基坑監測測量在工程建設中的應用

［關鍵詞］基坑監測;工程建設;包頭萬科;位移監測

當今基坑監測中主流方法為距離變化法、角度變化法。包頭萬科中央公園南區項目在基坑監測中，利用新技術、新方法，將圍護墻頂豎向位移及周邊道路豎向位移監測方法、圍護墻頂水平位移監測方法及深層水平位移監測方法結合使用，對基坑各位置的位移量進行數據收集并分析。對基坑頂底板位移、周邊道路豎向位移及深層水平位移均列為監測項目，對基坑位移變形進行全方位監測，為項目建設提供了充分的技術數據依據。

1. 工程概況

包頭萬科中央公園項目南地塊基坑監測，項目位于包頭市青山區清源路與青山路東北角，南側緊鄰青山路，西側緊鄰清源路。包頭萬科青嵐房地產開發有限公司中央公園項目南地塊南北向長約401 m，東西向寬約173 m，基坑開挖面積約69373㎡；整平標高為1069.32～1073.89m，坑底標高為1062.25～1065.5m，土質基坑。住宅樓采用CFG樁復合地基，基礎采用筏板基礎，地下車庫采用天然地基。基坑支護設計方案均采用土釘墻，基坑支護安全等級為二級。基坑周邊范圍內無任何地下管線敷設。

施工監測的主要目的為：（1）通過監控測量了解基坑在施工過程中的動態變化，分析工程施工對周邊環境的影響程度及可能產生較大變形的薄弱環節。（2）可以及時發現基坑的不穩定因素：第一時間掌握基坑在開挖過程中其支護體系各部位的工作性狀和周圍環境的影響程度，在獲取監測數據的同時能及時反饋與工程建設相關的信息，使基坑在建設過程中保持安全狀態。（3）通過監測數據，為類似工程的設計、施工及規范修改提供參考和積累經驗。

根據GB50497-2019《建筑基坑工程監測技術標準》等現行規范和標準的規定，結合基坑支護設計文件及工程具體條件，確定本次施工中的監測內容包括：

（1）基坑周邊道路監測：基坑周邊西側道路沉降觀測點23個，編號采用1～23；（2）基坑坡頂監測：基坑坡頂位移觀測點66個，編號為1～59，加密點號為25-1、28-1、29-1、51-1、52-1、54-1、55-1；（3）基坑深層土體監測：深層監測點23個，編號為1～23。

2. 外業施工

2.1設備及精度要求儀器設備主要包括：ZTS-420 R 全站儀1 臺、蘇一光DS05水準儀1臺、CX-901 F測斜儀1臺、2m銦瓦條碼尺2只、輔助設施設備有電腦4臺及車輛。

儀器精度要求

如下：在使用DS05級自動安平水準儀對基坑沉降進行監測時，要求監測精度為0.5 mm；在使用全站儀中海達ZTS-420R對樁頂水平位移進行監測時，要求監測精度為2″，2 mm+2 ppm；在使用CX-901F測斜儀對深層水平位移進行監測時，要求監測精度為±2 mm/20 m。

2.2基準點埋設

本項目共埋設基準點4個，場地內部布設2個用于聯測基坑變形量，西側清源路南北兩頭各布設1個，用于聯測道路沉降，同時防止場區內基準點在施工過程中破壞，均采用十字測量釘，編號為A1-A4。

（1）基坑周邊水平與豎直位移監測點的布設

在原有地貌基礎上挖深一米左右并灌注混凝土，觀測釘采用一端帶十字絲鋼筋，長度為1.5 m，混凝土樁規格為直徑30 cm的圓形樁，外露地面約10 cm，外露部分采用黃色油漆涂刷[1]，頂部采用紅色油漆涂刷。

制作方法：運用鉆機打孔，深度約為1 m，將鋼筋帶有十字絲一端向上植入土體，進行混凝土樁澆筑，樁間距小于20 m，且在有陽角部位布設觀測點，警示標志采用黃底黑色字體警示牌，規格為60 cm×40 cm；基坑頂部水平與豎直位移觀測點共布設59個，編號為1～59；用于基坑頂部水平與豎直位移監測。

