淺談新店保障房地鐵社區二期（A32地塊）基坑監測

文／胡行寬 中鐵二十二局集團第三工程有限公司 福建廈門 361000

1.監測地塊基坑概述

A32地塊總用地面積26005 平方米，總建筑面積139103 平方米；地上建筑面積93103 平方米，地下室2 層總建筑面積46000 平方米。地塊東側、南側、西側為擬建規劃路，北側為濱西加壓泵房，距離地塊紅線約30m。現場場地高程為13.4～25.7m。原始地貌位于殘坡積臺地，地勢整體呈由西北向東南方向漸傾的趨勢。整體較為開闊平坦，場地除東南角32-3# 樓原為池塘，需被人工挖填整平，其余場地為農田耕作區。場平控制性高程西側為22m，東北側（3#樓附近）為18m，東南側（4#樓附近）為17m,整體地形由西向東放坡。地下室獨立柱承臺底高程11.6m，基坑支護深度為5.4～10.4m。勘察期間測得各鉆孔地下水初見水位埋深為1.9～3.4m（水位標高為10.51～25.33m），穩定水位埋深為2.2～3.8m（標高10.81～25.73m）。

A32地塊四周均采用樁錨支護形式，周長約為620m,基坑開挖面積約25000m2，開挖深度為5～10m。基坑支護采用圍護樁結合錨索的支護型式進行支護，局部采用土釘墻、掛網噴漿支護形式。基坑降水采用基坑內布置降水井的方式進行降水。

2.基坑監測的依據

（1）《建筑基坑工程監測技術標準》GB50497-2019。

（2）《工程測量標準》GB50026-2020。

（3）《建筑變形測量規程》JGJ8-2016。

（4）《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012。

（5）基坑設計圖紙、巖土工程勘察報告等。

3.基坑監測的原則

進行基坑監測時，應遵循可靠性原則，及時、準確原則，經濟合理原則，方便實用原則，重點監測關鍵區域原則，多層次監測原則等。因此，基坑監測須由經驗豐富的工作人員，利用先進且質量過關的儀器設備進行監測，同時還要保證監測數據的準確性，以實時反映基坑圍護結構受力情況，并對基坑工程可能發生的事故做好及時防控。

4.基坑監測的重點

本工程是廈門市重點保障性住房工程，該工程基坑安全問題應引起高度重視。基坑工程在施工過程應對基坑內、外土體的水平、豎向位移、基坑卸荷回彈、支擋結構的內力、變形和整體穩定性，基坑開挖影響范圍內的地下水位、孔隙水壓力變化以及滲水、潛蝕等現象進行觀測與監測，并采取信息化施工監控，以確保基坑安全。當監測值達到報警指標時，應及時簽發報警通知，并根據監測結果提出施工建議和預防措施。

同時基坑開挖、基礎施工、排、降水過程應加強對相鄰建（構）筑物、道路、地下管線、基坑支護結構等的觀測與監測工作，以便發現問題能及時處理。基礎施工過程，若發現巖土條件與勘察資料不符或發現異常情況時，應進行施工勘察。

5.基坑監測的項目

A32地塊基坑監測點含沉降觀測點31 處，水平位移觀測點31 處，水位觀測井有16 處，深層水平位移觀測點16 處，圍護樁主筋應力觀測點22 處，錨索的應力監測點數為每層錨索總是3%，共13 處。本工程具體基坑監測項目如下：

（1）圍護樁（邊坡）頂部水平位移監測；（2）圍護樁（邊坡）頂部垂直沉降監測；（3）地下水位監測；（4）圍護樁側向變形、深層土體變形測斜監測；（5）周邊建筑、管線、道路變形監測；（6）圍護樁內力監測；（7）錨索應力監測。

6.監測的方法和監測點布置

6.1 圍護樁（邊坡）頂部水平位移監測

6.1.1 監測方法

圍護樁（邊坡）頂部水平位移監測可采用小角度法和極坐標法進行水平位移觀測。對工作基點的穩定性宜采用前方交會、導線測量和后方交會法觀測。

6.1.2 測點布置

在基坑圍護樁頂部或邊坡頂部噴射混凝土面上埋設測量釘，應確保測量釘略高出混凝土面，測釘與混凝土體間不應有松動。在穩定地方至少設置2 個基準點，以進行相互校核。

6.2 圍護樁（邊坡）頂部垂直沉降監測

6.2.1 監測目的

基坑施工過程中，圍護樁（邊坡）頂部由于基坑的開挖卸載以及其他影響基坑變形因素會發生垂直位移變形，為了監測圍護樁（邊坡）頂部垂直位移變形情況并及時發現潛在的危險，需要進行圍護樁（邊坡）頂部垂直位移監測。

