深基坑監測沉降計算及投點法應用的分析

張冠男 （深圳市寶安區建筑工務署，廣東 深圳518000）

1 深基坑監測計算方法的意義

基坑工程施工是城市基礎設施建設的關鍵環節，也是勞動安全與社會公共安全監管的重點，近十多年來因基坑失穩影響施工的事故已多達上百起，造成經濟損失幾億元。其中引發這些事故的原因，多數都是在施工過程中受到外界因素的干擾，尤其是深基坑處在周邊復雜的建筑物環境。目前深基坑的施工監測尚未形成較為完整的規章，計算的方法又不能有效反映變形現狀。對此，為準確反映變形，完善監測預警系統，適宜的計算方法就顯得尤為重要。

2 工程概況

深圳市某區人民醫院整體改造工程（二期）基坑支護工程項目設地下室3層，基坑深度為16～26m，其中第一階段基坑周長為1438.03m，開挖面積為40648.6m2。通道支護深度約為13～18m。依據《深圳市基坑支護技術規范》（DB SJG05-2011），結合周邊環境條件，確定本基坑安全等級為一級。

基坑場地內地層在鉆探深度內自上而下可分為如下四層：第四系人工填土層（Qml）、第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）、第四系坡洪積層（Qdl+pl）、第四系殘積層（Qel）及燕山三期（γβ5k1）粗中粒花崗巖。根據場地及周邊地形地貌、場地地下水地質條件，地下水分為第四系孔隙水及基巖裂隙水，雨季易在填土層中形成上層滯水。

3 基坑支護設計及監測布置方案

基坑支護采用“咬合樁+3道內支撐”，局部采用“咬合樁+4道內支撐”的支護形式，支護結構的適用年限為不超過2年。在支護結構后緣設基坑水平位移、沉降監測點，對周邊地面道路、管線、及臨近建筑物設置沉降監測點，對立柱設置沉降監測點，對內支撐設置變形、軸力監測點，在基坑外側設置地下水位監測點。所有基坑監測點的變形都要嚴格按照基坑的檢測項目允許值和預警值進行控制（表1）。

4 基坑監測的計算方法

4.1 沉降差計算

采用沉降差進行數據，其搜集監測數據的采集準備工作也很重要。一定要按照設計要求，在周邊建筑設沉降監測點，同時進行編號。周邊建筑沉降監測點的設置采用專用測釘植入建筑墻體的方法安裝，這樣能夠確保監測點牢固而不受損壞。監測的過程中需采用“五固定”的作業原則：沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要固定；所有儀器、設備要固定；觀測人員要固定；觀測時段和觀測環境條件基本固定；觀測路線、點位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測中的人為誤差和系統誤差，使所測的結果具有統一的趨向性，保證各次復測結果與首次觀測的結果更具可比性，使所測沉降量更真實。

沉降監測應嚴格按規范要求進行，確保每次監測往返較差、附合或環線閉合差滿足二等沉降觀測的≤0.30（n為測段的測站數）。如經計算往返較差、附合或環線閉合差超限，必須立即重新監測，直到滿足以上要求為止。外業數據采集完成立即進行內業計算，計算結果與上一次監測結果相對比得出本次變形量。再根據建筑物2點的沉降差換算求得建筑整體傾斜度和傾斜方向。

監測過程中若沉降數據變化異常，應根據現場施工情況分析原因，在排除監測或計算出錯認定為實際發生的變形后，應及時向參建各方和醫院匯報。當監測數據達到設計要求的預警值或臨界值時要提前發出監測預警，設計要求的監測預警值（表2）。

基坑支護結構監測項目允許值 表2

4.2 采用投點法對建筑進行直接的傾斜監測

投點法是對沉降計算的一種補充。對于深基坑周邊建筑物復雜且狀況較差時，這種方法進行變形觀測顯得更為準確。

觀測時，在底部觀測點位置安置水平讀數尺等量測設施。在每測站安置經緯儀投影時，應按正倒鏡法測出每對上下觀測點標志間的水平位移分量，再按矢量相加法求得水平位移值(傾斜量)和位移方向(傾斜方向)。

投點法建筑物傾斜監測頻率根據《建筑變形測量規范》（JGJ8-2016）可每1～3個月觀測一次。當遇基坑大面積開挖、建筑基礎附近有大量堆載或卸載、場地降雨長期積水等而導致傾斜速度過快時，應加密監測次數。

5 結論

兩種方法都有各自的優缺點，其中沉降差計算的監測方法原理簡單、方法實用、簡單易行，在日常監測中有著廣泛的應用。根據基坑變形監測規范，采用沉降差計算能夠保證當周邊建筑整體傾斜度累計達到2/1000或傾斜速度連續3d大于0.0001H/d(H為建筑承重結構高度)時報警，方法計算簡單實用。但在基坑周邊建筑物距離較近，同時建筑物本身的構造又趨于危樓而不能拆除的情形下。就必須要采用增加投點法來監測傾斜度，這樣能夠更加保證基坑施工過程中，建筑物變形處于可控。