有关基坑开挖沉降监测数据研究

黄贤浪

【摘要】基坑开挖过程会对周围高层建筑物产生影响，为保证施工过程的安全，对基坑及周围建筑物进行沉降观测显得尤为重要。在基坑周围布置沉降观测点，定期对观测点进行观测、采集数据，分析总结观测数据间的差异性，以便尽早发现基坑周围建筑物的不均匀沉降或过大变形，为采取必要处理措施提供技术支持，为类似工程沉降观测及数据分析提供有价值的参考。

【关键词】基坑； 沉降观测； 沉降点布置；数据分析处理

1 工程概况

某工程为地下商业街逆作暗挖基坑工程，属于某市繁华商业区，交通便利。工程项目基坑长度635. 0m，宽度11. 9 ～ 50. 6m 不等。建筑物场地地形平坦，基坑开挖深度约7. 0m，需要支护的基坑总长度1396. 44m，基坑在平面上呈矩形。采用逆作暗挖法施工，基坑上部自地面向下1. 3m 采用1： 0. 275 放坡形式，下部采用Φ600 超流态混凝土围护桩围护形式。基坑两侧相邻建筑为3 - 7 层楼，均为商场、办公楼及一层商服的住宅楼。基础形式均按浅基础考虑。

2 基坑沉降监测方案

本次监测工作采用先整体后局部的原则，即先对整个监测区域进行监测控制网的统一布设，然后在局部区域进行监测点的详细布设。这样做既能够保证所有监测工作的统一性，有效地提高监测精度，同时也能够使监测工作与基坑施工有效地结合起来，并对基坑施工起到指导作用。

（1） 基准点布置情况。基准点布设的基本原则是将水准基点埋设在沉降变形监测区域之外。结合本项工程的施工特点及现场地质条件，选定BM1 ～ BM6，共计6 个地面水准点，将其作为长久保存的基准点，以构成基准网。为保证沉降监测的连续性和监测数据的正确性，作为监测工作的测量标志，基准点需要长期保存。因此，基准点的布设既要考虑到设置位置的合理性，且需要对其进行必要地保护。若出现基准点受损或遭到破坏时，须及时进行恢复。

（2） 监测点布置情况。根据本项工程的基坑位置及周边建筑物的分布情况，设置建筑物监测点的布设原则如下：①按照委托方要求，测试周边建筑物靠近基坑一侧的两角、拐角处； ②针对建筑高度相差悬殊或建筑时间长短差异的建筑物，要在其连接处、伸缩缝、沉降缝以及不同埋深基础的两侧； ③针对框架或排架结构，监测点要布设在主要柱基或纵横轴线上。根据上述监测点的布设原则，布置建筑沉降监测点共60 个。

2. 1 测点埋设方法及技术要求

（1） 埋设方法。布设在建筑物上测点采用钻具成孔方式埋设。具体步骤： ①在建筑物上选定测点布设位置并做好标记； ②使用电动钻在标记位置钻出直径65mm，深度约为120mm 的孔洞； ③对孔洞进行清渣处理，并注入适量清水进行养护； ④将锚固剂搅拌均匀，并取适量注入孔洞内；⑤将观测点标志放入； ⑥向标志与孔洞的间隙内注入锚固剂至饱满； ⑦对所埋设的测点进行养护15d 以上。

（2） 技术要求。在建（构） 筑物上设置测点时要遵循以下要求： ①注意避开有碍设标与观测的障碍物，如雨水管、窗台线及电器开关等； ②根据立尺的需要，测点要与墙面、柱面和地面间保持一定距离，如高于室内地坪0. 2 ～0. 5m； ③测点埋设完成后，要在测点标志端部的立尺处涂上防腐剂。

2. 2 监测方法及数据采集

采用几何水准测量法对沉降观测点进行监测，所用仪器为拓普康DL - 102C 电子水准仪。高程基准点设置完毕后，为确保基准点的稳定性，需经过至少3 次的复测。基准网按GB50026 - 2007《工程测量规范》二等水准要求进行测量，即往返较差及环形闭合差应在mm 以内，且每一测站的高差中误差需满足± 0. 15mm。监测点需满足GB50026 -2007《工程测量规范》三等沉降监测网技术要求。在进行基坑沉降观测过程中需注意以下几点： ①观测过程中，需保证良好的成像条件，满足精度要求； ②对所用仪器需进行定期检验，避免因仪器问题出现的系统误差； ③每次进行观测前，应设定好各控制参数，观测完成现场进行数据分析，确认合格后方可结束此次观测； ④观测过程中，应固定人员、固定测站、固定仪器，从而避免人为引起的误差。

3 数据处理及分析

观测完成后，将原始数据导入计算机中，检查合格后通过专用水准网平差软件进行数据处理，计算得到每个监测点的高程。平差计算需满足以下几点要求： ①运用专业水准网平差软件对测量数据进行严格的平差计算，得到各点高程； ②以稳定基准点为起点进行计算，需保证基准点的稳定性，校核2 个以上基准点的附合差； ③观测点平差后精度为0. 1mm。判断监测点稳定性的一般原则： ①保证基准点的稳定性； ②通过对比相邻两次的监测数据，当变形值小于最大误差时，可判断相应测点在周期内变动不显著； ③通过分析多期的观测数据，当相邻期变形小，但多期却呈现出较为明显的变化趋势时，被认为监测点变动。通过基坑周边建筑物的沉降观测数据，计算每阶段的沉降量和变形速率，再进行每阶段的累加得到累计沉降量。监测点观测数据如图1 所示，因篇幅有限，仅列出变化值明显测点，及沉降量变化值最大的测点。通过对监测数据进行分析可知，基坑开挖前期沉降量比较大，随着时间推移，逐渐趋于稳定。在监测过程中，出现的最大累计变化量为5. 7mm，最大沉降变化速率为1. 25mm/d，发生在监测点46 处，未达到报警值。基坑周边建筑物沉降量速率比较小，且变形速率比较稳定，最后100d的最大沉降速率为0. 02mm/d，小于沉降稳定标准值0. 04mm/d （ JGJ 8 - 2007《建筑变形测量规范》中指出建筑沉降变形的稳定标准应由沉降量- 时间关系曲线判定） ，均未达到报警值。

图1监测点沉降量—时间关系表

4 结语

通过本次监测及时掌握了某市地下商业街基坑工程开挖全过程中周边建筑物沉降变形情况，达到了合同规定监测的目的。在基坑开挖过程中，会对周边建筑物产生影响，通过对基坑周边进行实时监测，掌握周边环境的变化动态，能够为基坑安全稳定的开挖提供保证，在出现异常沉降现象时，提前预警，为基坑开挖防护工作提供客观依据。在基坑开挖全过程中，将结构的变形严格控制在规范限制中，保证施工的安全，同时积累的资料，能够为以后类似工程提供参考。

参考文献

[1] 周志宇. 建筑工程沉降观测点测量技术应用的探讨[J]. 城市建筑，2013，（8） ： 118 - 120.

[2] 柳旭，廖明外，赵炳臣. 基坑监测技术在沉井施工中的应用[J]. 施工技术，2013，S1： 56 - 59.

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[4] GB50497 - 2009，建筑基坑工程监测技术规范[S]