黄土地区基坑变形监测测量

黄土地区基坑变形监测测量

熊锋刚

西安地质矿产勘查开发院有限公司西安710100

摘要：现阶段，基坑支护稳定与变形分析还缺乏成熟的理论指导与技术，在实际工程应用过程中，因为周边环境与地质情况较为复杂，所以造成在这部分理论与技术在实际应用中还有很多问题存在。而大量基坑工程实例均表明仅仅通过理论分析与经验估计而获取的结果往往和实际监测有很大差别。为了让基坑安全得到保证，现阶段我国多数基坑工程均将施工期监测测量项目加入其中，利用定期监测对监测项目的测量值予以确定，并比较测量值和预警值，以对基坑的安全状况作出预测，若达到预警值则告知相关单位，以让基坑施工与周边环境安全得到充分保证。

关键词：基坑支护；水平、竖向位移测量；监测

1某基坑支护变形监测

1.1工程概况

XX工程位于XX市高新区，包含2幢高层住宅，并设有一层地下室，采用CFG桩的基础形式，地下室底板标高为-4.051m，底板厚为500mm，底板设垫层100mm厚。由基坑开始挖掘，到底板垫层停止，开挖深度为4.180m。场地土自上而下分别为素填土（0.60～1.0m）、黄土状土（4.50～6.60m）、粉质粘土（1.20～2.40m）、中粗砂（2.10-5.20m）。地下水位埋深大于10m、影响场地基坑边坡稳定的水力因素主要为大气降水以及地表排水。根据规范要求，本工程基坑安全等级三级。

1.2基坑支护变形监测要求

基坑支护采用土钉墙锚喷支护方式，基坑侧壁布设的排水管可在第一时间将土体内的积水排泄出去，进而让侧壁所承受的压力减轻，让支护安全得到有效保证。为了保证基坑开挖过程中施工安全问题，按照设计要求，限制堆载在基坑周围出现，尤其是提请甲方和乙方协商，尽量不要将车停放于基坑东侧和南侧等与基坑位置较近的地方。基坑监测采用巡视检查和仪器监测相结合的方式进行，日常巡视主要检查支护结构、施工工况、周边环境、监测设施的现状情况，以目测为主，附以摄影、摄像等设设备进行。

三级基坑仪器监测的主要任务是对基坑周边土体顶部及已有建筑构筑物和道路进行变形测量观测，观测时间暂定为基坑回填压实后半年，在周围建筑物和建筑场地布设变形观测点26个，通过对建筑物及其场地周边的水平及沉降观测，真实的反映在基坑开挖、回填和建筑物施工过程中的位移和沉降变化情况，根据规范要求判定基坑开挖和建筑物建设过程中基坑和相关建筑物稳定性及安全状况。

1.3基坑变形监测测量方法分析

监测方法的选择应根据基坑类别、设计要求、场地条件、当地经验和方法适用性因素综合确定，监测方法应合理易行，有利于适应施工现场条件的变化和施工进度的要求。

结合场的工程地质条件和设计要求，考虑到黄土的特殊性状、基坑深度不大的情况，本工程采用固定观测点水平位移和沉降位移观测结合的方式，不采用深度测斜。按照《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009和相关技术规程的条款要求，采用经过仪器检定机构检定的测绘仪器施测、汇总和分析上报数据。

1.3.1水平位移观测方法

水平位移观测分为特定方向上的位移观测及任意方向上的位移观测。特定方向位移主要采用视准线法、小角度法等；任意方向位移主要采用前方交会法、后方交会法、极坐标法。本次基坑开挖面为规则矩形，考虑到不同位置观测点变形的情况差异，固监测点水平位移采用任意方向极坐标法观测。水平位移监测精度应符合规范要求，要求见表1。

表1水平位移监测精度要求（mm）

监测点的中误差为监测点相对于控制点的坐标中误差，为点位中误差的2-1/2；以中误差为衡量精度的标准。依据规范精度的要求，经研究采用的仪器为莱卡TS30（0.5″）的全站仪进行水平位移观测。仪器精度指标：角度测量精度0.5秒，最小显示0.1秒；圆棱镜距离测量精度：0.6mm+1ppm，测程3500米；免棱镜测量精度2mm+2ppm，测程1000米。各项指标满足观测要求。

