基坑水平位移监测技术应用分析.pdf

与 建 材装 饰2015 年 1 月 基坑水平位移监测技术应用分析 黎小田 （长沙市城市建设科学研究院湖南 长沙410000） 摘要： 城市土地日益成为城市最重要的资源， 伴随着城市的发展日益迅速， 但由于城市用地有限， 建筑物必须向地下 拓展空间， 因此基坑越挖越深， 涌现了大量的深基坑工程。某些工程基坑开挖深度较大， 场地地下管网较多， 环境条件复 杂， 一旦出现问题， 必然带来巨大的经济损失、 人员伤亡和不良的社会影响。如何保证基坑工程的安全成为工程师们日益 关心的重大课题。 关键词： 基坑开挖； 水平位移； 监测技术 中图分类号： TU753文献标识码： A 文章编号： 1673-0038 （2015） 05-0125-02 引 言 现代建筑的基坑越挖越深， 对深基坑工程进行监测， 可以弥 补设计中未考虑到的实际问题， 确保基坑施工的安全， 其必要性 毋庸置疑。 1 平面控制网的布设 工程平面控制网一般分为测图控制网和专用控制网， 基坑监 测属于专门用途控制网， 故皆应遵守控制网布网原则， 即分级布 网， 逐级控制； 要有足够的精度； 要有足够的密度； 要有统一的规 格。大楼平面控制网布设概况如图 1 所示。 2 深层水平位移监测方案 支护结构周边土体深部水平位移使用专用测斜仪进行观测， 沿基坑周边两侧每隔一段距离 （开挖较深处适当加密） 布置一个 侧向变形 （测斜） 观测横断面， 在止水高压旋喷桩桩身中埋设测 斜管， 测斜管长度比基坑支护桩长 35m。观测支护桩及土体在 土方开挖及主体结构施工期间的侧向变形。 测斜管以钻机成孔埋设，将测斜管埋入高压旋喷桩体中， 待 管周土体与管体稳定后用测斜仪观测土体在不同深度的水平位 移。埋设时测斜管的一对管槽应尽量与可能出现的最大水平位 移方向平行。 从观测管自下而上进行观测， 每 1m 为一个测点， 每 次观测读数力求准确。及时绘制出不同时间、 不同深度土体的水 平位移曲线。 基坑开挖过程中， 基本上每天观测一次， 主体结构底板浇捣 完毕后每 34d 观测一次， 遇有支护结构位移过大、 支护面发生 裂缝、 邻近地面不均匀沉降、 未加支撑开挖等异常情况时适当加 大频率， 主体结构施工完毕且土方回填完毕、 基坑外土体或支护 桩侧向位移稳定， 即停止观测。当基坑支护结构的最大水平位移 已大于 30mm，或其水平位移速率已连续 3d 大于 3mm/d 时发出 预警信号。 3 工作基点的布置埋设 该项目监测点分为工作基点、 校核基点和监测点三类。采用 假设坐标系法，其基准点的埋设需在基坑周围较稳定的区域完 成， 基准点个数不应少于 3 个。根据 建筑基坑工程监测技术规 范规定，该平面控制点布设 9 个，编号为 SP01SP09。其中 SP01SP06 为校核基准点， SP07SP09 为工作基点。控制区域为 整个测区， 为使测角、 测距误差在横纵坐标上均匀分布， 监测点 网形为闭合导线网， 引侧外方向确立为施工用平面控制网。点位 设置地点必须确保安全、 稳定， 常用的方法是在地面埋设顶上刻 画 “+” 字形的钢钉点。 3.1 基准点的观测及工作基点的稳定性检查 淤仪器设备选用。工作基点测量采用徕卡 TS30 全站仪， 其 标称精度为测距 1mm+1ppm， 测角 0.5义。于控制精度的要求平面 控制网采用二级城市导线，其精度按照测量二级导线精度控制 指标执行， 具体为： 测角中误差依2“， 点位中误差依1mm， 边长中误 差 1/1000mm。为了达到上述精度要求，监测过程中原则上应固 定观测人员及仪器，且必须保证每次测量成果严格平差。盂以 SP05， SP06， SP07， SP08 为基准点确定观测基准线， 根据现场情况 确定一基准点为测站点。 例如， 图 1 中 SP07 为测站点， SP08 为检 查点， SP03 为定向点。若基坑长度不大于 200m， 则假设 SP07 坐 标为（500， 200） ， SP03， SP07 方向为坐标北方向，那么 SP03 为 （500+d （SP03， SP07） ， 200） ， 啄SP07SP03=0。 3.2 基准点的稳定性检查 对基准点初次观测时， 应在确保基准点布设完成且相对稳定 之后进行。在 SP07 点设站， SP03 点做后视并置零。