智慧大廈基坑工程變形監測

程道珉

摘? ? 要：為確保深基坑周邊建筑安全，基坑開挖工程中的變形監測工作越發重要。本文結合工程實例，分析智慧大廈基坑的設計方案，并對變形監測的結果進行了數據處理分析與預報，為以后的項目提供有價值的參考。

關鍵詞：基坑工程;監測;方案

1? 工程概況

本項目設計總建筑面積 19708.37m2，地下室3 層，地上1幢23層，基坑開挖深度12.00m，支護周長約158m，支護安全等級為一級。采用雙排混凝土鉆孔樁進行支護，冠梁使用鋼梁支撐，支護結構設計使用期限為一年。

2? 監測內容

監測項目包括基坑頂水平位移、沉降監測12點，傾斜監測7孔及周邊建筑道路沉降18點。

3? 監測方案

本基坑監測采用儀器監測與巡視檢查相結合的方法。針對監測對象的關鍵部位，做到重點監測、項目配套并形成有效完整的監測系統。施工期每天由專人進行巡視檢查支護結構情況、施工工況、周邊環境、監測設施等。巡視檢查情況與儀器檢查數據進行綜合分析。如發現異常情況和危險情況，及時通知建設方及其他相關單位。

3.1? 沉降觀測

3.1.1? 高程基準點及監測點的埋設

采用獨立高程系，基準點布設不少于3個，位置不宜太遠帶來過多觀測誤差，又要確保選位穩定避免帶來起算誤差。本項目在周邊設置1個深埋基準點及3個建筑物基準點，編號HJ1～HJ4。沉降監測點布設位置應能最大程度地反映監測對象的實際狀態及其變化趨勢，盡量保證人員安全且減少對施工作業影響。基坑陽角及中部宜布點且每邊不少于3點，基坑深度1～3倍范圍內建筑四角、新舊交接及高低交接處應布點且每邊不少于3點。觀測過程中不予更換點位，如有損壞即刻重設，形變量接著累計。

3.1.2? ?精密水準測量

沉降監測采用精密水準測量方法進行;施工設計要求沉降報警值為28mm（0.003H的80%，根據《建筑基坑工程監測技術規范》監測點測站高差中誤差不大于0.3mm，因此可按《建筑變形測量規范》的一級精度要求施測。

基準點和工作基點形成閉合環或形成由附合路線構成的結點網。使用檢定合格的Dini 12精密電子水準儀配合銦瓦條碼標尺進行測量。觀測點測量采用附合水準路線，按一級變形觀測精度進行測量。基準點測量、工作基點聯測及首次沉降觀測采用往返觀測方式，其他各次沉降觀測采用往返或單程雙測站觀測。沉降初始值在相關施工工序之前測定并取連續觀測3次的穩定值的平均值作為測量初始值。

3.2? 水平位移觀測

采用獨立坐標系，使基坑長邊平行坐標系X軸以便計算變形量，定期對工作基點進行復核，零周期觀測連續進行三次獨立觀測，取觀測結果的中數作為位移觀測初始值。位移監測主要采用后方交會法、極坐標法，后方交會法主要用于對工作基點的穩定性檢查，極坐標法用于對各變形點的觀測。

3.2.1? 平面控制網布設

現場實際設置4個位移基準點，編號SJ1～SJ4，坑角設置4個觀測墩作為工作基點，編號GJ1～GJ4，每期觀測以場外基準點校準工作基點位置。平面控制網布設為邊角網，邊長相近，組成三角形內角大于30°，以測邊為主加測部分角度，合理配置測角和測邊的精度。根據設計要求基坑頂水平位移報警值為38mm（0.004H的80%），測點坐標中誤差應滿足≤1.0mm，按變形測量一級精度進行測量。

3.2.2? ?水平位移觀測點埋設與觀測

水平位移觀測點數量及選點要求與沉降點相同，兩者位置重合便于對數據聯合分析，固定小棱鏡作為觀測標志減少對中誤差，各點面對便于測量的觀測墩，觀測期間中不準更換觀測墩及點位，若標志損壞或不便觀測，原地即刻重設或旋轉對準其余觀測墩，相應位置形變量接著累計。

