基坑水平位移監測技術應用分析

黎小田

（長沙市城市建設科學研究院 湖南長沙 410000）

基坑水平位移監測技術應用分析

黎小田

（長沙市城市建設科學研究院 湖南長沙 410000）

城市土地日益成為城市最重要的資源，伴隨著城市的發展日益迅速，但由于城市用地有限，建筑物必須向地下拓展空間，因此基坑越挖越深，涌現了大量的深基坑工程。某些工程基坑開挖深度較大，場地地下管網較多，環境條件復雜，一旦出現問題，必然帶來巨大的經濟損失、人員傷亡和不良的社會影響。如何保證基坑工程的安全成為工程師們日益關心的重大課題。

基坑開挖；水平位移；監測技術

引言

現代建筑的基坑越挖越深，對深基坑工程進行監測，可以彌補設計中未考慮到的實際問題，確保基坑施工的安全，其必要性毋庸置疑。

1 平面控制網的布設

工程平面控制網一般分為測圖控制網和專用控制網，基坑監測屬于專門用途控制網，故皆應遵守控制網布網原則，即分級布網，逐級控制；要有足夠的精度；要有足夠的密度；要有統一的規格。大樓平面控制網布設概況如圖1所示。

圖1 中心大樓監測平面點位圖

2 深層水平位移監測方案

支護結構周邊土體深部水平位移使用專用測斜儀進行觀測，沿基坑周邊兩側每隔一段距離（開挖較深處適當加密）布置一個側向變形（測斜）觀測橫斷面，在止水高壓旋噴樁樁身中埋設測斜管，測斜管長度比基坑支護樁長3～5m。觀測支護樁及土體在土方開挖及主體結構施工期間的側向變形。

測斜管以鉆機成孔埋設，將測斜管埋入高壓旋噴樁體中，待管周土體與管體穩定后用測斜儀觀測土體在不同深度的水平位移。埋設時測斜管的一對管槽應盡量與可能出現的最大水平位移方向平行。從觀測管自下而上進行觀測，每1m為一個測點，每次觀測讀數力求準確。及時繪制出不同時間、不同深度土體的水平位移曲線。

基坑開挖過程中，基本上每天觀測一次，主體結構底板澆搗完畢后每3～4d觀測一次，遇有支護結構位移過大、支護面發生裂縫、鄰近地面不均勻沉降、未加支撐開挖等異常情況時適當加大頻率，主體結構施工完畢且土方回填完畢、基坑外土體或支護樁側向位移穩定，即停止觀測。當基坑支護結構的最大水平位移已大于30mm，或其水平位移速率已連續3d大于3mm/d時發出預警信號。

3 工作基點的布置埋設

該項目監測點分為工作基點、校核基點和監測點三類。采用假設坐標系法，其基準點的埋設需在基坑周圍較穩定的區域完成，基準點個數不應少于3個。根據《建筑基坑工程監測技術規范》規定，該平面控制點布設9個，編號為SP01～SP09。其中SP01～SP06為校核基準點，SP07～SP09為工作基點。控制區域為整個測區，為使測角、測距誤差在橫縱坐標上均勻分布，監測點網形為閉合導線網，引側外方向確立為施工用平面控制網。點位設置地點必須確保安全、穩定，常用的方法是在地面埋設頂上刻畫“+”字形的鋼釘點。

3.1 基準點的觀測及工作基點的穩定性檢查

①儀器設備選用。工作基點測量采用徠卡TS30全站儀，其標稱精度為測距1mm+1ppm，測角0.5″。②控制精度的要求平面控制網采用二級城市導線，其精度按照測量二級導線精度控制指標執行，具體為：測角中誤差±2"，點位中誤差±1mm，邊長中誤差1/1000mm。為了達到上述精度要求，監測過程中原則上應固定觀測人員及儀器，且必須保證每次測量成果嚴格平差。③以SP05，SP06，SP07，SP08為基準點確定觀測基準線，根據現場情況確定一基準點為測站點。例如，圖1中SP07為測站點，SP08為檢查點，SP03為定向點。若基坑長度不大于200m，則假設SP07坐標為（500，200），SP03，SP07方向為坐標北方向，那么SP03為（500+d（SP03，SP07），200），δSP07SP03=0。