（2）深層水平位移觀測點的布設

測斜管采用塑料管，測斜管規格為直徑700 mm，長度2 m。測斜管埋設時采用鉆機導孔，導孔要求垂直，傾斜度小于1度，鉆孔直徑1080 mm，與測斜管匹配。

該項目基坑設計為二級基坑，開挖深度平均7 m，土質為粉土或砂石，根據要求，測斜管埋設深度不宜小于基坑開挖深度1.5倍，本項目埋設深度為11 m，根據本工程支護結構深層位移觀測點設置在護坡頂部共23個點位，編號為1～23；埋設間距為50 m，用于深層土體位移監測。

（3）周邊市政道路沉降點布設

基坑西側清源路沉降觀測點采用GPS十字鋼釘，十字釘長度為10 cm，植入道路東側油面，距道牙石約0.2 m，將不銹鋼沉降觀測標識牌一并釘于路面，警示路人車輛注意保護，同時在道牙石上面噴涂統一字體的編號，顏色采用紅色油漆；周邊道路豎直位移觀測點布設23個，布設間距為20m，編號為L1-L23；用于周邊道路豎直位移觀測。

2.3監測方法

（1）圍護墻頂豎向位移及周邊道路豎向位移監測方法：

監測儀器：精密水準儀，2 m條碼尺。

監測工作開始以前，對所要使用的儀器和標尺的各項指標按要求進行檢驗。觀測點通視良好，利于精密儀器測量。

（2）圍護墻頂水平位移監測方法：

監測儀器：中海達ZTS-420R全站儀。位移監測采用極坐標法。

極坐標法適用于基坑四邊的水平位移觀測，將測站設在基坑外基準點1上，后視基準點2逐一對工作基點進行數據采集。

（3）深層水平位移監測

測斜管道埋設：測斜管采用PVC管。管端接口要求密合。測斜管設于地基土體水平位移最大的平面位置，埋設位置要求距離路堤邊坡坡口外線大于3.0 m。

測斜數據采集：將測斜導管預埋設后立刻對導管埋設位置的初始值進行測定。測斜儀探頭要求沿測斜管導槽底部由下而上每隔0.5 m 讀取測量數值，而后探頭旋轉180°按照同樣方法測得第二次測量數值，兩次讀數差值為該點的位移差。利用測斜儀定期對管道的形變情況進行監測然后通過縱向比較各期的監測數據，得到管道沿深度在監測期間的形變情況。監測操作中，每0.5 m正反讀數一次。換算出標準基本長度范圍內的水平位移，以此得到測孔全長范圍內的水平位移。

3. 監測頻率和數據分析

3.1監測頻率

本項目每天監測一次（表1）。

3.2監測報警值

通過對本項目各項監測數據的分析，對比《建筑基坑工程監測技術標準》（GB50497-2019），確定沒有達到預警值，數據見表2。

3.3監測結果及分析

（1）基坑豎向位移監測

使用精密水準儀（S05級）、2 m 條碼尺，以BM1為基準聯測JC01-JC04形成一條閉合的水準路線，經過數據平差得出豎向位移成果[2]。

沉降觀測數據使用建筑物沉降分析軟件ZH Subside2.0進行處理。軟件通過周期過程中的沉降變化情況分析。沉降觀測表中觀測次數即為觀測周期數，本表還包含本次的累計沉降量。綜合分析表是對每棟建筑物中各個觀測點的分析，包括每棟建筑物在該觀測周期中最大沉降點的沉降量和最小沉降點的沉降量及其沉降變化速度，通過其變化速度的大小判斷此建筑物的沉降是否穩定。

（2）基坑豎向位移監測結果分析

曲線圖表明：①豎直位移累計變化最大量為3.62 mm，小于累計報警值50 mm；變化速度為0.01 mm/d，小于變化速度報警值5 mm/d。②各監測點整個監測期間表現比較穩定；③整個監測期間地表未發生拱起、塌陷等異常。

4. 結論

基坑豎向位移監測及基坑水平位移監測各278次，基坑周邊建筑物沉降觀測272次，深層水平位移監測310次。本工程在基坑監測過程中將圍護墻頂豎向位移及周邊道路豎向位移監測方法、圍護墻頂水平位移監測方法及深層水平位移監測方法結合使用，對基坑各位置的位移量進行數據收集并分析。該方法是我單位在包頭地區的首次應用。監測結果表明：各監測點豎向位移及其水平位移，基坑周邊道路沉降及深層水平位移結果分析，整體情況均正常，基坑在整個監測期間未發生流沙、拱起、裂縫、坍塌及管涌等異?，F象。各項數據指標均滿足《建筑基坑工程監測技術標準》（GB50497-2019）的要求，這也為包頭地區建筑基坑監測工作開創了先河。