工业与民用建筑基坑变形测量

工业与民用建筑基坑变形测量

张少东

张少东

（河北省保定地质工程勘查院，河北，保定，071051）

【摘要】本文主要介绍了工业与民用建筑基坑变形监测技术方案，变形监测施工的方法、监测成果等。

【关键词】建筑基坑；变形观测

依据规范和建设主管部门对建筑基坑施工相关文件、基坑设计的要求，为确保建筑物地下基坑施工及周边环境的安全性和可靠性，使基坑开挖和施工期间的变形得到有效控制，保证其不对基坑自身及周边环境造成破坏性影响，用科学的数据指导基坑信息化施工，保证施工安全，对建筑基坑进行变形监测。

1．工程概况

本工程为一幢地上18层办公楼和地下2层地下室组成，拟建基坑南北向长约60米，东西宽35米，基坑开挖深度10.0米，拟采用框架剪力结构。建筑物等级为Ⅱ级，地基基础设计等级为乙级。

2．场地岩土工程及周边环境

2.1工程、水文地质条件

根据建筑岩土工程勘察报告，该区地层居华北地层区，华北冲洪积平原分区。本工程基坑开挖深度为10.0米，基础主要落在第⑹修理工砂及⑺粉土层，地基承载力fspk≥270kpa。基坑周边环境及工程地质条件较复杂，破坏后果较严重，基坑工程安全等级综合确定为二级，拟建场地勘察期间未发现地下水。

2.2周边环境条件

基坑东侧、北侧比较空旷，南侧10米为围墙，砖混结构，基坑西北侧约6米为1层小房，砖混结构，条形基础，场地周围无地下管网及污水管等设施。

3．作业依据

（1）《建筑变形测量规范》JGJ/8-2007

（2）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006

（3）《地基与基础工程施工及验收规范》GJ/T8-2007

（4）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009

（5）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

4．观测目的

基坑工程施工过程中，支护结构的受力经常发生动态变化，因此必须在基坑工程施工期间开展严密的现场观测，才能保证基坑及周边环境的安全，保证建设工程的顺利进行。开展基坑工程现场观测的目的主要为：

（1）通过观测随时掌握岩土层和支护结构内力、变形的变化情况以及周边环境中各种建筑、设施的变形情况，将观测数据与初始值进行对比、分析，以判断前步施工是否符合预期要求，确定和优化下一步施工工艺与参数，以此达到信息化施工的目的，使得观测成果成为现场施工工程技术人员作出正确的判断的第一手资料。

（2）为基坑周边环境中的建筑、各种实施的保护提供依据。通过对基坑周边建筑、道路等的现场观测，验证基坑工程环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题并采取有效措施，以保证周边环境的安全。

5．监测项目

为了及时收集、反馈分析周围环境要素在施工中的变形信息，实现信息化施工，并保证施工安全，综合本工程周边环境状况及围护结构和支护体系的特点，遵照基坑设计的相关要求，本工程共进行如下几项基坑监测工作：

（1）支护结构坡顶水平位移观测

（2）支护结构坡顶垂直位移观测

（3）周边地表裂缝（位置、裂宽）观察

（4）巡视检查

6．基准点及监测点布置

6.1基准点的布置

基准点预埋设在视野开阔、载重车辆少，地面基础稳定，易于保存的地方，并且设置在距基坑开挖深度二倍距离之外的稳固安全地带，位移、沉降监测用的基准点不少于三个，计划埋设并观测控制点3点，初始值应在开工前连续观测三次后取中，编号按阿拉伯数字顺序编排，点号前冠分别为字母“KZ”。

6.2监测点的布设

观测点的位置尽可能地反映观测对象的实际受力、变形状态，以保证对观测对象的状况做出准确的判断。基坑边坡顶部的水平和垂直位移观测点沿基坑周边布置，观测点水平间距不宜大于15m。一般基坑每边的中部、阳角处变形较大，所以中部、阳角处应尽量多埋设测点。为便于监测，水平位移观测点宜同时作为垂直位移的观测点。

7．监测方法

7.1基准点测量

7.1.1平面控制

基准点的平面控制为四等导线测量，鉴于此次平面控制点测量的精度要求较高，观测时要求尽量提高仪器对中精度；四等导线的平差使用南方平差易软件。四等导线的主要技术要求：附合路线长度≤10公里，平均边长≤1600米，每边测距中误差≤±18毫米，测角中误差≤±2.5秒，测回数（1秒）为4个测回，方位角闭合差≤±5，导线全长相对闭合差≤1/40000。

7.1.2高程控制

基准点的高程控制采用二等水准测量。二等水准测量使用TrimbleDINI12型电子水准仪和条形码铟瓦水准标尺进行施测，往测时，观测顺序为“后―前―前―后”，返测时，观测顺序为“前―后―后―前”按程序的提示进行操作。

二等水准观测的主要技术要求：视线长度≤50米，前后视距差≤1.0米，每站的前后视距累计差≤3.0米，三丝能读数，基辅分划读数差为0.4毫米，基辅分划所测高差之差为0.6毫米。

7.2水平位移观测

坡顶水平位移观测使用拓普康0.5秒全站仪采用极坐标法施测，全站仪架设在基准点上，定向检核应达到《工程测量规范》有关要求，监测点测量使用位移专用精密对中杆，直读观测点坐标3次，内业3次读数取中作为本次测量结果。

7.3垂直位移观测

坡顶垂直位移观测按二等水准测量进行，使用TrimbleDini12型电子水准仪和条形码铟瓦水准标尺进行施测，往测时，观测顺序为“后―前―前―后”，返测时，观测顺序为“前―后―后―前”按程序的提示进行操作。要求视线长度≤30米、前后视距差≤1.0米、累计距≤3.0米、视线高度≥0.3米。

8．观测期限和观测频率

8.1观测期限

基坑坡顶水平位移和垂直位移，观测期从开槽后基础施工到基坑回填结束。

8.2观测频率

根据规范确定基坑类别为二级，观测频率按施工进程确定：当开挖深度≤5米，每3天观测1次；当开挖深度为5～10米，每2天观测1次；底板浇筑后7天内，每3天观测1次；底板浇筑后7-14天内，每5天观测1次；底板浇筑后14～28天内，每7天观测1次；底板浇筑28天后，每10天观测1次，直至基坑回填完毕为止。

当出现下列情况之一时，应提高观测频率：

（1）观测数据达到报警值；

（2）观测数据变化较大或者速率加快；

（3）基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏；

（4）基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值；

（5）支护结构出现开裂；

（6）周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；

（7）邻近的建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；

9．观测报警及异常情况下的观测措施

当出现下了情况之一时，必须立即进行危险报警，并应对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。

（1）观测数据达到观测报警值的累计值，或水平位移速率已连续三日大于5mm/d。

（2）基坑支护结构或周边土体的位移值突然明显增大或基坑出现流沙、管涌、隆起或比较严重的渗漏等。

（3）基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象。

（4）周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝。

（5）根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。

10．成果提交

为满足信息化施工的要求，阶段性提供沉降观测资料。工程结束后，提供沉降观测技术报告、沉降观测点布置图、沉降观测成果表、时间-沉降（偏移）量曲线图等。

参考文献：

[1]《建筑变形测量规范》JGJ/8-2007

[2]《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006

作者简介：

张少东，男，1978年12月出生，籍贯河北保定市曲阳县，吉林大学测绘工程专业本科,测绘高级工程师，毕业后一直从事测量工作。