基坑变形监测方案设计

关键词：基坑，变形监测，水平位移监测，沉降观测 

　　随着城市的快速发展，近年来地下工程和超高层建筑物越来越多，各种深基坑开挖的深度和规模也越来越大。国内因地下工程或挖掘深基坑而造成的塌陷事件屡见不鲜。为加强对地下工程和深基坑安全监测，实现地下工程和深基坑监测工作的动态管理，保障工程施工安全，降低工程的造价，在深基坑施工中的变形监测已越来越受到人们的重视。 

　　（一）基坑变形监测的内容： 

　　基坑开挖施工的基本特点是先变形，后支撑。在进行基坑开挖及支护施工过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和开挖部分的无支撑暴露时间，都与围护结构、土体位移等存在较强的相关性。这就是基坑开挖中经常运用的时空效应规律，做好监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力，从而达到保护环境、最大限度保护相关方面利益的目的。 

　　根据本工程的要求、周围环境、基坑本身的特点及相关工程的经验，按照安全、经济、合理的原则，测点布置主要选择在3倍基坑开挖深度范围内布点，拟设置的监测项目如下： 

　　1、基坑顶部水平、垂直位移监测 

　　2、支护结构水平、垂直位移监测 

　　3、深层水平位移 

　　4、管网变形监测 

　　5、道路变形监测 

　　6、建筑物沉降监测 

　　7、锚杆拉力监测 

　　（二）基坑变形监测方法： 

　　1.监测点的布设 

　　（1）基坑顶部水平和垂直位移监测点 

　　基坑顶部竖向位移监测点和水平位移监测点可共用一个标志，也可分别布设。监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点；监测点水平间距不宜超过20m。测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的围护墙顶部，并测得稳定的初始值。本项目拟布设垂直和水平位移监测点各16个，编号PD1～PD16。 

　　（2）支护结构水平、竖向位移监测点 

　　支护结构竖向位移监测点和水平位移监测点可共用一个标志，也可分别布设。监测点应沿布设在支护结构中部、阳角处；监测点水平间距不宜超过20m。测点利用长8公分带帽钢钉直接布置在新浇筑的支护结构上，并测得稳定的初始值。本项目拟布设垂直和水平位移监测点各8个，编号Z1～Z8。 

　　（3）深层水平位移监测点 

　　根据《基坑支护方案》的要求，本工程共布设深层水平位移监测点6点，编号S1-S6。 

　　（4） 周边建筑物沉降监测点 

　　周边建筑物沉降监测点埋设于周边建筑物上，采用植入铸铁标志方式。本项目拟布设监测点40点，编号CJ1～CJ40。 

　　2.监测初始值测定 

　　测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点布设3个，并设在施工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。 

　　为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，观测监测初始值测定次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。 

　　3.监测点垂直位移测量 

　　按建筑变形测量规范二级水准测量规范要求，历次沉降变形监测是通过工作基点间联测一条水准闭合或附合线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程，某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移，本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。 

　　4.监测点水平位移测量 

　　水平位移监测方法原理如图所示。在受施工影响较小的场地处埋设工作基点A、B、O，并使OA和OB分别大致平行于基坑的两边（对于基坑外形不规则的情况，使OA和OB分别与基坑主要边长大致平行/垂直即可）。设O点自由坐标为（1000，1000），并设OA为X轴反向。在O点设工作基点，并摆设全站仪，测量B点坐标作为检核。在待测点上安装反射棱镜，使用OA作为基线，使用全站仪的坐标测量模式直接测定各变形监测点位的坐标，并与初始值对比，作为该变形监测点的水平位移量，精度为1mm。 

　　5.深层水平位移监测 

　　（三）基坑变形监测周期： 

　　1.监测周期 

　　本方案基坑监测从围护结构施工开始，至基坑侧壁回填土完工结束，预计监测工期约为4个月。 

　　2.监测频率 

　　本工程基坑监测等级为一级，根据《建筑基坑工程监测技术规范》要求，并结合本地区其他类似工程的经验，监测频率拟遵从如下规定： 

　　（1）开挖深度小于5m时，1次/2d； 

　　（2）开挖深度在5-10m时，1次/1d； 

　　（3）开挖深度大于10m时，2次/d； 

　　（4）当垫层、底板防水施工完成后7天内，所有测量项目均为1次/2d； 

　　（5）当垫层、底板防水施工完成后7-14天，所有测量项目均为1次/3d； 

　　（6）当垫层、底板防水施工完成后14-28天内，所有测量项目均为1次/5d； 

　　（7）当垫层、底板防水施工完成28天后，所有测量项目均为1次/10d； 

　　（8）监测值相对稳定时，可适当降低监测频率； 

　　（9）监测数据有突变时，应增加监测频率，甚至连续观测； 

　　（10）各监测项目的开展、监测范围的扩展，随基坑施工进度不断推进； 

　　（11）基坑侧壁回填土完工，监测工作结束。 

　　（四）异常情况下的监测措施 

　　当出现下列情况之一时，应加强监测，提高监测频率，并及时向委托方及相关单位报告监测结果： 

　　1、监测数据达到报警值； 

　　2、监测数据连续3天超过报警值的一半； 

　　3、监测数据变化量较大或者速率加快； 

　　4、基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏； 

　　5、支护结构出现开裂； 

　　6、周边地面出现突然较大沉降或严重开裂； 

　　7、基坑底部、坡体或支护结构出现管涌、渗漏或流砂等现象； 

　　8、基坑工程发生事故后重新组织施工； 

　　9、出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情况； 

　　10、当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测。 

　　（五）监测数据处理及信息反馈 

　　在现场设立微机数据处理系统，进行实时处理。每次观察数据经检查无误后送入微机，经过专用软件处理，自动生成报表。监测成果当天提交给业主、监理、施工单位及其它有关方面。 

　　现场监测工程师分析当天监测数据及累计数据的变化规律，并经项目负责人审核无误后当天提交。如果监测结果超过设计的警戒值应立即向建设方、总包方、监理方发出警报，提请有关部门关注，以便及时决策并采取措施。同时根据相关单位要求提供监测阶段报告，并附带变化曲线汇总图；监测工程结束后一个月内提供监测总结报告。 

　　参考文献： 

　　[1]吴志连 浅谈对基坑变形监测 科技信息 2010（22） 

　　[2]岳建平，田林亚等 变形监测技术与应用 国防工业出版社； （2010年6月1日） 

　　[3]宋建学，郑仪 基坑变形监测及预警技术 土木工程学报 2006年11月