漳州某建筑工程深基坑监测技术分析

林恒雨

摘 要：深基坑开挖期间容易产生土体变形，需要适时进行监测。本文结合漳州市测绘地理信息中心建设工程项目，对基坑坡顶、周边建筑等进行监测，分析了基坑监测频率、基坑监测控制标准和险情预报。

关键词：深基坑;位移;监测

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）35-0104-03

Analysis of Deep Foundation Pit Monitoring Technology for

a Construction Project in Zhangzhou

LIN Hengyu

（Zhangzhou Design Research Institute of Surveying and Mapping，Zhangzhou Fujian 363000）

Abstract： Soil deformation is prone to occur during the excavation of deep foundation pits， and monitoring is needed at an appropriate time. Based on the construction project of Zhangzhou Surveying and Mapping Geographic Information Center， this paper monitored the pit slope and surrounding buildings， analyzed the pit monitoring frequency， the pit monitoring control standard and the danger forecast.

Keywords： deep foundation pit;displacement;monitoring

漳州市測绘地理信息中心建设工程由漳州市测绘设计研究院组织建设，其主要从事城市测绘设计、科研、开发和应用等基础工作。项目位于漳州市龙文区龙溪南路西侧，占地面积约为1 300m3。该工程由地上六层办公建筑和地下二层车库组成。工程范围内无架空线路布设，场地北侧、西侧有天然气管线通过。基坑支护采用内支撑支护形式，开挖深度约为7.390～9.060m。

1 基坑监测项目及方法

基坑监测的目的在于实时记录现场数据，并将监测记录与设计单位提供的设计值进行对比分析[1]。当监测记录的数值大于设计值且超出规范时，监理单位应及时反馈并采取措施，避免支护结构的破坏以及其他事故。其间要以施工过程中的实时监测记录为基础，指导现场施工，实现信息化施工。

1.1 监测项目

基坑监测项目主要依据基础工程的各种特点确定[2]。在进行基坑设计时，本工程综合考虑了基坑施工现场的环境、支护形式、支护工艺等因素，确定了7个监测项目，如表1所示。

表1 基坑工程监测项目

[序号 监测项目 点数 备注 1 基坑坡顶水平位移 10 — 2 基坑坡顶竖向位移 10 — 3 深层水平位移（测斜） 7 — 4 地下水位 2 — 5 周边建（构）筑物竖向位移 18 含周边地表沉降点5个 6 周边建（构）筑物水平位移 8 — 7 支撑内力 6 — ]

1.2 基坑监测点布设及观测方法

监测点的布设密度和位置主要由现场施工环境、基坑设计等级和基坑现场条件等确定，当然，布设点需要征求建设单位同意。最终所确定的监测点必须能准确反映基坑现场的实时情况，能预测未来的演变趋势，达到设计要求，实现信息化施工。

1.2.1 监测基准点。监测基准点需要布设在基坑范围外50m左右或者基坑开挖深度3倍以外不再受施工影响的区域，该基准点布设位置必须无遮挡物，视线良好。本工程高程基准点共布设4个，标号为H1～H4;平面监测基准点4个，标号为D001～D004。

各监测点在布设完成后进行初始数据的观测，高程监测基准网采用DNA03仪器进行观测（依据国家二级水准测量标准），平面监测基准网采用中海达GPS静态观测。

1.2.2 基坑坡顶及周边地表位移监测。具体包括基坑坡顶水平位移监测、基坑坡顶竖向位移监测、周边建（构）筑物（地表）沉降及水平位移监测、基坑周边土体深层水平位移观测（测斜）。

