基坑支護工程及環境監測技術探索

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摘要：本文以新余市婦幼保健院門診保健綜合樓的基坑變形監測為例，介紹高精度全站儀（LeicaTS30）采用邊角聯測法進行變形監測，測出各水平位移監測點的水平位移變化情況，用數字水準儀（LeicaDNA03）采用二等水準測出各豎向位移監測點的豎向位移變化情況，形成變形監測成果。

關鍵詞：基坑工程；變形監測；水平位移；豎向位移

1項目區概況

新余市婦幼保健院門診保健綜合樓項目，位于新余市城區，東面為勞動路，南面為醫藥公司家屬小區，西面為老住院部大樓，北面緊鄰麗景路。本基坑工程平面上呈不規則的多邊形型，支護周長約398.0m，基坑開挖面積約8409m2。基坑開挖支護深度3.32～11.10m。擬建建筑由1棟4層綜合樓和1棟10層住院樓（含二層地下室）組成。擬采用筏板基礎型式，對差異沉降敏感程度屬敏感，框架-框剪結構，設計地坪標高約黃海高程+56.40～+56.70m。該工程其周邊環境較復雜：北側，紅線外為麗景路，路寬約5.0m，為市政次干道，以外為已建門診綜合樓，距離地下結構邊線最近約3.9m；東側，紅線外為勞動路，路寬約30.0m，為市政主干道，人行道地下管線較多，距離地下結構邊線最近約5.8m；南側，為已建醫藥公司住宅區建筑，地下管線較多，距離地下結構邊線最近10.0m；西側，紅線外為居民樓、住院樓、花園草地、人行道，距離地下結構邊線最近5.6m。場地勘察深度以內地層主要有：第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl），巖性為粉質粘土，近地表為雜填土層（Q4ml），下伏基巖為白堊系南雄組（K2n）泥質粉砂巖、砂礫巖。場地內各巖土層的分布、埋深、描述詳見工程地質柱狀圖和工程地質剖面圖。場地水文地質條件較簡單，地下水主要由第四系上層滯水、基巖裂隙水組成。①上層滯水：第四系上層滯水主要賦存于填土層和軟塑狀粉質黏土中，接受大氣降雨和生活水補給，賦水量小，水位隨季節的變化而變化，年變幅為1.00～3.00m。本次勘探期間測得該層地下水穩定水位埋深1.80～2.10m，標高為+53.61～+53.79m。該層地下水僅局部分布，為弱富水層。②基巖裂隙水：基巖裂隙水賦存于泥質粉砂巖和砂礫巖裂隙中，揭露裂隙較發育，沿裂隙賦存基巖裂隙水，但多被泥質充填，屬弱透水層，具弱承壓性，年變幅1.0～3.0m。本次勘探期間未見該層地下水初見水位，測得該層地下水穩定水位埋深1.60～4.10m，標高為+51.81～+54.04m。該層地下水，富水性弱，具弱承壓性。根據基坑設計的安全等級確定本次變形測量的等級為二級。

2數據預處理

2.1監測依據

（1）《工程測量規范》（GB50026-2007）。（2）《國家一、二等水準測量規范》（GB12897-2006）。（3）《建筑基坑支護技術規程》（JGJ1120-2012）。（4）《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）。（5）《建筑變形測量規范》（JGJ8-2016）。（6）國家、地方和行業相關規范、規程、標準和要求。（7）《新余市婦幼保健院門診保健綜合樓項目監測方案》。

2.2監測項目的基準點、監測點的布設和坐標系統

在施工期間進行基坑支護工程及周邊環境監測，其中：布設基坑水平位移監測點22個，豎向位移監測點22個，基坑鄰近建筑沉降監測點24個，道路沉降觀測點5個。基坑監測點的布設，見圖1。（1）基準點的布設本工程監測點擬埋設在周邊市政道路上。基準點成組埋設，每組3個，其相互間距不應過大，測站數控制在2～3個測站以內；基點埋設在監測影響范圍外的穩定區域內，視野開闊、牢固之處。每次觀測時基點應進行聯測，以保證精度的可靠性和穩定性。（2）基坑變形監測點位的布設在基坑邊坡頂部的冠梁及周邊道路布設大頭釘，作為水平位移監測和豎向位移監測的監測點，見圖2。在基坑周邊建筑物的觀測點，采用Φ20mm不銹鋼在結構上經鉆孔后埋設“L”型點位標志的方法，見圖3。（3）坐標系統平面坐標系統：以工作點C點為坐標零點，即坐標（0，0）。沿道路方向以直線CA為X軸，以垂直于CA方向為Y軸，建立獨立坐標系。高程系統：以C點為高程0點，進行監測。

