深基坑位移監(jiān)測實(shí)例分析

(西安工業(yè)大學(xué) 陜西 西安 710021)

一、工程概況

陜西咸陽60萬噸/年甲醇項(xiàng)目卸煤槽工程位于咸陽東郊化工區(qū)朝陽路北端。基坑?xùn)|西長180m，寬32.4m，挖深-12.8m(局部挖深-18.47m)，屬深大基坑，基坑側(cè)壁安全等級為一級。該場地地下水位高度為-15.9m。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式在-12.8m處的輸煤棧橋兩側(cè)采用鋼筋土釘墻支護(hù)，-18.47m處卸煤槽的東、南邊采用錨拉護(hù)坡樁支護(hù)。

二、監(jiān)測項(xiàng)目及儀器

(一)監(jiān)測項(xiàng)目。綜合考慮本工程的地質(zhì)條件和支護(hù)方案，實(shí)施的監(jiān)測項(xiàng)目如下:1、基坑沉降觀測；2、基坑水平位移觀測；3、護(hù)坡樁沿深度方向水平位移觀測。

(二)監(jiān)測工具。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和施工設(shè)計(jì)圖紙的要求，該監(jiān)測項(xiàng)目的控制值為20mm，預(yù)警值為15mm。本項(xiàng)目監(jiān)測投入儀器設(shè)備及規(guī)格型號如表1所示。

表1 儀器設(shè)備列表

三、監(jiān)測內(nèi)容

(一)點(diǎn)位布設(shè)

1、基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)。基坑布設(shè)平面位移基準(zhǔn)點(diǎn)2個(gè)，沉降觀測基準(zhǔn)點(diǎn)2個(gè)，基準(zhǔn)點(diǎn)A、B埋設(shè)在遠(yuǎn)離建筑物并在區(qū)域沉降影響之外，觀測數(shù)據(jù)表明，在作業(yè)期間，高程數(shù)據(jù)變化幅度較小，最大變化值為±0.16mm，說明基準(zhǔn)穩(wěn)定。水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)BM1、BM2每一次觀測時(shí)首先進(jìn)行控制點(diǎn)之間邊角檢查，角度變化在±10秒之內(nèi)，距離變化在±2mm之內(nèi)，由于邊長比較小，對其它點(diǎn)測量影響很小，說明水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定。

2、基坑沉降、水平位移監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)。沿基坑邊緣均勻布設(shè)34個(gè)水平位移監(jiān)測點(diǎn)(1～34)，采用Ф10mm長14cm的不銹鋼嵌入地面，周圍用水泥混凝土埋設(shè)保護(hù)，點(diǎn)位標(biāo)志刻有十字標(biāo)記。監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)志埋設(shè)穩(wěn)固。頂部用鋼鋸做監(jiān)測標(biāo)志。監(jiān)測點(diǎn)間距不大于20m，每邊監(jiān)測點(diǎn)數(shù)目不少于3個(gè)。

3、護(hù)坡樁沿深度方向水平位移觀測點(diǎn)的布設(shè)。在-18.47m處卸煤槽基坑的東邊選取5根護(hù)坡樁(zh-1～zh-5)、南邊選取3根護(hù)坡樁(zh-6～zh-8)。隨基坑開挖過程每隔2m布設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn)，每根護(hù)坡樁上設(shè)8個(gè)觀測點(diǎn)，總共布設(shè)64個(gè)沿樁深方向的位移監(jiān)測點(diǎn)。基坑形狀和大小、基準(zhǔn)點(diǎn)、測站點(diǎn)和各個(gè)觀測點(diǎn)的布置如圖1所示。

圖1 基坑測點(diǎn)布置圖

(二)監(jiān)測方法

1、基坑沉降觀測：BM1點(diǎn)是基坑附近一個(gè)已知高程和坐標(biāo)的點(diǎn)。將其作為觀測站，A、B兩點(diǎn)則是基坑周圍比較穩(wěn)定的點(diǎn)，作為沉降觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)BM1的高程，可以測出A、B兩點(diǎn)的高程。首次觀測值作為原始高程，每期觀測高程與首次觀測高程比較，較差為累計(jì)沉降量；與上一期高程比較，較差為相對沉降量。(選擇的A、B兩點(diǎn)的位置可以完整地觀測到基坑周圍的監(jiān)測點(diǎn)，避免使用轉(zhuǎn)點(diǎn)，提高了測量精度)。

