基坑支護工程及周邊環境監測技術實踐

蔣 敏，伍麗萍

（江西省煤田地質局測繪大隊，江西 南昌 330001）

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398.0 m，基坑開挖面積約8 409 m2。基坑開挖支護深度3.32～11.10 m。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～+56.70 m。

該工程其周邊環境較復雜：北側，紅線外為麗景路，路寬約5.0 m，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3.9 m；東側，紅線外為勞動路，路寬約30.0 m，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5.8 m；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10.0 m；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5.6 m。

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1.00～3.00 m。本次勘探期間測得該層地下水穩定水位埋深1.80～2.10 m，標高為+53.61～+53.79 m。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1.0～3.0 m。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1.60～4.10 m，標高為+51.81～+54.04 m。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。

圖1 基坑變形監測點位

（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Φ20 mm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。

圖2 基坑邊坡頂部的冠梁及周邊布設點

圖3 基坑周邊布設L 點位

（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±（1 mm+1 ppm）；

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±0.3 mm/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。

表1 水準觀測限差

②測站視線長度、前后視距差、視線高度要求，見表2。

表2 測站視線要求

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0.01 mm，沉降量取位至0.1 mm。

（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。

表3 水平位移監測技術要求

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。

表4 監測報警值

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0.1～3.6 mm 之間，均未超過報警值；基坑監測點豎向位移變化速率在0.0～1.0 mm/d之間，均未達到報警值（3.0 mm/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3.6 mm；最大變化速率為K10 監測點，變化速率為1.0 mm/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。

圖4 基坑工程監測點豎向位移時間關系

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0.0 mm，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5.9～24.5 mm 之間，均未超過報警值；水平位移變化速率在0.0～1.0 mm/d之間，均未達到報警值（3.0 mm/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24.5 mm；最大變化速率為K16 監測點，變化速率為1.0 mm/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。

圖5 基坑工程監測點水平位移時間關系

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0.0 mm，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0.0 mm，說明此基坑在施工過程中一直處于穩定狀態。