1.2.2.1 基坑坡顶水平位移监测（10个）。一是测点布置，基坑顶土体水平位移监测点共布设10个，编号为S1～S10。二是测点埋设，在基坑顶确定布点的位置用冲击钻冲击成圆柱孔，并将水平位移监测点布设其中。监测点材质为钢材，同时标记监测点号。三是量测原理及计算，基坑坡顶水平位移监测采用极坐标法。本研究以项目所在地的漳州坐标系为平面的基本坐标系，利用基坑周边的2个E级控制点平面坐标，布设平面控制网后测量距离与方位角，求出各点位的坐标。四是测量仪器及精度，采用徕卡TS02型全站仪。精度：测角精度为2″，测距精度为2mm+2D×10-6（D为实测距离，单位为km），最小读数至1mm。设计控制值为30mm。

1.2.2.2 基坑坡顶竖向位移监测（10个）。一是测点布置，基坑顶土体水平位移监测点兼做坡顶竖向位移监测，共计10个，编号为J1～J10。二是测点埋设，与基坑坡顶水平位移监测监测点一致，标记监测点号采用竖向位移点号。三是量测原理及计算，基坑坡顶竖向位移监测采用国家四等水准测量法。高程坐标系采用1985国家高程坐标系，利用基坑周边的2个高程点布设高程控制网，然后采用国家四等水准测量法测量后求得各监测点的高程。四是测量仪器及精度，采用徕卡DNA03型电子水准仪与铟钢水准尺，其精度要求如下：DNA03型电子水准仪每千米往返测高程精度为0.3mm，最小读数为0.01mm。

1.2.2.3 周边建（构）筑物（地表）沉降及水平位移监测。一是测点布置，周边建（构）筑物沉降监测点共布设18个，编号为J11～J25、LJ1～LJ3;因联丰浩苑建筑物地下未找到预留沉降点，且因现场实地条件限制，无法布设沉降观测点，故采用S16～S18兼做沉降观测点，编号为J23～J25，用三角高程观测方法测定沉降值，同时，在联丰浩苑南侧地表布设三个沉降观测点LJ1～LJ3监测基坑北面沉降量，弥补因三角高程测量可能导致的沉降量不确定性因素造成的误差。水平位移监测点共布设约8个，编号为S11～S18。二是测点埋设，在确定布点的位置用冲击钻成孔，安装沉降监测点（或采用建筑物已有沉降点），水平位移监测点采用莱卡反射片贴在确定布点的建筑物面上。沉降监测点采用统一规格的钢质监测点。三是量测原理及计算，采用基坑坡顶水平位移监测和基坑坡顶竖向位移监测量测原理及计算方法。

1.2.2.4 基坑周边土体深层水平位移观测（测斜）（10个）。一是测点布置，在布置基坑周边土体深层水平位移观测点时，要以设计单位提供的设计要求为依据，结合基坑支护结构平面布置图和现场实际情况进行布设。二是测点埋设，测斜管埋设深度约为12m，测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头牢固固定，密封，测斜管安放就位后调正方向，使管内的一对测槽垂直于测量面（即平行于位移方向），调正方向后盖上顶盖，保持测斜管内部的干净、通畅和平直。做好清晰的标示和可靠的保护措施。总计埋设10个点，测点编号为X1～X10。三是工作原理，测斜观测实际上是测量不同深度的相对位移量，因此必须在开挖之前首先测定初始值，进行两次以上的观测，每次与前一次比较，待数值稳定后可作为初测值。测斜资料的计算及整理过程需要结合计算机完成，利用配套的软件完成计算机与记录器之间的通信及数据入库管理。四是测量仪器及精度，采用CX-系列智能数字测斜仪，分辨率为±0.001mm/500mm，探头精度为±1mm/25m，角度测量范围为0°～±15°。