6.2.2 監測方法

利用一個水準點建立閉合水準路線，對監測點進行垂直位移監測，通過水準點與監測點的高程聯測，得到各監測點的監測高程，監測一定時間間隔內各監測點的高程變化，得到各監測點的垂直位移。

6.2.3 測點布置

圍護樁（邊坡）頂部垂直沉降監測點布設同“圍護樁（邊坡）頂部水平位移”,每一個水平位移監測點同時作為一個垂直沉降監測點。

6.3 地下水位監測

6.3.1 監測的地下水水文

A32地塊地下水主要賦存和運移于素填土①的孔隙，殘積土③、全風化巖④、砂礫狀強風化巖⑤a 的孔隙、網狀裂隙及下部碎裂狀強風化巖～微風化巖（⑤b～⑦）的裂隙中。地下水類型除大部分地段的素填土①為上層滯水及局部基巖裂隙水受上覆弱透水層或相對隔水層作用為承壓或微承壓水外，其余大多為潛水。地下水主要接受大氣降水下滲補給及高處含水層的滲流補給，并大致順原地形傾向，由北側向南側滲流排泄。場地各巖土層中，素填土①屬中等透水層，總體屬上層滯水，其水量受大氣降水控制變化較大，干旱季節基本不含水，但如遇連續降雨或短時強降雨，其水量亦將較大；碎裂狀強風化巖⑤b 及較破碎的中風化巖⑥的滲透性能也相對較好，但富水性差異較大外（基巖裂隙水的富水性和導水性主要受構造裂隙的特征控制，且具各向異性，不排除局部基巖破碎帶有水量較大的可能）；其余各巖土層（②、③、④、⑤a、⑦）屬弱～微透水、弱含水層或相對隔水層，地下水量較貧乏。

6.3.2 監測的地下水埋深

A32地塊地下水位受地形地貌的影響變化較大，勘察期間處于平水期，勘察期間測得各鉆孔地下水初見水位埋深為1.9～3.4m（水位標高為10.51～25.33m），穩定水位埋深為2.2～3.8m（標高10.81～25.73m）。根據區域水文地質資料及場地地形、地貌特征，預計該場地范圍內全年地下水位變化幅度約1～3m。據本次勘察調查及收集資料，A32地塊場地歷史最高地下水位埋深約為現地面標高下2.2～3.8m；歷史最低地下水位埋深約為現地面標高下3.5～5.0m。

6.4 圍護樁側向變形、深層土體變形測斜監測

6.4.1 監測方法

在圍護結構中或圍護結構周邊土體中埋設測斜管，將測斜儀器放置于測斜管中監測圍護結構及周邊土體不同深度的水平位移變形情況。

6.4.2 監測的地塊土層特征

據地面調查及鉆探揭露，原場地存有較多池塘、沼澤地及采砂坑，現已回填掩埋，其余勘探過程未發現有古河道、隱伏暗濱、防空洞等對工程施工不利的地下埋藏物或構筑物；在各風化帶基巖中除孤石外，也未見有地下洞穴、臨空面或軟弱結構面。本場地在自然條件下無活動性斷裂、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、軟土震陷等不良地質作用和地質災害，也無古河道、溝塘、防空洞、地下洞穴、臨空面等對工程不利的地下埋藏物。范圍內無地下管線分布，監測條件較好。

6.5 周邊建筑、管線、道路變形監測

6.5.1 監測方法

為了監測周邊建筑、管線、道路在施工期間的變形情況，擬在基坑周邊建筑、管線、道路變形監測點，利用全站儀及精密水準儀監測測點的變形情況，從而了解周邊建筑、管線、道路在施工期間的變形情況，分析周邊建筑、管線、道路的穩定情況。

6.5.2 測點布置

基坑邊緣以外1 倍～3 倍的基坑開挖深度范圍內需要保護的周邊環境應作為監測對象，必要時尚應擴大監測范圍。當基坑鄰近軌道交通、高架道路、隧道、原水引水、合流污水、重要管線、重要文物和設施、近現代優秀建筑等重要保護對象時，監測點的布置尚應滿足相關管理部門的技術要求。

