某地铁车站基坑日常监测效率的提高方法

唐 涛 （合肥城市轨道交通有限公司，安徽 合肥 230001）

0 引 言

近年来，随着城市经济的快速发展，深基坑工程与来越多。在开挖深基坑的过程中，经常会遇到一些不可预估的因素，导致事故的发生。因此深基坑开挖过程中必须加强安全监测[1～3]，如何提高基坑监测效率也显得越来越重要。

1 工程概述

合肥城市轨道交通1号线望湖城车站位于庐州大道与望湖中路交叉口下方，垂直庐州大道东西向布置。车站主体为三跨式地下双层双柱车站，其负一层为站厅层，负二层为站台层，全部采用明挖顺作法施工。基坑支护结构采用钻孔灌注桩加内支撑的形式，钻孔灌注桩标准段规格Φ800@1300，盾构井段加密至Φ800@1000或Φ800@1100；第一道支撑采用混凝土撑，其余采用直径Φ609，壁厚t=16mm的钢管支撑。工程风险主要为周边建筑、管线等环境风险与工程主体基坑自身风险，风险监测的主要项目有：竖直位移、水平位移、桩体位移及支撑轴力等，其中大量工作为竖直位移与水平位移监测。

2 监测实施方案

2.1 布点总方案[4]

监测布点主要分基准点、工作基点及监测点三部分。综合考虑车站围闭空间有限、机械设备较多且作业位置变动频繁、各加工区等影响测量的条件影响，充分考虑测量精度要求，该车站布点基本思路如下。

2.1.1 基准点布设

基准点以合肥城市轨道交通1号线的测量控制网为基础，布设在车站周边安全稳定、方便联测的位置。

2.1.2 工作基点布设

在车站合理的位置埋设强制对中桩作为工作基点，工作水准点埋设于强制对中桩的基底部，如图1所示。

这种方法的优势主要有：采用强制对中桩，有效解决测量对中误差；外业作业时可以不带脚架，减轻外业负担，同时也提高外业觇标对中整平的速度；强制对中桩稳固，受大风等环境因素影响小，有利于天天监测的工作需要；水准点埋设于强制桩底部，可以与平面点同时埋设，而且稳固可靠。

图1 监测点埋设示意图

2.1.3 水平位移监测点布设

围护桩（墙）顶水平位移监测点采用在基坑冠梁上设置强制对中的测量标志形式，测量装置采用固定杆件与冠梁上钻孔埋设的固定螺栓连接，固定杆件尺寸与固定螺栓规格根据采用的测量装置尺寸要求加工。在埋设测点标志时应尽可能保证与工作基点间的通视，保证强制对中标志顶面的水平，测点埋设完毕后，需要进行适当的保护、防锈处理，并作明显标记。

这种方法优势主要有：改变传统做点方式，专门加工棱镜连接杆植入混凝土中或在冠梁位置打膨胀螺栓等方法来布设水平位移监测点，有效避免觇标对中误差；由于监测点位于基坑边缘，此方法无需支三脚架，操作方便、高效，也能保证人员安全。

2.1.4 竖直位移监测点布设

围护桩（墙）顶竖直位移监测点采用在基坑冠梁上埋设测钉的方式埋设。周边地表沉降点采用窖井测点形式，埋设时用钻具成孔后埋入测点并填沙充实，顶端设保护盖。周边建筑物沉降点埋设主要方式为在建筑物承重墙打孔后安置测点。

这样做的优势主要体现在测点能真实反应沉降状况，有一定的保护手段，避免外界干扰，能保证测量数据真实且能有效反映被监测体的变化状态。

2.2 水平位移观测

采用相对固定自由站模式，提高外业灵活性。由于施工场地干扰条件太多，比如机械作业等，经常影响测量通视，而传统方法站点固定，只要两点一线有障碍就测不成。我们采用的自由站方式，灵活性相对较高，为提高测量精度，我们在合适的图形条件位置设站，相对固定到一个小范围的区域，但不用精确对中一个点，遇障碍时，可以适当调整站位。

这种方法的优势主要体现在应用多测回测角程序，实现外业测角测距自动化。自由设站后，启动多测回测角程序，将工作基点和监测点一起学习测量一次，余下的工作就由全站仪完成，测完后检查仪器状态即可。外业观测手不需要人眼观测，经验不足的观测手也能操作；可克服人眼瞄准产生的一系列误差；外业不需要人工记录，人工成本降低，也不易出错。

2.3 竖直位移观测

全部采用电子水准仪观测。外业固定路线，将站点及转点位置都要做好标记，特别是转点位置，直接打好与监测点不同类的测钉，每次测量时不用拿尺垫，方便省事，也避免尺垫碰动的情况，第一次量好距离、确认位置，以后就可以直接测，提高效率。

这样方法的优势主要有：固定路线有利于提高精度，同时提高观测人员的熟练程度，从而提高工作效率；转点打好测钉，下次测量时，不用反复调整视距，司仪与司尺人员能快速找到适合测量的位置，同时也杜绝因尺垫碰动而返工的事件发生，也避免了转点不能动尺垫的限制，能灵活应对城市复杂交通环境，人员安全得到有效提高。

3 数据处理

考虑到监测数据每天要按时上报，外业量大、内业数据量大等特点，利用VB语言开发了相应的接口程序，实现外业采集的数据到内业直接传输形成平差文件，降低可能出错的概率，也大大提高了数据整理速度[5-6]。

程序设计的基本思路为：读取外业数据→提取有用信息→赋值给临时数组→按平差数据要求重新排列→写入数据库→生成平差文件，自编程序界面如图2、3所示。

程序有效将外业电子仪器的记录数据直接转换成平差文件，减少了外业原始记录复核、原始记录录入、录入数据复核等环节，节省人力、时间的同时还避免了数据出错。

4 整体增益效果分析

以一个作业组一天的工作量进行分析，改进后的作业效果明显，如表1。

5 结论与建议

传统方案与优化方案效果比较 表1

图2 电子水准数据转换

图3 Leica1201多测回测角数据转换

监测工作关系基坑安全，在保证数据正确性的前提下数据及时上报是关键。笔者结合实践，从监测点的布设、观测方案、数据处理等环节摸索出一些改进的方法，节省人工成本、提高测量精度、外业与内业速度也大大提高，在实际工作中起到很好的效果，监测结果也与土建工序及进度吻合，可供类似工程借鉴。

[1]侯学渊，刘国彬，黄院雄.城市基坑工程发展的几点看法[J].施工技术，2000(1).

[2]孙钧.城市地下工程活动的环境土工学问题(上)[J].地下工程与隧道，1999(3).

[3]孙钧.城市地下工程活动的环境土工学问题(下)[J].地下工程与隧道，2000(1).

[4]李表岳，陈永奇.工程测量学[M].北京：测绘出版社，1995.

[5]潭浩.VisualBasic语言教程[M].北京：电子工业出版社，2000.

[6]秦永乐.Visual Basic测绘程序设计[M].郑州：黄河水利出版社，2005.