淺談高層建筑基坑工程監測方法

王玉民

（赤峰富龍熱力有限責任公司，內蒙古 赤峰 024000）

淺談高層建筑基坑工程監測方法

王玉民

（赤峰富龍熱力有限責任公司，內蒙古 赤峰 024000）

依據監測結果，判定工程的安全性，發現可能發生的危險，以便采取必要的措施，用監測結果指導施工，優化設計，使設計達到優質安全、經濟合理、施工快捷.

高層建筑；基坑；監測方法

隨著經濟的發展，我國高層建筑逐漸增加，需要開挖基坑施工，因基坑工程不穩定造成的工程事故時有發生，現就基坑監測方案談談如下看法.

以我市某大廈室外工程為例，該處擬建一地下停車場，基坑開挖深度7.60米，要求安全使用期限6個月.由于本工程周邊環境復雜，管線較多，必須對該基坑進行沉降觀測.

1 工程地質條件

根據本地區工程地質報告，此場地土質從上至下共為8層，分別是：素填土；細砂；粉土；細砂；粉細砂；中砂；粉土；粉質粘土.

2 基坑監測項目、依據、方法及監測頻度

2.1 監測項目

2.1.1 現場巡視：跟蹤監測，掌握支護結構、坡頂堆載情況及邊緣以外2倍開挖深度范圍內的地表裂縫、建筑設施變化情況.

2.1.2 坡頂地表移位監測：及時采集基坑邊坡頂點的垂直沉降和水平位移數據，分析其變化趨勢，評價基坑工程的穩定性、安全性.

2.1.3 地下水位監測：通過監測，提供地下水位動態變化數據，對基坑和周邊環境的安全性做出評價.

2.1.4 建筑物沉降觀測：通過對基坑周邊建筑物的沉降觀測點進行高精度的高程測量，隨時掌握基坑周邊2H-3H(H為坑深)建筑物的沉降變化數據，達到對周邊建筑物垂直沉降的有效監測.

2.2 監測方法

2.2.1 現場巡視

自基坑開挖起，根據施工情況每日不定期進行，主要對支護結構情況、坡頂堆載、基坑周邊裂縫、臨時建筑及設施變化等方面進行肉眼現場巡視.

2.2.2 坡頂地表移監測

2.2.2.1 基準點和監測點的布設

基坑開挖前設置基準點、變形監測點、并記錄變形監測點初始值.基準點布設在工程影響范圍外，一般距基坑周邊不小于2H-3H(H為坑深)，水準基點位直接利用沉降觀測的基準點即可.水平位移監測基準點依據設計要求和施工現場情況布設在各邊測點方向線的兩側，應埋設高約70cm，上頂15cm×15cm，中間嵌有中心標志的混凝土標石，本工程共需布設約8點.

變形監測點布設在基坑坡頂冠梁沿平行于開挖邊界方向，各測點埋設覬25mm鋼筋，并砌磚墩臺保護.本工程設計坡頂地表位移監測點8個，變形監測點具體位置，由設計單位給出.

2.2.2.2 監測方法

基坑坡頂的沉降位移觀測采用DS05水準儀配合銦瓦合金標尺光學測微法往返測定高差，根據基準點與變形監測點的相對位置關系布設成附合或閉合水準路線.

水平位移可采用基準線法進行，將全站儀設于基準點上，用另一端基準點定向后，分別量取各觀測點與基準點的垂直距離，即可得各觀測點的水平位移值，各觀測數據應測量到mm.

2.2.3 地下水位監測

2.2.3.1 點位布設

在基坑止水帷幕外側設置地下水位觀測孔，依據規范和設計要求本工程擬布設地下水位監測點2個.監測點采用鉆孔下管埋設，鉆孔深度應大于基底深度2m以上（孔深約10m），設置覬50mm的硬性聚氯乙烯塑料管，管外鉆孔用粗砂填實.

2.2.3.2 檢測方法

測試采用LY-2型水位儀觀測，觀測精度不低于5mm，至基坑工程回填完畢停止觀測.

2.2.4 建筑物沉降觀測

2.2.4.1 點位布設

（1）要保證穩定、可靠、觀測方便等諸多因素，標石應埋設在基巖層或壓縮性較低的原狀土層中，也可選擇在穩定的物質上，頂部應加水準專用標志，在沉降觀測前應對水準基點進行聯測，使其成為一個嚴密統一的系統，在沉降觀測過程中，宜每間隔1個月應對其聯測一次.本次沉降觀測擬設定水準基點3個，采用一等水準方法施測.

（2）沉降觀測點的布設：相鄰建筑物沉降觀測點的布設，要能全面反映建筑物地基變形特征并結合地質情況及建筑結構特點確定.點位宜在建筑物基礎深度1.5-2.0倍距離為半徑的范圍內，由外墻附近向外由密到疏布設.按設計部門的設計方案執行，本工程根據設計要求設置建筑物沉降觀測點2個.標志的埋設位置應避開入水管、窗臺線、暖氣片、暖水管、電器開關等有礙標志與觀測的障礙物，并應視立尺需要離開墻（柱）面和地面一定距離，本次設計要求沉降觀測點設置標高為高出建筑地面0.5米.