2、基坑水平位移觀測。本工程水平位移監(jiān)測方法采用極坐標(biāo)法。水平位移按照二級水平位移觀測的精度要求，采用“固定測站、固定目標(biāo)”的方式進(jìn)行水平位移觀測。每次在工作基準(zhǔn)點(diǎn)采用方向測回法照準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查。若角度變化很小，可確定該工作基點(diǎn)穩(wěn)定。若角度變化大，則調(diào)用全站儀的后方交會(huì)程序，再分別照準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算出工作基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，獨(dú)立進(jìn)行兩次，最后取兩次的平均值為本次最終值。每次觀測時(shí)以BM2為測站點(diǎn)，以BM1點(diǎn)定向，再根據(jù)測量的距離和角度分別計(jì)算出A、B的坐標(biāo)。再將儀器分別移至A和B，以BM2定向?qū)ψ冃斡^測點(diǎn)進(jìn)行觀測。數(shù)據(jù)處理采用清華三維導(dǎo)線平差軟件進(jìn)行平差計(jì)算。

3、護(hù)坡樁沿深度方向水平位移觀測。在每個(gè)觀測點(diǎn)粘貼反射貼片，利用賓得PENTAX R-322全站儀免棱鏡模式觀測，護(hù)坡樁沿深度方向水平位移觀測在基坑開挖期間1次/3d，共監(jiān)測6次，然后1次/周共8次，然后1次/10～15d共2次，共計(jì)16次。數(shù)據(jù)處理采用清華三維導(dǎo)線平差軟件進(jìn)行平差計(jì)算。計(jì)算結(jié)果精確到1mm。

四、監(jiān)測結(jié)果分析

(一)基坑沉降位移分析。根據(jù)成果表，基坑34個(gè)沉降觀測點(diǎn)(1～34)，平均沉降量為-5.50mm，沉降量最大的為19#點(diǎn)，累計(jì)沉降量是-11.50mm;沉降量最小的為26#點(diǎn)，累計(jì)沉降量是-1.39mm。基坑在觀測期間的沉降均勻較穩(wěn)定，差異沉降較小，無突變異常出現(xiàn)，總體上變形量值的變化在觀測期間隨降雨及基坑降水有反復(fù)變化的特征，隨基礎(chǔ)的施工、地基荷載的增大沉降量有增大的趨勢，而8月23日以后一定時(shí)期內(nèi)沉降量逐漸減小且趨于穩(wěn)定，日沉降速率呈逐漸變小趨勢。該基坑垂直位移變化符合變形基本規(guī)律。

(二)基坑水平位移變形分析。基坑邊沿34個(gè)水平位移觀測點(diǎn)(1～34)，進(jìn)行了18次觀測，從觀測數(shù)據(jù)分析，水平位移量最大的為12#點(diǎn)，位移量16.4 mm，考慮到測量誤差影響等原因，未發(fā)現(xiàn)基坑裂縫等災(zāi)害現(xiàn)象，可以認(rèn)為基坑邊坡穩(wěn)定。

(三)護(hù)坡樁沿深度方向水平位移變形分析。監(jiān)測結(jié)果顯示，基坑施工期間護(hù)坡樁樁身側(cè)向總位移最大的是zh-8樁，為5.1mm，最小的是zh-6樁，為3.61mm，側(cè)向位移均較小，所以護(hù)坡樁基本穩(wěn)定。

五、結(jié)束語

從以上分析可見，基坑在支護(hù)、降水及施工過程中，最大沉降量為-11.50mm，沉降量較小，無沉降異常出現(xiàn)，坑壁無明顯裂縫現(xiàn)象，最后三個(gè)周期沉降速率小于規(guī)范限差，各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。基坑的水平位移量最大的為16.4mm，基坑變形較小，基坑邊坡未發(fā)現(xiàn)裂縫和滑坡等現(xiàn)象，基坑邊坡穩(wěn)定。護(hù)坡樁樁身最大側(cè)向總位移5.1mm，樁體穩(wěn)定，基坑在整個(gè)施工期處于安全狀態(tài)。

目前的監(jiān)測方法只能做到定點(diǎn)、定時(shí)的對于基坑的變形進(jìn)行監(jiān)測，而不能得到動(dòng)態(tài)、連續(xù)的信息。因此在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，參考其他工程的監(jiān)測方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測，將成為今后基坑監(jiān)測技術(shù)的主要研究方向。