某地鐵車站基坑日常監測效率的提高方法

唐 濤 （合肥城市軌道交通有限公司，安徽 合肥 230001）

0 引 言

近年來，隨著城市經濟的快速發展，深基坑工程與來越多。在開挖深基坑的過程中，經常會遇到一些不可預估的因素，導致事故的發生。因此深基坑開挖過程中必須加強安全監測[1～3]，如何提高基坑監測效率也顯得越來越重要。

1 工程概述

合肥城市軌道交通1號線望湖城車站位于廬州大道與望湖中路交叉口下方，垂直廬州大道東西向布置。車站主體為三跨式地下雙層雙柱車站，其負一層為站廳層，負二層為站臺層，全部采用明挖順作法施工。基坑支護結構采用鉆孔灌注樁加內支撐的形式，鉆孔灌注樁標準段規格Φ800@1300，盾構井段加密至Φ800@1000或Φ800@1100；第一道支撐采用混凝土撐，其余采用直徑Φ609，壁厚t=16mm的鋼管支撐。工程風險主要為周邊建筑、管線等環境風險與工程主體基坑自身風險，風險監測的主要項目有：豎直位移、水平位移、樁體位移及支撐軸力等，其中大量工作為豎直位移與水平位移監測。

2 監測實施方案

2.1 布點總方案[4]

監測布點主要分基準點、工作基點及監測點三部分。綜合考慮車站圍閉空間有限、機械設備較多且作業位置變動頻繁、各加工區等影響測量的條件影響，充分考慮測量精度要求，該車站布點基本思路如下。

2.1.1 基準點布設

基準點以合肥城市軌道交通1號線的測量控制網為基礎，布設在車站周邊安全穩定、方便聯測的位置。

2.1.2 工作基點布設

在車站合理的位置埋設強制對中樁作為工作基點，工作水準點埋設于強制對中樁的基底部，如圖1所示。

這種方法的優勢主要有：采用強制對中樁，有效解決測量對中誤差；外業作業時可以不帶腳架，減輕外業負擔，同時也提高外業覘標對中整平的速度；強制對中樁穩固，受大風等環境因素影響小，有利于天天監測的工作需要；水準點埋設于強制樁底部，可以與平面點同時埋設，而且穩固可靠。

圖1 監測點埋設示意圖

2.1.3 水平位移監測點布設

圍護樁（墻）頂水平位移監測點采用在基坑冠梁上設置強制對中的測量標志形式，測量裝置采用固定桿件與冠梁上鉆孔埋設的固定螺栓連接，固定桿件尺寸與固定螺栓規格根據采用的測量裝置尺寸要求加工。在埋設測點標志時應盡可能保證與工作基點間的通視，保證強制對中標志頂面的水平，測點埋設完畢后，需要進行適當的保護、防銹處理，并作明顯標記。

這種方法優勢主要有：改變傳統做點方式，專門加工棱鏡連接桿植入混凝土中或在冠梁位置打膨脹螺栓等方法來布設水平位移監測點，有效避免覘標對中誤差；由于監測點位于基坑邊緣，此方法無需支三腳架，操作方便、高效，也能保證人員安全。

2.1.4 豎直位移監測點布設

圍護樁（墻）頂豎直位移監測點采用在基坑冠梁上埋設測釘的方式埋設。周邊地表沉降點采用窖井測點形式，埋設時用鉆具成孔后埋入測點并填沙充實，頂端設保護蓋。周邊建筑物沉降點埋設主要方式為在建筑物承重墻打孔后安置測點。

這樣做的優勢主要體現在測點能真實反應沉降狀況，有一定的保護手段，避免外界干擾，能保證測量數據真實且能有效反映被監測體的變化狀態。

2.2 水平位移觀測

采用相對固定自由站模式，提高外業靈活性。由于施工場地干擾條件太多，比如機械作業等，經常影響測量通視，而傳統方法站點固定，只要兩點一線有障礙就測不成。我們采用的自由站方式，靈活性相對較高，為提高測量精度，我們在合適的圖形條件位置設站，相對固定到一個小范圍的區域，但不用精確對中一個點，遇障礙時，可以適當調整站位。

這種方法的優勢主要體現在應用多測回測角程序，實現外業測角測距自動化。自由設站后，啟動多測回測角程序，將工作基點和監測點一起學習測量一次，余下的工作就由全站儀完成，測完后檢查儀器狀態即可。外業觀測手不需要人眼觀測，經驗不足的觀測手也能操作；可克服人眼瞄準產生的一系列誤差；外業不需要人工記錄，人工成本降低，也不易出錯。

2.3 豎直位移觀測

全部采用電子水準儀觀測。外業固定路線，將站點及轉點位置都要做好標記，特別是轉點位置，直接打好與監測點不同類的測釘，每次測量時不用拿尺墊，方便省事，也避免尺墊碰動的情況，第一次量好距離、確認位置，以后就可以直接測，提高效率。

這樣方法的優勢主要有：固定路線有利于提高精度，同時提高觀測人員的熟練程度，從而提高工作效率；轉點打好測釘，下次測量時，不用反復調整視距，司儀與司尺人員能快速找到適合測量的位置，同時也杜絕因尺墊碰動而返工的事件發生，也避免了轉點不能動尺墊的限制，能靈活應對城市復雜交通環境，人員安全得到有效提高。

3 數據處理

考慮到監測數據每天要按時上報，外業量大、內業數據量大等特點，利用VB語言開發了相應的接口程序，實現外業采集的數據到內業直接傳輸形成平差文件，降低可能出錯的概率，也大大提高了數據整理速度[5-6]。

程序設計的基本思路為：讀取外業數據→提取有用信息→賦值給臨時數組→按平差數據要求重新排列→寫入數據庫→生成平差文件，自編程序界面如圖2、3所示。

程序有效將外業電子儀器的記錄數據直接轉換成平差文件，減少了外業原始記錄復核、原始記錄錄入、錄入數據復核等環節，節省人力、時間的同時還避免了數據出錯。

4 整體增益效果分析

以一個作業組一天的工作量進行分析，改進后的作業效果明顯，如表1。

5 結論與建議

傳統方案與優化方案效果比較 表1

圖2 電子水準數據轉換

圖3 Leica1201多測回測角數據轉換

監測工作關系基坑安全，在保證數據正確性的前提下數據及時上報是關鍵。筆者結合實踐，從監測點的布設、觀測方案、數據處理等環節摸索出一些改進的方法，節省人工成本、提高測量精度、外業與內業速度也大大提高，在實際工作中起到很好的效果，監測結果也與土建工序及進度吻合，可供類似工程借鑒。

[1]侯學淵，劉國彬，黃院雄.城市基坑工程發展的幾點看法[J].施工技術，2000(1).

[2]孫鈞.城市地下工程活動的環境土工學問題(上)[J].地下工程與隧道，1999(3).

[3]孫鈞.城市地下工程活動的環境土工學問題(下)[J].地下工程與隧道，2000(1).

[4]李表岳，陳永奇.工程測量學[M].北京：測繪出版社，1995.

[5]潭浩.VisualBasic語言教程[M].北京：電子工業出版社，2000.

[6]秦永樂.Visual Basic測繪程序設計[M].鄭州：黃河水利出版社，2005.