深基坑位移監測實例分析

(西安工業大學 陜西 西安 710021)

一、工程概況

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

二、監測項目及儀器

(一)監測項目。綜合考慮本工程的地質條件和支護方案，實施的監測項目如下:1、基坑沉降觀測；2、基坑水平位移觀測；3、護坡樁沿深度方向水平位移觀測。

(二)監測工具。根據相關規范和施工設計圖紙的要求，該監測項目的控制值為20mm，預警值為15mm。本項目監測投入儀器設備及規格型號如表1所示。

表1 儀器設備列表

三、監測內容

(一)點位布設

1、基準點的布設。基坑布設平面位移基準點2個，沉降觀測基準點2個，基準點A、B埋設在遠離建筑物并在區域沉降影響之外，觀測數據表明，在作業期間，高程數據變化幅度較小，最大變化值為±0.16mm，說明基準穩定。水平位移基準點BM1、BM2每一次觀測時首先進行控制點之間邊角檢查，角度變化在±10秒之內，距離變化在±2mm之內，由于邊長比較小，對其它點測量影響很小，說明水平位移基準點穩定。

2、基坑沉降、水平位移監測點的布設。沿基坑邊緣均勻布設34個水平位移監測點(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保護，點位標志刻有十字標記。監測點標志埋設穩固。頂部用鋼鋸做監測標志。監測點間距不大于20m，每邊監測點數目不少于3個。

3、護坡樁沿深度方向水平位移觀測點的布設。在-18.47m處卸煤槽基坑的東邊選取5根護坡樁(zh-1～zh-5)、南邊選取3根護坡樁(zh-6～zh-8)。隨基坑開挖過程每隔2m布設一個觀測點，每根護坡樁上設8個觀測點，總共布設64個沿樁深方向的位移監測點。基坑形狀和大小、基準點、測站點和各個觀測點的布置如圖1所示。

圖1 基坑測點布置圖

(二)監測方法

1、基坑沉降觀測：BM1點是基坑附近一個已知高程和坐標的點。將其作為觀測站，A、B兩點則是基坑周圍比較穩定的點，作為沉降觀測的基準點。根據BM1的高程，可以測出A、B兩點的高程。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兩點的位置可以完整地觀測到基坑周圍的監測點，避免使用轉點，提高了測量精度)。

2、基坑水平位移觀測。本工程水平位移監測方法采用極坐標法。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”的方式進行水平位移觀測。每次在工作基準點采用方向測回法照準基準點進行檢查。若角度變化很小，可確定該工作基點穩定。若角度變化大，則調用全站儀的后方交會程序，再分別照準基準點，計算出工作基準點坐標，獨立進行兩次，最后取兩次的平均值為本次最終值。每次觀測時以BM2為測站點，以BM1點定向，再根據測量的距離和角度分別計算出A、B的坐標。再將儀器分別移至A和B，以BM2定向對變形觀測點進行觀測。數據處理采用清華三維導線平差軟件進行平差計算。

3、護坡樁沿深度方向水平位移觀測。在每個觀測點粘貼反射貼片，利用賓得PENTAX R-322全站儀免棱鏡模式觀測，護坡樁沿深度方向水平位移觀測在基坑開挖期間1次/3d，共監測6次，然后1次/周共8次，然后1次/10～15d共2次，共計16次。數據處理采用清華三維導線平差軟件進行平差計算。計算結果精確到1mm。

四、監測結果分析

(一)基坑沉降位移分析。根據成果表，基坑34個沉降觀測點(1～34)，平均沉降量為-5.50mm，沉降量最大的為19#點，累計沉降量是-11.50mm;沉降量最小的為26#點，累計沉降量是-1.39mm。基坑在觀測期間的沉降均勻較穩定，差異沉降較小，無突變異常出現，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變化的特征，隨基礎的施工、地基荷載的增大沉降量有增大的趨勢，而8月23日以后一定時期內沉降量逐漸減小且趨于穩定，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律。

(二)基坑水平位移變形分析。基坑邊沿34個水平位移觀測點(1～34)，進行了18次觀測，從觀測數據分析，水平位移量最大的為12#點，位移量16.4 mm，考慮到測量誤差影響等原因，未發現基坑裂縫等災害現象，可以認為基坑邊坡穩定。

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

五、結束語

從以上分析可見，基坑在支護、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，坑壁無明顯裂縫現象，最后三個周期沉降速率小于規范限差，各項指標滿足規范要求。基坑的水平位移量最大的為16.4mm，基坑變形較小，基坑邊坡未發現裂縫和滑坡等現象，基坑邊坡穩定。護坡樁樁身最大側向總位移5.1mm，樁體穩定，基坑在整個施工期處于安全狀態。

目前的監測方法只能做到定點、定時的對于基坑的變形進行監測，而不能得到動態、連續的信息。因此在傳統方法的基礎上，參考其他工程的監測方法，實現實時、連續的監測，將成為今后基坑監測技術的主要研究方向。