南寧龍潭電站職工周轉房基坑工程變形及沉降監測探究

張小強

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

南寧基地職工周轉房大樓工程位于南寧市青秀路西側，總建筑面積49436 m2，其中地上34776 m2，地下14660 m2，呈矩形布置在規劃紅線范圍內的地下，工程主體南面、西面為已建住宅，北面為龍灘水電開發有限公司業務大樓（已建），東臨青秀路。本工程地下四層，基坑周長255 m，面積約4044 m2。±0.000相當于地質報告提供高程96.10 m，基坑底相對±0.000為－23.00 m，擬建建筑基礎形式為筏板基礎。采用排樁+錨桿支護作基坑支護結構。材料：樁身、冠梁及腰梁砼為C30 砼；支護樁、冠梁及腰梁縱筋鋼筋為HRB400，箍筋級別為HPB235；支護樁砼保護層厚50 mm。基坑側壁安全等級為一級，設計使用年限一年。為保證該工程安全實施，現對其基坑進行工況監測[1]。

1 工程地質與水文條件

1.1 地質條件

擬建場地位于廣西南寧市民族大道與青秀路交匯處西南側約180 m，交通十分便利，地理位置優越。場地地貌單元屬丘陵地貌，經人工挖填后，現場地地勢較平坦，地面高程94.54 m～96.07 m，相對高差1.53 m。據鉆探揭露，在最大鉆探深度60.00 m范圍內，場地地層主要由人工素填土（Q4m）l和第三系（E）粉砂質泥巖、含礫砂巖、泥質粉砂巖、粉砂巖。

1.2 水文地質條件

場地內地下水為上層滯水和基巖裂隙水，其中上層滯水賦存于素填土①層中，水量一般，主要受生活廢水及大氣降水補給，穩定水位埋深0.50 m～1.30 m；基巖裂隙水賦存于強風化砂巖②層的破碎帶及煤層中，主要由降雨及地表水補給，水量一般，勘察期間穩定水位埋深9.8 m～13.5 m（標高86.17 m～82.63 m）。地表水對混凝土無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。

2 監測項目設計與實施

本基坑監測項目有墻頂水平位移、墻體變形、鋼筋應力、支撐軸力、立柱變形、地下水位和管線變形監測。

在施工前對可能受影響的管線或建筑進行測繪，以便在施工中進行變形觀測。基坑監測工作直到地下室頂板完成，達到設計強度為止[2]。

2.1 監測項目設置

結合項目區的實際情況，對基坑的重要部位進行工況檢測，具體監測項目設置見表1。

表1 監測項目一覽表

2.2 樁頂水平位移監測

2.2.1 基準點布設和監測點布設

測站基點根據施工段的劃分，擬布設在基坑圍護結構兩端附近的地面上，并在基坑外穩定的地方設置校核基點用以校核測站基點，數量不少于3 個且埋設于2.5 倍基坑深度之外。基點可用直徑Φ12 以上的圓頭螺釘，頂部鋸十字小槽并涂防銹漆而成，埋深不小于60 mm。埋設時用沖擊鉆鉆孔，清水沖洗干凈，并灌入水泥漿，放入圓頭螺釘固結而成。

墻頂位移每隔15 m 布置一個測點，測點采取鉆孔預埋長100 mm 直徑12 mm 的鋼筋，鋼筋端頭設置強制對中螺栓，涂防銹漆做好標志，并澆注混凝土方礅。見圖1。

圖1 水平位移監測點埋設示意圖

2.2.2 實施方法

基坑支護結構樁頂水平位移監測等級劃分選定《工程測量規范》變形測量等級三等。

使用儀器：經過國家批準的計量檢定部門檢定并取得合格證書的一級或二級全站儀和相應的配件，擬投入精度為1″的Nikon C-100 全站儀及配套的配件。

墻頂位移監測采用極坐標法。在基點架設全站儀對各監測點進行坐標測量從而得出與初始觀測值的偏差值，該偏差值不能直接反映水平位移情況，需要與原施工坐標系作一轉換計算后方可反映水平位移情況，即監測點的X 或Y 方向與基坑的縱向平行或垂直。