具体步骤为： 首先， 将全站仪照准 SP08 测得一组角度值； 然后顺时针旋转倒 镜照准 SP08； 再按逆时针旋转照准 SP03 点， 又测得一组角度值。 图 1 中心大楼监测平面点位图 地质 勘察 测绘 125 与 建 材装 饰2015 年 1 月 观测完一个测回后， 再次正镜照准 SP03 并将角度盘值置为 60毅， 按同样的方法完成一测回； 最后， 把度盘读数置为 120 完成一测 回。平差这 3 个测回读数求出 啄SP07SP08， 并以其读数作为角度 检查的一个依据。照准固定建构物的某部分， 通过测量记录下方 向值， 作为检查该基准点的参考方向。分别对这 3 条基准边进行 至少 3 测回的观测，记录下初始观测的各边长。可以分别在 SP07， SP03， SP08 设站测得各边角值， 使之构成基准网， 通过每次 检查边角的读数来检验基准边的稳定性， 并可求出网型参数， 以 此来保证每次数据的真实可靠。 4 监测点的观测 4.1 布点原则 水平位移监测点应布置在围护墙的周边， 其中部、 阳角位置， 须布设监测点。 布点间距不宜大于 20m， 每一条边的监测点数不应 少于 2 个。在基坑冠梁上布设一组测点，共 10 个测点，编号为 PD01PD08。 其中在监测过程根据需要增加 2 个， 编号为 PD03-1， PD03-2。实际布点作业中，使用带棱镜卡槽头的钢筋埋入冠梁 中， 用混凝土固定使其牢稳。 4.2 观测与计算 观测方法采用极坐标法。 在基坑围护桩顶外侧的平面控制点 设观测站， 取远方 50m 外远离人车流的相对稳定位置， 彼此通视 的控制点架设棱镜定后视方向， 每次 6 测回取平均值 A， 从而计 算出该点本次位移量， 将第一次位移量直到本次位移量求和， 计 算得出的数值即为该测点累计位移量。 4.3 监测阶段性成果 根据节水技术推广研究中心大楼监测工程进度见表 1， 按照 不同施工阶段的监测周期制订监测方案，实际测量中结合实时 实地情况进行作业，获得阶段性监测成果。从 2012 年 08 月 03 日2013 年 4 月 16 日基坑开挖至-12.4-13.95m （历时 240d） ， 基 坑水平位移最大量 PD05 为 21.1mm， 平均为 17.5mm； 基坑喷浆 支护至-12.4m， 沉降基坑未出现涌土、 流沙、 管涌等现象， 周边也 未出现地面裂痕， 基坑边坡的变化比较稳定 （如表 2） 。 4.4 监测过程中的关键问题 （1） 应注意对测斜管埋设点的保护， 在施工过程中经常出现 测斜管被破坏的情况，而有些测斜管被破坏后受场地限制无法 再次埋设， 使监测效果大打折扣。 （2） 适当安排监测的频率， 应集中安排在土方开挖至地下室 底板浇筑的期间内， 尤其对经常出现的未撑先挖现象， 要加强监 测频率， 遇异常情况应及时预警。 （3） 在监测过程中要注意对基坑周边邻近建筑物的观测， 确 保邻近建筑物的正常使用不受影响。 （4） 若出现监测数据达到预警值， 应及时报告建设单位， 并建 议采取补救措施， 如停止开挖、 设置临时支撑、 砂袋反压、 土方回 填等。 （5） 应将土体深层水平位移测量结果与地表沉降、 支护桩位 移、 支撑内力、 锚索内力等监测结果相互对照， 判断监测数据是 否失真， 若失真， 找出失真原因。 5 结束语 土体深层水平位移监测作为基坑监测技术的十分重要的一 环， 其可靠性和准确性已得到了大量实践经验的证明， 随着精度 更高的测斜仪器的不断涌现， 监测理论的不断完善， 该监测技术 在基坑工程中必将发挥着越来越重要的作用。 参考文献 1李恒杨.基坑水平位移监测有关问题的探讨J.地矿测绘， 2010， 26 （3） ： 89. 2范伟贤.深基坑位移监测的方法J.广东建材， 2006 （4） ： 3031. 3孙 涛.浅析几种建筑基坑水平位移监测的方法J.测绘与空间地理信 息， 2014， 37 （2） ： 201202. 收稿日期： 2015-1-5 作者简介： 黎小田 （1982-） ， 男， 中级工程师， 本科， 主要从事工程 测量工作。 施工状况监测频率 施工前初始值 桩基施工1 次/1d 围护结构施工1 次/1d 基坑开挖施工至底板浇注1 次/3d 底板浇注后 114d1 次/3d 底板浇注后 1428d1 次/7d 底板浇注后 28d1 次/7d 表 1 监测频率一览表 监测项目判别标准