平面水平位移观测利用前期布设三个的GPS控制点为观测基准点，采用极坐标法，定期观测布设在基坑周边的监测点，通过对不同时期水平位移测量结果的对比，便可确定观测点是否出现了移动现象。

1.3.2竖向位移观测方法

竖向位移监测采用二等几何水准测量方法，利用几何水准传递高程的辅助设备进行监测，传递高程用的铟钢条码尺等辅助设备作业前均进行温度、尺长等改正。监测使用前期布设三个的GPS控制点（均为水泥地面上的钢钉标志，沉降已经稳定）。通过对不同时期测量结果的对比，便可确定该土层或建筑是否出现了沉降或隆起现象。竖向位移监测精度应符合规范要求，要求见表2。

表2竖向位移监测精度要求（mm）

监测点的测站高差中误差指相应精度与视距的几何水准测量单程-测站的高差中误差，以中误差为衡量精度的标准。依据规范精度的要求，采用的仪器为莱卡DNA03的电子水准仪附以铟钢条码尺进行过沉降位移观测，该仪器精度指标为：水准测量精度（每公里双次观测标准偏差）：电子测量铟钢条码尺—0.3mm/km，光学测量，普通尺2.0mm/km；距离测量精度：标准偏差5mm/10m。各项指标满足观测要求。

2施工监测

2.1基坑变形监测点的布置

针对监测点的布置，需选取能掌握基坑支护结构位移与场地地面沉降变形情况之地，以确保基坑安全。三级基坑监测对象主要为支护结构、基坑周边土体、基坑周边受影响的建（构）筑物、道路等。本场地共布设监测点26个，主要布设位置在基坑周边、周边中部、基坑开挖阳角、受影响点两栋建筑物（位于基坑外10m，小于3倍基坑深度）转角底部等部位，除建筑物观测点外，其它监测点水平距离均小于等于20m。

与此同时，在基坑的开挖过程中，确保布置的土体和建筑的水平位移及竖向位移监测点不受施工影响。

2.2基坑变形监测结果分析

经过对26个监测点前期定期观测的数据分析，该基坑监测点水平位移累计最大值D=16mm，水平位移变化速率最大时Vs≤1mm；竖向位移累计最大值S=10mm，竖向位移变化速率最大时Vs＜1mm。各项观测结果均符合规范、规程要求，达到预期观测效果。

基于对以上的观测数据分析结果可以得出，该基坑采用土钉墙支护结构类型，其基坑周边的顶部位移变形最大，主要发生在基坑开挖初期。支护结构施工完成后，其水平和竖向位移的数值不断减小。就位移的发展情况来看，虽然各项位移观测的累计数值会随着施工进度的推移而扩大，但其发展趋势整体却逐渐平稳，施工完成时，其最大变形值远未达到规范标明的最大限值。因此，针对此支护结构的施工，黄土地层在一定深度内采取土钉的支护方式可满足基坑支护要求，施工过程中始终处于安全稳定状态，表明了本工程的支护结构是安全有效的。

结束语

基坑开挖及支护施工过程中的变形监测既是检验基坑设计的正确性和发展基坑支护技术的重要辅助和评价手段，又是及时指导正确施工避免事故发生的必要措施。因此，为保证基坑工程顺利进行，基坑施工过程中周边环境变形监测、测量技术和分析必须要做到技术先进、安全可靠、经济合理，从而确保基坑周边建（构）筑物、道路和市政管线完整无损。如果在其它基坑监测过程中发现有观测数值超过警戒值的现象，则需引起施工单位的额外关注，除此之外，雨天施工时有关部门应及时做好相应的监测工作。

参考文献

[1]付国军.探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].现代物（上旬刊），2012（01）:72-73.

[2]宋玉峰.浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].黑龙江科技信息，2013（03）：275.

[3]李芹芳.测绘工程基础[M].北京:人民交通出版社，2007:174-182.