基坑頂水平位移觀測按照《建筑變形測量規范》中一級變形觀測的技術要求施測。采用極坐標法進行測量。觀測儀器采用sokkia net05x全站儀（測角精度0.5″，測距精度±（0.8mm+1ppm[×]D）），校準工作基點后進行三測回合格觀測，取中數作為當期觀測數據。

3.3? 深層水平位移監測

本項目布設測斜管7根，編號CX1-CX7。埋深不少于基坑深度1.5倍，測槽垂直于坑邊，與支護樁鋼筋籠一同埋入。采用CX-806D型測斜儀監測。基坑開挖之前連續測量3次合格讀數的平均值做初始值，以下部管口作為起算點，輔以管口位移觀測數據聯合分析。

4? 沉降觀測數據分析

從沉降曲線圖知（如圖1），基坑沉降曲線較為波動，成上升趨勢，周邊建筑沉降較為平緩，成下降趨勢。淺基礎民房較布設于小區主體的監測點累計沉降量偏大，符合常理。整個觀測周期中，最大測站中誤差 0.13mm，最小為0，限差為0.15mm，（計算：±[（f×f/N/n/4）]，f為往返測高差不符值，N為測段數，n為測站數），最大閉合差為+2.07mm，最小為-0.02mm（限差：±0.3[×][n]，n為測站數）。水準線路測站及閉合差如表1。

5? 位移數據分析

開挖前期點累計位移量變化較為緩慢，但隨基坑開挖范圍擴大加深，觀測中期，WY4～WY6共3個點累計位移量急速增大，當天變化量分別達到15.5mm、45.6mm與22.9mm，累計位移量分別達到46.2mm、97.1mm與49.5mm，WY4與WY6累計位移量超過報警值，WY5則超過控制值，支撐冠梁的金屬橫梁扭曲變形。次日此3點變化速率急速下降趨緩，后期2016年2月2日至2月22日間，因施工方拆除支撐梁，監測點整體有小幅波動，此后趨于平穩（如圖2）。

6? 深層位移數據分析

深層位移監測數從測斜結果匯總表結合曲線圖（如圖3）得知，CX3管口向坑內移動39.39mm，CX5管扭曲幅度較小，管口變形量只有0.59mm，距該管最近的位移監測點WY9位移累計位移量1mm，兩者相差不大，數據可靠。CX7點位處觀測期間出現滲水，施工方及時于滲水處打樁，加強該處防水墻。打樁時，CX7受外力擠壓而往坑外移動，管口最大向坑外移動13.24mm。

7? 報警處理

根據本基坑設計及有關技術規范的要求，沉降觀測報警設為28mm， 控制值設為36mm，位移觀測與深層位移觀測報警值設為38mm， 控制值設為48mm， 報警值為控制值為80%。

本項目深層位移監測出現累計變化量超過報警值，位移監測有累計變化量超過控制值。監測點累計變化量接近報警值時，口頭先通知施工方，累計變化量達到報警值時，即時報警，報送相關單位，并視情況進行加密監測。12月10日基坑發生突變，為保證基坑安全施工，當天起進行加密監測，上、下午各測一次，直到12月15日，各項數據日變化量持續多天微小平緩，恢復正常監測頻率。向施工方反饋即將報警時，施工方及時實施應急預案，在兩長邊間架設鋼梁。隨著開挖范圍加大加深，數日雨后基坑發生突變，鋼梁受壓大幅度扭曲變形，施工方停止作業，及時在基坑兩長邊間增加鋼梁，使基坑后期至回填土期間一直處于安全狀態，為安全施工提供可靠保障。

8? 結語

綜上所述，本工程按照方案、有關規范和設計圖紙，完成位移控制網和沉降基準網布設，進行了支護樁位移監測、沉降監測，建筑沉降監測、深層位移監測，各項數據變化準確合理，期間及時提交觀測資料，并根據數據報警，為施工建設提供參考。

參考文獻：

[1] GB 50497—2009.建筑基坑工程監測技術規范[S].

[2] JGJ 8—2016.建筑變形測量規范[S].