1.2.3 地下水位监测。一是测点布置，一般每隔20～30m水平距离布置一个水位管（基本保证每一个施工段一个水位管）。和出入口基坑底深度一致，地下水位监测点根据基坑支护设计要求进行布设，共计4个，编号为SW1～SW4。二是测点埋设，地下水位监测点应根据设计单位提供的基坑支护结构平面布置图和现场具体情况确定。水位管居上，透水部位居其下部，两者的埋设深度均由地勘单位提供的地勘资料和工程实际情况综合决定。一般水位管的材质为PVC管，在埋设水位管时，先用钻孔机打孔，当钻孔机打孔至满足水位管的埋深要求时，谨慎将PVC水位管插入钻孔内，完成后，用黄砂进行回填处理，回填深度以超过透水头1m为原则，最后用膨润泥封孔，封孔高度达到孔口位置即可。三是工作原理，本工程的地下水位监测采用传统的电测水位仪，监测时将电测水位仪的前端探头沿水位管的位置向下试探，当探头遇水时，电测水位仪的上端接收仪会做出相应的反应，此时根据测量探头下探的深度来确定地下水位的位置深度。四是测量仪器及精度，采用SWJ-8090型钢尺水位计，最小读数为1mm，重复性误差为±2mm。

1.2.4 支撑应力监测。一是测点埋设，依据监测平面布置图，支撑结构施工时，在钢筋绑扎完成后，应力计安装在指定被测监测截面上，在监测截面上下主钢筋上分别布设一个应力计，得到应力值。按照相关规范，应力计需要安装在主筋上，绑扎钢筋时需要切断主筋，预留应力计位置。应力计与两侧主筋的连接方式则采用电弧焊焊接。应力计安装完毕后，在浇筑混凝土之前，须进行应力计的数据采集，因现场施工环境复杂，对应力计应加以保护，并实时更换损坏的应力计，避免出现数据采集错落的情况。总计埋设6个，编号为Y1～Y6。二是工作原理，基坑开挖中受周围土压力、立柱位移引起的应力及其他荷载的作用，支撑体系应力会受到影响。人们可以通过埋设在混凝土主筋上钢筋测力计的应力及钢支撑顶部应力计的测量读数变化，监测钢筋的应力变化。三是量测原理及计算，采用振弦式钢筋应力计，直接测读钢筋应力，换算得出轴力。四是测量仪器及精度，采用GXR-1010型振弦式钢筋应力计，量程为100MPa（抗压强度），200MPa（抗拉强度），规格暂取[Φ]24mm，分辨率为0.05%F·S。采用BP-32型频率读数仪，分辨率为±0.1Hz。

1.3 基坑监测频率

按照工程进度的安排，基坑监测点的布设必须在基坑开挖前完成，同時应进行初始观测并记录。本工程的监测项目及监测频率如表2所示。

表2 各监测项目及监测频率

基坑监测工作开始于基坑工程，结束于地下工程，对于特殊要求，根据需要，延长观察周期，直至变形趋于稳定方可结束。

表2中的监测频率贯穿于基坑施工的全过程，可根据相关设计要求和现场监测点的实时反应灵活地增减频率。当结构施工至正负零时，减缓监测频率，一周内视情况结束观测。

2 基坑控制标准及预报

根据相关设计规范及本工程中的基坑特点，本研究确定了12个预警监测项目，当任意一种监测项目超标时即发生预警，相关控制标准如表3所示。

3 结论

很多建筑在基坑施工过程中都会产生基坑变形，因此基坑监测显得尤为重要。通过开展基坑监测，人们能及时应对突发状况，避免严重的安全事故。本项目基坑施工期间，基坑内土体的开挖、坑内降水等行为会造成基坑内外水、土压力的水平移动，引发周边土体下沉和周边环境变形等现象。在本工程的基坑监测过程中，极个别检测点因为施工等原因超出警戒值的现象偶有发生，但依据监测数据，属正常现象，支护结构相对稳定，未发生重大险情事故，因此信息化施工监测在本项目基坑施工中取得了一定效果。

参考文献：

[1]汪丽，张军平.基于北斗模块的基坑施工监测系统的研发及应用[J].中国锰业，2018（6）：199-202.

[2]杨仲杰，邓稀肥，邬家林.深大基坑自动化监测数据分析与预测研究[J].施工技术，2018（4）：148-151.