每次監測前應先對基點進行校核，確定無誤后方可進行監測點的監測。監測點的初測將進行2 次，以各監測點的平均觀測值作為初始觀測值。通過各次觀測值與前次觀測值和初始觀測值的比較計算得到各監測點的本次位移值和累計位移值。

2.3 側向變形監測

2.3.1 測點布置

監測孔每隔30 m 布置一個測點，同一孔豎向間距0.5 m。測點布置方法為變形監測采用測斜裝置（測斜儀+測斜管），測斜管采用壁厚5 mm，直徑70 mm 的專用測斜管。測斜管固定在鋼筋籠內，鋼筋籠應具備足夠的剛度，以防起吊過程中因變形導致測斜管破裂。先將測斜管綁扎于鋼筋籠上，盡量保持管體的鉛垂，落籠時，必須保證測斜管的一對導槽指向需測量位移的方向，管頂高出墻頂150 mm～300 mm，埋設深度宜超過最深開挖面以下3 m～5 m，測斜管兩端應密封，注滿清水，防止水泥漿、泥漿、雜物堵塞管孔。埋好管后，需停留一段時間，使導管與連續墻固連為一個整體。在墻頂冠梁施工完成后，需砌筑方墩加以保護防止測斜管被破壞，并以軟木塞密封測斜管口。測斜管安裝示意、測斜原理圖見圖2。

2.3.2 測量方法

在本監測項目中，擬使用CX 系列鉆孔測斜儀，1 次/2 天。測斜儀放入管底后，每隔0.5 m～1.0 m 由下向上拉線進行讀數，然后將測頭轉動180°再進行讀數。將兩次讀數進行比較，如相差不大取平均值作為本次的觀測讀數。根據信號傳輸線上的刻度知道測斜儀的空間高度，根據接受儀讀數知道測斜儀在該高度上鉛垂線之間的傾角，即可得出不同深度部位的水平位移值，從而可繪出立面傾斜曲線，見圖2。水平位移的警戒值為≤0.25%H 且≤30 mm(取最小值的80%為警戒值)，基坑開挖最小深度約為20 m，本工程連續墻側向水平位移監測報警值取為30 mm。變化速率不得超過1 mm/d，當連續墻側向水平位移大于1 mm/d 時，須加密觀測頻率。

圖2 測斜管安裝示意、測斜原理圖

2.4 地下水位監測

2.4.1 測點布置

在圍護結構外緣距基坑邊1.0 m 處，每隔30 m 布置一個測點。水位監測孔采用XY-100 地質鉆鉆孔，鉆孔深度視基坑開挖深度定，深度約至中風化層并深入中風化層3 m～5 m，測孔平均深度約為30 m。測孔內置φ50 PVC 灰管，測管外側以@1000 mm 梅花型布置的φ5 mm 濾水孔，外包裹濾網和鐵絲網。

2.4.2 監測方法

使用HOBO 水位自動記錄儀進行觀測。在觀測前先將儀器檢查調試完好，然后簡單用鋼絲繩懸掛在測井里即可，在其接觸到水面時自動測量記錄水位的深度。基坑開挖前丈量初始值，基坑開挖階段每3～7 天測1 次，如遇暴雨或監測數據突變，需加在監測頻率。本工程范圍的地下穩定水位埋深為6.50 m～9.60 m 之間，基坑開挖引起的坑外地下水位下降不得超過3.10 m，下降速率不得超過0.5 m/d。必要時回灌補償。

2.5 鄰近建筑物沉降、傾斜監測

2.5.1 基礎沉降

沉降監測等級劃分選定《建筑變形測量規程》變形測量等級三級，最終沉降量的觀測中誤差為±1.5 mm，閉合差（mm）。采取與區間兩端水準基點聯測法，沉降監測等級劃分選定《建筑變形測量規程》變形測量等級三級，最終沉降量的觀測中誤差為±1.5 mm，閉合差（mm）。測量儀器選用DSZ2（FS1）型水準儀、銦瓦尺。

