探討建筑邊坡周邊及基坑監測設計

胡鼎培

摘 要：在建筑工程施工中，建筑物基坑開挖的深度越來越大，其周邊環境也變得越來越復雜，為了保證基坑以及周邊建筑物安全，必須加強對基坑邊坡的監測，工程工程施工安全。本文主要闡述了建筑邊坡周邊及基坑監測設計相關內容。

關鍵詞：基坑；建筑；監測；安全

引 言

在建筑基坑施工中，存在很多的不可預見因素，如果施工監測工作不能及時的跟進，那么就會導致基坑邊坡以及周圍建筑物產生變形，導致安全事故的發生，所以加強建筑物基坑邊坡的監測，及時了解基坑及附近建筑物的實際工作狀態，對確保安全、經濟、可靠和施工的順利進行是非常必要的。

1 建筑邊坡周邊及基坑監測設計

1.1 監測時間

施工期安全監測，在施工過程中，對基坑邊坡進行監測，評價基坑邊坡的穩定性以及周邊建筑物的情況，避免基坑邊坡工程事故發生，確保施工安全、快速地進行，同時為后續可能的處置設計提供依據。

1.2 監測精度及監測方法選擇

1.2.1 監測精度

在監測工作中，監測精度應滿足以下要求：抗滑樁樁體及深部位移測斜誤差≤0.5mm；水平位移監測誤差≤0.5mm；垂直位移監測誤差≤0.4mm；應力監測測量誤差≤0.1%（F·S）。

1.2.2 監測方法的選擇

監測方法的選擇根據施工現場的場地條件、基坑等級和設計要求、結合施工經驗和方法的等因素綜合確定，監測方法應合理易行。所有觀測儀器、設備和監測元件均經過校準和標定，校準記錄和標定資料齊全，隨時保持在規定的校準有效期內，滿足觀測精度和量程的要求，確保監測具有良好的穩定性和可靠性。變形測量點分為基準點、工作基點和變形監測點。基坑監測時確定固定的觀測人員并采用相同的觀測路線和觀測方法，使用設備為同一設備，觀測的環境和條件基本相同，確保觀測數據的真實準確。

1.3 監測點布置

監測點的布置原則是：基準點選取在本身穩定的地段，相關監測點布置能反應邊坡情況的關鍵位置，充分考慮評價邊坡穩定性原則。在實施過程中，可根據現場實際，在盡可能提高監測精度與更方便監測工作開展的前提下，經參建各方同意，監測點的位置、數量可以作適當調整。

1.4 監測周期及頻次

邊坡監測工作時間主要為施工期和營運初期，實際施工監測期可能為0.5年，運營期監測期3年，實際總的監測時間設計為3.5年。監測頻度應按先密后疏的原則進行，與施工進度和降雨量相適應。在雨季、邊坡開挖期間和已出現變形破壞時應加密監測。連續3日降雨量大于50mm/日時，應連續監測，竣工后監測次數可減少，總的監測期數約為80期。

1.5 監測參考預警值

工程監測報警值應符合工程設計的限值、地下主體結構設計要求以及監測對象的控制要求，監測報警值以監測項目的累計變化量和變化速率值兩個值控制。當出現下列情況之一時，必須立即報警；若情況比較嚴重，應立即停止施工，并對支護結構和周邊的保護對象采取應急措施。

（1）當監測數據達到報警值；

（2）支護結構或樁基基坑周邊土體的位移出現異常情況；

（3）樁基基坑護壁出現過大變形、裂縫、大股地下水涌出的現象；

（4）周邊建（構）筑物的結構部分、周邊地面出現可能發展的變形裂縫或較嚴重的突發裂縫；

（5）根據當地工程經驗判斷，出現其他必須報警的情況。

1.6 監測數據的分析處理

對施工監測數據的分析處理主要包括以下內容：

判斷數據的真實性。應對數據的真實性做出判斷，確保數據真實可靠后在進行分析和對比。對異常數據進行分析處理。針對異常數據，結合現場實際及相關數據進行對比分析后進行判斷，確定數據異常類型，并采取對應措施；判斷施工方監測數據變化是否與實際工況相吻合。首先分項各個測項監測數據的變化情況，再綜合各個監測項目進行總體分析，確定各監測項目的變化趨勢是否一致。

2 案例分析

2.1 工程概況

某建筑基坑西側為建筑大樓，東面為市政道路，南面為高層技術樓建筑，北面為醫院，現場地形平坦，地面標高為7.26m。本基坑采用明挖法施工，圍護結構采用支護樁，與內襯梁構成重合結構。基坑標準段深度約15.14m，支護樁征為1000mm，設3道鋼筋混凝土支撐，局部用苗鎖進行加固，基坑安全等級為一級，結構重要性系數1.1。

根據房屋基礎調查資料，兩棟大樓離基坑邊線約10m和7m，西側辦公樓地下室二層，南側技術樓一層地下室，基礎采用樁徑0.5m預制應力管樁，樁長14.5～24m，北側醫院離基坑邊線約5m，基礎采用樁基礎，二層地下室。彩田路車流較多，交通繁忙。