6.6 圍護樁內力監測

6.6.1 監測目的

監測圍護樁隨著基坑開挖深度的增加、施工工況變化的影響情況。了解圍護樁臨土面水土壓力傳來的水平荷載引起圍護樁變形后，圍護樁沿深度方向及環向應力分布情況及彎矩大小情況。

6.6.2 監測方法

圍護樁內力大小是反映圍護結構是否安全的最直接指標。在鋼筋籠焊接完成后，在計算彎矩最大的部位，受拉區與受壓區均布置測點。將鋼筋籠的一根主筋切斷，換上同直徑的鋼筋計，將鋼筋計固定端與主筋焊接，在焊接過程中要不斷向鋼筋計傳感器灑水，使之不斷冷卻，確保不會由于高溫而使線圈燒壞。采用頻率讀數儀讀取應變計的頻率值。軸力計、應力計、應變計測試計算一般公式：

6.6.3 測點布置

圍護樁內力監測斷面的平面位置應布置在設計計算受力、變形較大且有代表性的部位。監測點數量和水平間距應視具體情況而定。豎直方向監測點間距宜為2m～4m 且在設計計算彎矩極值處應布置監測點，每一監測點沿垂直于圍護樁方向對稱放置的應力計不應少于1 對。

6.7 錨索應力監測

6.7.1 錨索測力計概述

A32地塊錨索測力計采用環形多弦設計，環形材料為彈性鋼材，經過多級穩定性處理，振弦采用特種強鋼絲，智能傳感器直接顯示索力值而非只顯示振弦頻率。連接多通道讀數儀可同步采集多弦頻率并在最短時間內顯示索力值，此功能可用于現場纜索張拉時施工控制。

6.7.2 錨索測力計工作原理

A32地塊錨索測力計在測力鋼筒上均布著數支振弦式應變計，當荷載使鋼筒產生軸向變形時，應變計與鋼筒產生同步變形，變形使應變計的振弦產生應力變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出引起受力鋼筒變形的應變量，代入標定系數可算出錨索測力計所感受到的荷載值。

6.7.3 錨索測力計安裝要點

安裝時將測力計安裝在錨墊板和錨具之間可以長期測量纜索張力。如果將測力計放置在張拉端也可以使用錨索計校正千斤頂進行纜索張拉施工控制。測力計的多弦設計是為了解決使用過程中可能出現的偏心現象，但是嚴重的偏心還是會影響測量精度，為了確保測量精度，測力計安裝使用時盡可能讓測力計筒體均勻受力，因此測力計在選擇、安裝使用時盡可能滿足下列條件：

（1）合適的測力計尺寸和量程，盡量使測力計的內孔直徑與錨墊板孔徑、錨具尺寸一致。

（2）錨墊板平整且與纜索索力方向垂直。

（3）錨墊板與錨具面平行。

（4）安裝時盡可能使纜索，錨墊板，錨索計錨具、千斤頂五體中心同軸。以上條件不能理想達到時請在測力計兩端增加力緩沖墊片。計算公式如下：

7.監測工作量、周期與監測頻率

7.1 監測工作量

表1 保障房地鐵社區二期A32地塊基坑監測工作量

7.2 監測周期

基坑工程監測貫穿基坑開挖前的準備工作到地下工程（包括地下室結構完成、基坑回填完畢）完成整個過程，根據基坑類別、基坑及地下工程的不同施工階段以及周邊環境、自然條件的變化等綜合考慮來確定基坑工程監測周期。

7.3 監測頻率

監測頻率按下表執行。

表2 監控量測頻率表

表3 監測控制值

8.監測預警與異常情況下的處理措施

（1）監測預警按下表執行。

（2）在深基坑區域內施工極可能發生物體打擊、機械傷害、高處墜落、坍塌、觸電等重大傷亡事故。為針對可能發生的緊急情況做出應急準備和響應，需制定專項應急預案。

9.監測數據處理與信息反饋

9.1 監測簡報

每次實測數據后，應及時出具簡報并報送甲方人員簽收。若發現數據異常應立即再次現場監測，以核實監測結果。若在監測中發現達到預警值應及時書面向監理和業主報告，并在第一時間電話通知業主、監理和施工方以及設計院。

9.2 總結報告

基坑施工結束后，對所測資料進行全面地綜合計算分析，一個月內提交最終分析成果報告，形成具體總結報告一式五份交付甲方。