紫瑯湖2#地塊建設項目地下結構的安全監測技術應用

姚海建 陸偉

摘 要：本文以南通紫瑯湖2#地塊建設項目為例，重點介紹了整個項目地下結構安全監測的具體方法，主要包括監測項目控制標準的限定、高程控制、坡頂水平位移控制、管線沉降監測、土體側向位移控制。研究表明，地下結構安全監測的具體實施對項目安全控制起到了關鍵作用，對行業后續發展起到了積極的借鑒作用。

關鍵詞：地下結構;安全監測;土體位移;測量技術

中圖分類號：TU974文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）32-0112-03

Abstract： This paper took Nantong Zilanghu 2# block construction project as an example， and focused on the specific methods of underground structure safety monitoring for the entire project， including the limitation of monitoring project control standards， elevation control， slope top horizontal displacement control， pipeline settlement monitoring and soil lateral displacement control. Studies have shown that the specific implementation of underground structure safety monitoring has played a key role in project safety control and has played a positive role in the follow-up development of the industry.

Keywords： underground structure;safety monitoring;soil displacement;measurement technology

本工程總建設用地面積為49 123 m2，總建筑面積為129 295 m2。擬建建筑物包括2幢9層建筑、4幢6層建筑、4幢3層建筑、1幢1層建筑和1幢2層地下車庫等。本工程重要性等級為二級，場地復雜程度為二級，地基復雜程度為二級。地基基礎設計等級為乙級，巖土工程勘察等級為乙級，建筑抗震設防類別為丙類。基坑總開挖面積約為33 800 m2，圍護外圈約為850延長米，其中，地下二層基坑面積為15 200 m2，地下一層區域基坑面積約為18 600 m2。

1 概述

本工程場地自然地坪絕對標高為+3.500 m，即相對標高為-0.70 m（結構±0.00相當于絕對標高+4.20 m）。地下二層地下室區域底板面標高為-9.30 m，底板厚度為600 mm，墊層厚度為150 mm，則底板墊層底標高為-10.05 m，基坑開挖深度為9.35 m;地下一層地下室區域底板面標高為-5.30 m，底板厚度為400 mm，墊層厚度為150 mm，則底板墊層底標高為-5.85 m，但底板沿外墻2 m寬度范圍加厚至600 mm，則基坑開挖深度應按照加厚后的墊層底標高，故開挖深度為5.35 m。

2 地下結構安全監測

2.1 監測項目控制值

監控項目控制指標一般由累計變化值和變化速率兩個量控制，根據圍護設計說明，本工程監測控制值如1表所示。

2.2 監測作業方法

基準網布設完成后，為了統一觀測基準，便于監測數據的分析與比對，現場實施監測作業時，監測與施工位采用相同的控制點。

2.2.1 基準點布設。平面基準網由基準點和工作基點構成[1]。平面基準點起始并附合于地鐵施工精密平面控制點上，點位應布設在施工影響范圍以外，且能夠保持長期穩固的位置。根據現場情況，本工程布設4個平面控制點組成平面基準網。同時，為方便監測作業，現場實際施測過程中根據實際情況另布設2個工作基點，工作基點距基坑距離不小于20 m（3倍基坑開挖深度范圍外）。

平面基準網基準點應埋設專門觀測標石。標石的埋設形式及規格如圖1所示。

2.2.2 監測方法及技術要求。本工程平面基準網觀測選用1″級TS11全站儀，采用導線測量方法，測量角度和距離值，形成閉合或附和線路。為了檢測基準點的穩定性，確保變形觀測成果的可靠，平面基準網應在點位穩定之后進行首次測量，并定期進行復測，每月復測一次。

2.2.3 高程基準點的布設。高程基準網由基準點和工作基點構成。根據現場情況，本工程選取3個二等精密水準控制點組成高程基準網。同時，為方便監測作業，在現場另外選取布設2個工作基點，工作基點距基坑距離不小于20 m（3倍基坑開挖深度范圍外）。

2.2.4 觀測技術要求。為了檢測基準點的穩定性，確保變形觀測成果的可靠，沉降基準網應在基準網穩定之后進行首次數據測量，并定期進行復測，每月復測一次。

2.2.5 測點埋設及技術要求。地表沉降監測點的埋設應把握以下原則：地表沉降監測點宜采用鉆孔方式埋設，鉆孔到原狀土層的深度應至少為60 cm，鉆孔直徑不宜小于120 mm，螺紋鋼標志點直徑宜為18～22 mm。

2.3 坡頂水平位移

2.3.1 測點布置原則。依據設計文件及相關規范，監測點位置在基坑1級坡坡頂布設。每側布點不少于1個，轉角處宜增設1個監測點。

2.3.2 測點埋設及技術要求。水平位移測點采用在樁頂（坡頂）上設置強制對中的觀測標志的形式埋設，采用在坡頂將長度不小于1 m的監測點打入原狀土內的方式進行監測點的埋設。

2.3.3 監測方法及數據采集。樁頂（坡頂）水平位移監測采用后方交會法。首先在任意點上設站，觀測至少兩個已知控制點之間的距離和角度，從而計算出設站點的坐標以完成定向;定向完成后，測定監測點與設站點之間的角度、距離，通過全站儀內置解算軟件自動計算出各監測點坐標。

2.3.4 數據觀測技術要求。按照《城市軌道交通工程監測技術規范》（GB 50911—2013）相關技術要求，本工程水平位移監測點坐標中誤差≤0.8 mm（監測點坐標中誤差是指監測點相對測站點的坐標中誤差）[2]。

2.4 管線沉降監測

2.4.1 監測點布設。管線監測點應在圍護結構施工前完成埋設并采集初始值，在圍護結構施工過程中按既定頻率進行監測。地下管線豎向位移監測點的間距宜為15～30 m。在重要的部位，如管線接頭處、端點、轉彎處宜加布監測點。

2.4.2 測量方法。監測儀器采用水準儀和水準尺，按照二等幾何水準測量技術要求進行監測。具體監測方法與地表沉降觀測方法相同。管線差異沉降計算公式如下：

2.5 土體側向位移監測

2.5.1 監測點布設。測斜管應至少在基坑開挖前一周布設完成。在基坑與重要建構筑物之間、地質條件復雜或臨近地表水源區域應布設深層土體位移監測孔。

2.5.2 監測點埋設技術要求。測斜管埋設采用鉆孔埋設的方法，如圖2所示。首先在距圍護墻0.5～1.0 m處鉆孔，孔徑略大于測斜管外徑，孔深要求不小于基坑設計深度1.5倍。然后將在地面連接好的測斜管放入孔內，測斜管與鉆孔之間的空隙回填細砂或水泥與膨潤土拌合的灰漿，埋設就位的測斜管必須保證有一對凹槽與基坑邊緣垂直[3]。

3 結語

結合當前南通市中創區發展情況，本文以南通紫瑯湖2#地塊建設項目為例，重點介紹了整個項目地下結構安全監測具體施工方法，主要包括監測項目控制標準的限定、高程控制、坡頂水平位移控制、管線沉降監測、土體側向位移控制。研究表明，地下結構安全監測的具體實施對項目安全控制起到了關鍵性的作用。

參考文獻：

[1]張裕，劉元雪，高屹，等.局部周期性應力波作用下地下結構動力響應[J].地下空間與工程學報，2020（3）：787-795.

[2]劉聰裕.軟土地區城市基坑支護結構的沉降監測分析[J].科技通報，2020（8）：70-74.

[3]劉魯濱.基坑的特點以及基坑支護結構的設計研究[J].山西建筑，2020（16）：72-73.