沉降觀測點的觀測采用二等水準方法施測.

2.2.4.2 精度要求

最終沉降量的觀測中誤差按以下規定確定：

（1）絕對沉降的觀測中誤差為±1.0mm.

（2）相對沉降、局部地基沉降以及膨脹土地基變形等的觀測中誤差，均不應超過其變形允許值的1/20.

（3）建筑物整體變形的觀測誤差，不應超過允許垂直偏差的1/10.

（4）結構段變形的觀測中誤差不應超過變形允許值的1/6.

2.2.4.3 觀測方案

沉降觀測點預埋時觀測，第一次觀測結果作為本工程的原始標高，基坑開挖起進行全面觀測，基坑回填完畢，停止觀測.

觀測期間，如發現異常沉降時，應及時通知甲方，并會同設計、監理各方提出應急觀測方案，并及時加密觀測頻度.

2.2.4.4 施測方法

本次沉降觀測水準基點的聯測按一級水準測量進行，采用DS05級水準儀配合銦瓦合金標尺光學測微法往返測定高差.觀測時，往測奇數站的觀測順序為后-前-前-后，偶數站的觀測順序為前-后-后-前；反測時，奇偶測站的觀測順序與往測偶奇測站的觀測順序相同.

沉降觀測點的觀測按二級水準單程觀測，采用DS05級水準儀配合銦瓦合金標尺光學測微法往返測定高差.實際進行中可根據水準基點與觀測點之間的相對位置關系及樓體的具體位置將路線布設成附合或閉合路線.

2.3 監測標準

（1）《建筑邊坡工程技術規程》GB50330-2002

（2）《建筑變形測量規程》JGJ/T8-97

（3）《建筑基坑工程監測技術規范》DBJ14-024-2004

（4）《城市測量規范》CJJ8-99

（5）《國家一、二等水準測量規范》GB12897-91

（6）《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-99

2.4 監測頻度

自基坑開挖起進行監測，監測頻度每兩天一次，逢下雨、爆破、變形速率異常等特殊情況下應加密監測頻度，基坑工程回填完畢可結束監測.坡頂地表位移監測、地下水位監測、周邊建筑物沉降觀測，基坑工程施工期間，每兩天監測一次，并根據施工進度情況適當進行調整.監測工作量詳見下表：

序號 監測項目 點數 備注1現場巡檢 不定期水平基準點 3 2天一測變形監測點 8 3 地下水位監測 監測孔 2 孔深約10m 4 相臨建筑物沉降觀測2 坡頂地表位移監測高程基準點 3 2天一測變形監測點 2

3 沉降觀測的數據處理與預警措施

3.1 沉降觀測的數據處理

每周期觀測后，應及時對觀測資料進行整理，計算觀測點的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度.

3.1.1 各類觀測點觀測成果的計算與分析應符合以下要求：

（1）觀測值中的系統誤差應減小到最小程度；

（2）合理處理隨機誤差，正確區分測量誤差與變形信息；

（3）各期觀測成果的處理應建立在統一的基準上；

（4）按網點的不同要求，合理估計觀測成果精度，正確評定成果質量.

3.1.2 水準測量成果的最終整理

沉降觀測的外業觀測數據做完成后，方可進行業內計算.內業計算在計算機上可采用《清華山維NASEW95測量控制網平差系統》對觀測成果進行整體嚴密平差，并根據平差結果編制沉降觀測成果表、p-t-s(載荷、時間、沉降量)曲線圖.

觀測點預埋時進行第一次觀測，其結果作為工程的原始標高.本工程自基坑開挖起進行監測，在基坑工程施工期間，依據設計和規范要求監測頻度宜每兩天一次.

3.2 預警措施

3.2.1 應根據周邊建筑物位移的相關數據，及時計算各項限差，當限差超出設計和規范要求時，應及時向設計、監理、及甲方單位提交相關數據，并進行加密觀測.

3.2.2 根據基坑監測資料預測基坑變形趨勢，若基坑變形超出警戒值.應及時通知甲方，并加大監測力度.

依據規范和設計要求，預警指標為：

（1）坡頂地表最大位移超過基坑開挖深度的3‰；

（2）位移速率連續3天大于2mm/天；

（3）現場巡檢發現支護結構、基坑周邊和臨近建筑及設施有異常情況時.

4 工程所需提交的資料

4.1 現場巡檢記錄、分析報告

4.2 坡頂地表位移監測

（1）監測點平衡位置布置圖

（2）位移監測原始記錄

（3）位移監測成果表

（4）水平位移-時間關系曲線圖

（5）垂直沉降-時間關系曲線圖

4.3 地下水平監測

（1）地下水位監測原始記錄

（2）地下水位-時間關系曲線圖

4.4 建筑物沉降觀測

（1）水準基點與觀測點平面位置圖示意圖

（2）沉降觀測平差計算及成果質量評定資料

（3）沉降觀測成果表

（4）p-t-s（載荷、時間、沉降量）曲線圖

4.5 工程需要提交的綜合資料

（1）工程總體技術設計書

（2）工程總體技術報告

5 總結

通過以上技術資料就可以判定工程的安全性，真正做到優質、經濟、快捷.

TU97

A

1673-260X（2010）02-0176-02