沉降監測將先對基準點進行連測，連測次數不小于2 次，然后根據具體情況以基準點為基準，基準點、監測點、轉點組成閉合、附合或往返水準路線進行測量通過平差得到各監測點的高程值。監測點初測將進行2 次，取其高程平均值作為各監測點的初始高程值。在初測的基礎上進行以后的沉降監測，得到監測點的各次高程值。通過計算得到各監測點的本次沉降值和累計沉降值。基坑開挖前讀取初始值，取三次讀數平均值，基坑開挖期間中1 次/2 天，非開挖期間1 次/5 天。根據設計圖紙要求，本工程沉降位移的警告值為15 mm 或每天連續發展3 mm，警戒值為25 mm 或每天連續發展5 mm，控制值為30 mm。變化速率不得超過2 mm/d。

2.5.2 建筑物傾斜

本工程采用投點測水平角的方法對建筑物的傾斜度進行測設，在墻上設上中下三點連成豎線。測站布置于開闊地帶以及建筑相互垂直墻面的延伸線上，上下盡可能靠近窗口，并在基坑開挖前埋設強制對中測墩和測墩的初次觀測。

基坑開挖前讀取初始值，取三次讀數平均值，基坑開挖期間中1 次/2 天，非開挖期間1 次/5 天。測量儀器選用DSZ2（FS1）型水準儀、銦瓦尺、DJ2 經緯儀。根據設計圖紙要求，本工程的沉降警告值為15 mm 或每天連續發展3 mm，警戒值為25 mm或每天連續發展5 mm，控制值為30 mm。變化速率不得超過2 mm/d。

3 監測數據處理

3.1 量測成果整理

量測完成后，對每一個量測斷面內的每一種量測項目所得到的原始數據應及時整理，并形成正式記錄，主要文件包括：測點布設圖、原始數據記錄表；位移（應力）速度與時間和開挖面距離的變化圖；位移（應力）加速度與時間和開挖面之間的變化圖。

3.2 數據處理

利用計算機對本次監測數據進行處理可以提高數據處理效率，加快工作進度的同時，又可以保證數據處理結果的準確性,處理流程如圖3。值得注意的是，在實際工作中需結合計算機和傳感式監測儀的特點對監測工程中的零飄移和溫度補償因素進行處理。

圖3 數據處理流程圖

4 監測質量保證措施

4.1 組織完善的監測小組

結合本工程實際工況及測點布設特點，擬成立施工、監測經驗豐富，且具有結構受力分析、計算的6 人專業監測小組，并由監測小組負責編制完整、嚴密的監測計劃及監測質量審核制度，保證監測工作流程完整，環節緊密。

4.2 建立良性的信息反饋機制

建立監測小組與工程相關各單位之間的良性互動關系，及時完成監測數據的交流和信息反饋工作，發現問題，及時處理，保證信息準確、工程順利進行。

4.3 制定可行的監測實施方案

制定可行的監測實施方案，確保監測數據的真實性和可靠性，其中主要包括：制定各個監測對象的保護措施；制定由專人對量測儀器進行管理和保養，并進行定期檢驗的制度；監測過程中各項目因遵循的規范和細則。

4.4 嚴格確保工序質量

要根據設計和規范要求，按照測量工作的程序和方法耐心細致地做好測量工作，確保測量工作準確無誤；控制好各種材料的材質和強度，砂子的細度模數，粗骨料的粒徑和各項力學指標，砂石骨料的含泥量等；在施工過程中根據骨料的含水率隨時間調整；砼工程的模板要平整，支撐要牢固，澆筑前檢查水泥、骨料的備料情況，以便能連續澆筑。

5 結語

基坑工程是保證工程安全的重要手段，在實際施工過程中，應對其進行及時、全面的工況監測，以避免事故發生。基坑監測工作應遵循可靠、及時、全面的原則，進行多層次和關鍵部位的重點監測，盡早發現問題，并結合應急方案提出解決措施，保障基坑的穩定安全。