2.2 監測目的、項目

2.2.1 監測目的

通過監測隨時掌握土層和支護結構的內力變化情況，以及臨近建筑物的變化情況，將監測數據及設計預估值進行分析對比，以判斷前一步施工工藝和施工參數是否要修改，以確定下一步施工參數，以此達到信息化施工的目的，使得監測數據和成果成為現場施工工程技術人員判斷工程是否判斷安全的依據，成為工程決策機構的眼睛。通過對臨近建筑的監測，驗證基坑開挖方案和環境保護方案的正確性，及時分析出現的問題，及時采取措施對周圍環境進行下一步的加強保護。通過對監測數據與理論值的比較、分析，可以檢驗設計理論的正確性。在施工全過程中，通過對既有地面和地下建筑物、構筑物各項指標的監測，將結構變形嚴格控制在標準限值內，保證既有建筑物和構筑物的安全。

2.2.2 監測項目

根據本項目基坑工程情況，按照施工圖紙要求，監測的內容有：①基坑周邊建筑物變形監測；②土體側向位移監測；③地下水位監測；④樁體變形監測。

2.2.3 警戒值確定

建筑物安全觀測的預警值就是設定一個定量化指標系統，在其容許的范圍內認為構筑物是安全的，并對周圍環境不產生有害影響，否則認為構筑物是非穩定的或危險的，并將對周圍環境產生有害影響。報警標準如表1：

2.3 監測項目設置

2.3.1 建筑物沉降、傾斜監測

根據規范，對3倍于基坑深度范圍內的建（構）筑物進行須進行沉降、變形監測。項目西側為天威辦公樓，根據房屋基礎調查資料，技術樓距基坑線約10m，監測點共布置33個。北側為醫院辦公樓，距基坑邊線5m，南側為技術樓，距基坑邊線5m，監測位置在建筑物轉角點結構柱。

2.3.2 土體側向位移監測

對邊坡巖土體內部蠕變、特別是滑動面位移矢量的監測，一般采用測斜儀法。在鉆孔內埋設測斜管，定期用測斜儀測量測斜管隨巖土體深部位移大小、方向，以此監測巖土體深部位移沿鉆孔深度逐點連續的位移變化，由此建立位移-深度關系曲線，通過該關系曲線找出滑動面準確位置，對滑動面的位移大小及位移速率做到監控。如圖1為測斜管綁扎埋設示意圖：

埋管時采用地質鉆機在基坑外成孔后放入，管的處理方法同連續墻墻體位移同樣設置。當安裝完畢后，土體與測斜管之間用水泥砂漿填滿。土體測斜孔根據設計共設置4點。

2.3.3 地下水位監測

基坑外壓力是作用在支護結構上的主要荷載，通過對基坑外地下水位的監測，可以掌握水壓力荷載的情況。在基坑外2～3m鉆孔埋設水位測管，測孔深度與基坑深度相當，孔深15m，內置？準50PVC灰管，管周圍為@1000mm梅花型布置的？準5mm濾水孔，外包隔沙紗布。水位監測孔采用XY-100地質鉆鉆孔，共布置9個孔。采用聲響式水位計觀測，讀數誤差小于5mm。

2.3.4 樁體變形監測

施工時地下水的流失、局部的沉陷、圍護結構的變形及基坑開挖，導致基坑周圍土體變形，影響基坑地安全性，必須對其進行監測。圍護結構連續墻變形監測采用埋設測斜管方法進行觀測。樁體測斜孔根據施工圖共設置12孔，間距約15～20m設置于圍護連續墻體內，陽角部位根據實際情況加密布置，布設位置緊靠樁頂位移測點。

2.4 監測量測的數據處理

2.4.1 量測成果整理

每次量測后，將原始數據及時整理成正式記錄，對每一個量測斷面內每一種量測項目，均進行以下資料整理：

（1）原始記錄表及實際測點圖。

（2）位移（應力）值隨時間及隨開挖面距離的變化圖。

（3）位移速度、位移（應力）加速度隨時間以及隨開挖面變化圖。

基坑開挖之前，對周邊建筑物進行兩次初始測量，并上報初始監測測量數據。施工進行后，每周以周報的形式上報業主及監理單位監測數據，如果出現異常情況，每天上報監測數據。

2.4.2 數據處理

每次量測后均應對量測面內的每個量測點（線）分別回歸分析，求出各自精度最高的回歸方程，并進行相關分析和預測，推算出最終位移（應力）和掌握位移（應力）變化規律，并由此判斷基坑的穩定性。利用已經得到的量測信息進行反分析計算，提供圍護結構和周圍建筑物的狀態，預測未來動態，以便提前采取工程措施，驗證設計參數和施工方法。

2.4.3 數據處理方式

本工程的測量數據全部輸入計算機，由計算機計算并繪出各測量對象的變化曲線，然后按要求提交有關單位。由于基坑監控中采用的儀器很多是傳感式的，其零飄移或溫度補償等均在計算機中設置，由計算機處理。其工作流程如圖2：

3 結 語

綜上所述，在建筑工程基坑施工中，為了保證施工安全，基坑邊坡及周邊建筑物的監測是非常重要的，必須嚴格按照上述要求進行監測設計，此外為保證監測數據的準確無誤，現場測點的保護也是一個重要環節。施工單位在施工期間隨時保證監測點設施完好，使監測不受施工影響。

參考文獻

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