3.2 基準點的穩定性檢查

對基準點初次觀測時，應在確保基準點布設完成且相對穩定之后進行。在SP07點設站，SP03點做后視并置零。具體步驟為：首先，將全站儀照準SP08測得一組角度值；然后順時針旋轉倒鏡照準SP08；再按逆時針旋轉照準SP03點，又測得一組角度值。觀測完一個測回后，再次正鏡照準SP03并將角度盤值置為60°，按同樣的方法完成一測回；最后，把度盤讀數置為120完成一測回。平差這3個測回讀數求出δSP07SP08，并以其讀數作為角度檢查的一個依據。照準固定建構物的某部分，通過測量記錄下方向值，作為檢查該基準點的參考方向。分別對這3條基準邊進行至少3測回的觀測，記錄下初始觀測的各邊長。可以分別在SP07，SP03，SP08設站測得各邊角值，使之構成基準網，通過每次檢查邊角的讀數來檢驗基準邊的穩定性，并可求出網型參數，以此來保證每次數據的真實可靠。

4 監測點的觀測

4.1 布點原則

水平位移監測點應布置在圍護墻的周邊，其中部、陽角位置，須布設監測點。布點間距不宜大于20m，每一條邊的監測點數不應少于2個。在基坑冠梁上布設一組測點，共10個測點，編號為PD01～PD08。其中在監測過程根據需要增加2個，編號為PD03-1，PD03-2。實際布點作業中，使用帶棱鏡卡槽頭的鋼筋埋入冠梁中，用混凝土固定使其牢穩。

4.2 觀測與計算

觀測方法采用極坐標法。在基坑圍護樁頂外側的平面控制點設觀測站，取遠方50m外遠離人車流的相對穩定位置，彼此通視的控制點架設棱鏡定后視方向，每次6測回取平均值A，從而計算出該點本次位移量，將第一次位移量直到本次位移量求和，計算得出的數值即為該測點累計位移量。

4.3 監測階段性成果

根據節水技術推廣研究中心大樓監測工程進度見表1，按照不同施工階段的監測周期制訂監測方案，實際測量中結合實時實地情況進行作業，獲得階段性監測成果。從2012年08月03 日～2013年4月16日基坑開挖至-12.4～-13.95m（歷時240d），基坑水平位移最大量PD05為21.1mm，平均為17.5mm；基坑噴漿支護至-12.4m，沉降基坑未出現涌土、流沙、管涌等現象，周邊也未出現地面裂痕，基坑邊坡的變化比較穩定（如表2）。

表1 監測頻率一覽表

表2 監測項目預警值一覽表

4.4 監測過程中的關鍵問題

（1）應注意對測斜管埋設點的保護，在施工過程中經常出現測斜管被破壞的情況，而有些測斜管被破壞后受場地限制無法再次埋設，使監測效果大打折扣。

（2）適當安排監測的頻率，應集中安排在土方開挖至地下室底板澆筑的期間內，尤其對經常出現的未撐先挖現象，要加強監測頻率，遇異常情況應及時預警。

（3）在監測過程中要注意對基坑周邊鄰近建筑物的觀測，確保鄰近建筑物的正常使用不受影響。

（4）若出現監測數據達到預警值，應及時報告建設單位，并建議采取補救措施，如停止開挖、設置臨時支撐、砂袋反壓、土方回填等。

（5）應將土體深層水平位移測量結果與地表沉降、支護樁位移、支撐內力、錨索內力等監測結果相互對照，判斷監測數據是否失真，若失真，找出失真原因。

5 結束語

土體深層水平位移監測作為基坑監測技術的十分重要的一環，其可靠性和準確性已得到了大量實踐經驗的證明，隨著精度更高的測斜儀器的不斷涌現，監測理論的不斷完善，該監測技術在基坑工程中必將發揮著越來越重要的作用。

[1]李恒楊.基坑水平位移監測有關問題的探討[J].地礦測繪，2010，26（3）：8～9.

[2]范偉賢.深基坑位移監測的方法[J].廣東建材，2006（4）：30～31.

[3]孫濤.淺析幾種建筑基坑水平位移監測的方法[J].測繪與空間地理信息，2014，37（2）：201～202.

TU753

：A

：1673-0038（2015）05-0125-02

2015-1-5

黎小田（1982-），男，中級工程師，本科，主要從事工程測量工作。