2.3監測儀器設備

用于水平位移監測的儀器是leicaTS30全站儀，測角精度為0.5″，測距精度為±（1mm+1ppm）；用于豎向位移監測的儀是瑞士產徠卡DNA003電子水準儀（標稱精度為±0.3mm/km），2米條形碼銦瓦水準標尺。外業記錄由儀器自動記錄存儲，觀測中超限，則提醒重測。所用測量儀器均經過檢定。

2.4觀測精度及觀測方法

根據基坑設計的安全等級確定本次變形測量的等級為二級，豎向位移監測采用獨立高程系統，以工作點C為基準點，布設二等水準路線，聯測出其它工作點、檢核點及監測點的高程。水平位移監測采用獨立坐標系統，以工作點C點為坐標（0，0），沿道路方向以直線CA為X軸，以垂直于CA方向為Y軸。利用LeicaTS30用多測回法邊角聯測，聯測出其它工作點、檢核點及監測點的坐標值。（1）豎向位移監測：豎向位移觀測主要技術要求：①水準觀測限差（mm），見表1。每次觀測前均對儀器i角進行檢查，i角不得大于15″。首次測量采用往返觀測,經簡易平差求得各點高程作為第一次觀測值。以后均采用單程閉合觀測，并定期檢查基準點。并盡可能做到每次觀測同路線、同儀器、同人員進行。以第一次測量的觀測點高程作為起始高程，往后每次測得的高程與前一次進行比較，差值Δh即為該觀測點的沉降量。高程測量和計算過程中取位至0.01mm，沉降量取位至0.1mm。（2）水平位移監測水平位移觀測按《建筑變形測量規范》（JGJ8-2016）二級變形測量要求進行。采用徠卡‘TS30’0.5秒級全站儀進行，按極坐標法觀測，計算坐標及其兩次觀測的坐標差確定其位移量。觀測人員現場測量時必須將量測的濕度、氣壓參數輸入到儀器進行測距參數改正后方可進行測量。其技術要求見表3。2.5監測頻率及監測報警當監測數據達到報警值時，必須立即向建設單位或施工單位報警；若情況比較嚴重，應建議立即停止施工，并對基坑支護結構和周邊的保護對象采取應急措施。監測報警值見表4。

3數據處理

3.1基坑工程豎向位移監測

自2019年03月19日進行第一次觀測，至2020年01月13日進行最后一次觀測，在此期間共進行79次變形觀測，基坑工程的51個豎向位移監測點的累計豎向位移量在0.1～3.6mm之間，均未超過報警值；基坑監測點豎向位移變化速率在0.0～1.0mm/d之間，均未達到報警值（3.0mm/d）。51個豎向位移監測點豎向位移變化最大為K18監測點，其累計豎向位移量為3.6mm；最大變化速率為K10監測點，變化速率為1.0mm/d，均未達到報警值。各豎向監測點豎向位移變化情況見圖4。在基坑開挖到設計深度后的監測過程中，各監測點的豎向位移變化均呈收斂趨勢，在最后幾次觀測中，各點變化值接近0.0mm，表明基坑在土方開挖及地下結構施工過程中處于穩定狀態。

3.2基坑工程水平位移監測

自2019年03月19日進行第一次觀測，至2020年01月13日進行最后一次觀測，在此期間共進行79次變形觀測，基坑工程的22個水平位移監測點的水平位移累計量在5.9～24.5mm之間，均未超過報警值；水平位移變化速率在0.0～1.0mm/d之間，均未達到報警值（3.0mm/d）。22個水平位移監測點位移累計量最大為K14監測點，其水平位移累計量為24.5mm；最大變化速率為K16監測點，變化速率為1.0mm/d，均未達到報警值。各水平監測點水平位移變化情況見圖5。在基坑開挖到設計深度后的監測過程中，各監測點的水平位移變化均呈收斂趨勢，在最后幾次觀測中，各點變化值接近0.0mm，表明基坑在土方開挖及地下結構施工過程中處于穩定狀態。

4結語

在本次基坑變形監測全過程中，水平位移和豎向位移的變化皆呈收斂趨勢，在最后幾次觀測中各點變化值接近0.0mm，說明此基坑在施工過程中一直處于穩定狀態。

作者：蔣敏 伍麗萍 單位：江西省煤田地質局測繪大隊