and even Collapsed. This paper takes a project in Nanjing as an example, systematically expounds the whole foundation pit monitoring project, studies the application of mathematical model in foundation pit monitoring, and analyzes the data processing method.

Key words：Monitoring technology; Foundation pit monitoring ; Mathematical modeling；

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2基坑监测研究进展 1

1.3 本文技术路线及章节安排 2

第二章 基坑监测的方法及原理 3

2.1监测内容 3

2.2 基坑监测的方法 4

2.2.1 围护结构的监测 5

2.2.2 围护结构的监测 6

2.3基坑预警 6

第三章监测数据处理方法 8

3.1 灰色系统理论 8

3.1.1 基本原理 8

3.1.2 GM(1，1)灰色系统模型 8

3.2小波理论 9

3.2.1 小波连续变换 9

3.2.2 连续小波变换的性质 10

3.3人工神经网络基本理论 10

3.3.1 人工神经网络原因 10

第四章工程实例 13

4.1 工程概况 13

4.2 基坑监测设计 13

4.2.2 基准点、监测点的布设 14

4.2.3 监测方法及精度 16

4.2.4报警值及异常情况下的监测措施 19

4.3 监测成果及数据处理 20

4.3.2基坑各项监测数据及处理 21

第五章 结束语 24

参考文献 25

致 谢 27

第一章 绪论

研究目的及意义

为了提高建筑物的抗震性和抗风性等结构要求，建筑坑在建筑面积和埋藏深度方面得到迅速发展，改善了城市土地空间的利用。如今，许多摩天大楼的地下室越来越深，挖掘的深度已超过25米。这就是为什么坑的建设变得越来越重要。许多城市建设项目也做出了巨大贡献，如地铁和隧道。例如，位于上海市中心的220千伏人民广场地铁站的内径为58.0米，挖掘深度为23.8米。

基坑开工过程会产生很多改变周围环境的因素，比如项目周围的土壤结构会改变自己的应力状态，相当于会给基坑的支护结构带来外力，这使支护结构荷载超过阈值，这种情况工程员必须要采取监测措施，假如预防的不得当导致基坑失去稳定乃至坍塌破坏。当前深基坑工程主要集中在城市地区，有很多领进基坑周围的地上和地下建筑物，地上建筑物可以视作为硕大的集中荷载，加重基坑内外土体变形，然而土体的变形超出安全阈值将会促使地上和地下建筑物变形甚至坍塌，如地上建筑物的歪斜，裂痕和地下设施的破裂等。

在基坑尤其是深基坑的开挖和支护过程当中，通常要对基坑支护结构的应力变化和土体的变形进行监测，其主要目的有以下三方面。(1)确保基支结构和临近建构物的安全；（2）审查并纠正，改进预警数据 （3）工程施工员做好监测工作，保证整个工程的的施工质量；

1.2基坑监测研究进展

中国上世纪80年代开始正式深入研究深基坑工程，已有30余载，可见我国基坑工程监测技术得到了飞跃般的进步和发展。一是监测方法和仪器本身的飞速发展。二是监测内容不断扩大，越来越完善。近年来，我国工程界不断研究与突破基坑监测技术和方法，关于基坑安全监测的文章也越来越多。

特别是在信息化施工和基坑的时空效应研究规律方面取得了高水平的研究成果，侯学渊和刘建航参考新奥法隧道施工面时空效应理论和上海大量软土基坑卖跌而提出的时室敦应法，在工程实践中取得了显著的技术经济效果^[1]。

王正晓，刘保信结合具体工程对某基坑支护工程及周围建筑监测的技术方法产生变形及突变原因作了深入的分析，从而说明在大型建筑施工过程中变形监测的意义^[2]。胡友健，李梅应用深基坑工程监测数据处理与预测报警系统对深基坑的监测数据实施数据库管理，采用灰色系统理论建立变形预测模型，采用若干定性和定量指标进行深基坑工程极限状态的分析判别与险情预报^[3]。

1.3 本文技术路线及章节安排

本文对建筑物基坑监测技术进行研究与设计，以南京某工程为实例介绍了基坑监测方法与其应用，再系统的阐述了数学模型对监测的应用于联系，在研究基坑的前提下，加深了自己对基坑监测的认识。下面是本文技术路线以及安排：

第一章，主要介绍基坑监测的背景与发展过程。第二章，介绍了基坑监测的原理以及监测方法。第三章，主要陈述数学模型对于基坑数据的处理与方法。第四章，说明该工程的基坑监测方案。第五章，结束语，自己在本次实践当中得到的结论。

第二章 基坑监测的方法及原理

2.1监测内容

基坑工程施工监测主要包括围护结构和周围环境两大部分,围护结构包括围护桩墙、水平支撑、围檀和圈梁、立柱、坑底土层和坑内地下水等，周围环境包括周围土层、地下管线、周围建筑和坑外地下水等^[13]。主要监测项目和所使用的仪器如下表2-1：

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