深基坑监测技术及应用

深基坑监测技术及应用

莫如成刘少靖

广西水文地质工程地质勘察院545006

摘要：本文以作者在生产实践中对深基坑的安全监测为背景和主线，以风险管理、事故预防作为工作思路，并结合本工程实施中的经验，对复杂条件下深基坑工程的监测全过程进行系统介绍。

关键词：深基坑监测；水平位移监测；沉降监测

1前言

随着地下空间开发利用需要，基坑工程的规模也得到迅速发展，且大多位于建筑密度大的区域，对基坑稳定、变形和环境影响有严格要求。因此应用国内外在深基坑监测领域最新的理论研究成果，对典型基坑进行总结、分析，进而完善监测设计与实施，具有重要的现实意义。本文对深基坑监测的流程进行阐述，对今后类似的大型基坑工程的监测设计和实施具有一定的指导意义。

2工程实例

2.1项目概况

某市综合市场改造项目基坑周长约620m，面积约为15000m2，开挖深度为11.8m～14.5m，安全等级为一级，重要性系数为1.1。该基坑工程西北角距车站约20米；北面紧靠大酒店，基坑边线距该酒店主楼13.40米，距裙楼最近处为6.6米；基坑东侧为居民房，距基坑边线约15米。基坑施工期间，附近汽车站仍在正常营运，人员车辆较多，对监测工作带有一定的影响。

2.2监测目的、项目和监测精度

监测目的：为信息化施工及设计优化等提供依据，进一步指导现场施工，通过监测和预警，可以及时发现安全隐患，确保基坑及周边环境的安全。

监测项目：（1）基坑围护墙（边坡）顶部水平位移及沉降监测；（2）基坑周边建筑物顶部水平位移监测；（3）基坑周边建筑物及地表沉降监测；

监测精度：基坑围护墙（边坡）顶部及周边建筑物顶部水平位移、沉降均按《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）中二等的精度进行施测，即水平位移观测点坐标中误差≤±3.0mm、沉降观测点测站高差中误差≤±0.5mm。

2.3监测频率

监测频率以能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则，以便于对设计与施工进行动态控制，纠正设计与施工中的偏差，保证基坑及周边环境的安全为基本原则。根据基坑监测频率宜按设计要求执行，也可根据各监测对象的实际变形情况，在监测值相对稳定的情况下，适当降低监测频率。当出现下列情况之一，应提高监测频率：Ⅰ监测数据达到报警值；Ⅱ监测数据变化较大或者速率加快；Ⅲ存在勘察未发现的不良地质情况；Ⅳ超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工；Ⅴ基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏；Ⅵ支护结构出现开裂、周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；Ⅶ邻近建筑物突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；

2.4监测实施过程

2.4.1水平位移监测

（1）基准点的选埋

水平位移基准网是水平位移监测的依据，基准点应设置在变形区域以外位置稳定、易于长期保存和方便使用的地方。根据基坑周边建筑物密集和通视条件较差的实际情况，在基坑周边选埋了4个基准点和3个工作基点，所有水平位移基准点和工作基点均埋设安装有强制对中装置的观测墩。基准网采用二等布网，将基准点和工作基点纳入其中布设成由2个折叠大地四边形组成的边角网，平均边长约230米，最长边约308米。

（2）基准网的施测

水平位移监测基准网按《建筑变形测量规范JGJ8-2016》平面控制网二等的精度进行施测，水平角和距离使用NET05全站仪自动观测4个测回测定。为检测基准网点的稳定性，基准网在监测过程中按4-6个月复测一次，数据处理使用清华山维《工程测量控制网平差软件Nasew95》软件。

（3）监测点的埋设和施测方法

基坑围护墙（边坡）顶部水平位移监测点沿基坑周边冠梁或边坡顶按规范及结合实际情况埋设35个点。基坑周边建筑物顶部水平位移监测点埋设在与基坑相邻的建筑物顶部墙体角点和中部，共布设了28个水平位移监测点；

基坑围护墙（边坡）顶部及基坑周边建筑物顶部水平位移监测点的施测是使用NET05测全站仪在基准点或工作基点（每次观测前均按与基准网相同的等级要求重新测定其坐标作为该次监测的起算数据）上设站采用极坐标法分组测定，每组同时联测2个以上基准点，水平角、距离观测2测回，距离均施加仪器加常数、乘常数和气象改正。

2.4.2沉降监测

（1）基准点的选埋

沉降监测基准点是进行沉降监测的基本依据，点位必须设置在稳定、便于长期保存且易联测的地方。根据沉降监测对象的分布情况，共埋设了4个沉降基准点。

（2）沉降基准网的监测及稳定性分析

沉降基准网按《建筑变形测量规范JGJ8-2016》沉降观测二等的精度，使用美国天宝DiNi03数字水准仪往返测定。为检查各基准点的稳定性，基准网在监测过程中按4-6个月复测一次。

（3）监测点的埋设和施测方法

按规范及结合实际情况，在基坑围护墙（边坡）顶部共布设了35个沉降监测点（与水平位移共用一个点位），在基坑周边建筑物及地面布设了91个沉降监测点，在沉降基准点基础上，将基坑围护墙（边坡）顶部、基坑周边建筑物及地面沉降监测点组成沉降监测网，即将上述监测点逐个敷设成水准路线并组成结点水准网，沉降监测网的施测按《沉降观测二等（即观测点测站高差中误差≤±0.5mm）的精度，使用DiNi03数字水准仪首期往返测定，其它周期按单程测定。室内数据处理采用《科傻地面控制测量数据处理系统6.0》软件按测站定权进行严密平差计算。

2.5监测数据处理

监测数据应及时分析整理，绘制位移随时间变化的关系曲线图，并对其发展趋势做出评价

3结语

（1）要根据工程的实际情况和监测对象多样性、复杂性、实时性，制定详细、经济合理、技术先进的监测技术方案。

（2）涉及到深基坑要采用成熟的监测手段，使用高精度、自动化程度高的仪器设备（如测量机器人、数字水准仪）和与之相配套的数据处理软件，实现野外数据的快速采集及室内处理一体化，提高工作效率，及时提供监测数据。

（3）布设的监测基准点、监测点宜应进行专门的设计，以保证其稳定性和观测数据的准确性、连续性和完整性，如水平位移基准点和工作基点全部采用带强制对中装置的观测墩，监测点全部埋设强制对中螺杆并使用固定的照准棱镜及基座。

参考文献

[1]JGJ8-2016.建筑变形测量规范[S]

[2]GB50497-2009.建筑基坑工程监测技术规范[S]

[3]赵吉先等.精密工程测量.科学出版社.2009

[4]林鸣，徐伟.深基坑工程信息化施工技术.中国建筑工业出版社.2006

[5]高俊强，严伟标.工程监测技术及其应用.国防工业出版社.2005

[6]黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理.武汉大学出版社.2003