某工程挡土墙变形监测方案探究

孙飞

摘 要：边坡变形监测是评估建筑物周边安全环境的一项重要内容。根据不同的环境类别及对挡土墙不同的变形要求选择不同的监测方案对于挡土墙安全控制起到至关重要的要求。

关键词：边坡；变形监测；挡土墙

1 工程概况

A公司西侧挡土墙位于福泉北路的北侧，丹大高速公路的南侧，B公司位于A公司东侧，挡土墙坡顶B公司生产车间6.0米。边坡高度3.8-6.0米，长度约177米，为永久性边坡支护，安全等级为二级。

2 挡土墙工程监测依据

1）《工程测量规范》（GB 50026-2007）；

2）《岩土工程监测规范》（YS5229-96）；

3）《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）；

4）《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；

5）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）；

6）《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）；

7）建设单位提供的相关资料；

3 挡土墙监测项目及要求

3.1 监测项目

根据有关规范及边坡工程现场开挖条件，确定边坡工程监测内容如下：

（1）挡墙坡顶地表裂缝；

（2）挡墙坡顶水平位移；

（3）挡墙坡顶竖直位移监测；

（4）挡墙面水平位移

（5）挡墙面竖直位移监测；

（6）挡墙地表沉降；

3.2 监测要求

3.2.1 控制测量精度要求

结合《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）规定监测精度如下：

表3.1 水平位移监测精度要求（mm）

水平位

移报警值 累计值D（mm） D<20 20≤D<40 40≤D≤60 D>60

变化速率VD

（mm/d） VD<2 2≤VD<4 4≤VD<6 VD>6

监测点坐标中误差 ≤0.3 ≤1.0 ≤1.5 ≤3.0

注：监测点坐标中误差，系指监测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差，为点位中误差的1/。

表3.2 竖直位移监测精度要求（mm）

水平位移

报警值 累计值S（mm） S<20 20≤S <40 40≤S≤60 S >60

变化速率Vs

（mm/d） Vs<2 2≤Vs<4 4≤Vs<6 Vs>6

监测点坐标中误差 ≤0.15 ≤0.3 ≤0.5 ≤1.5

注：1.监测点测站高差中误差系指相应精度与视距的几何水准测量单程一测站的高差中误差。

结合现有测绘技术水平和基坑监测工程实际，来最终确定平面位移监测网和竖向位移监测网的最弱点点位精度。

3.2.2 监测频率

根据工况合理安排监测时间间隔，做到既经济又安全。根据以往同类工程的经验并结合设计要求，拟定监测频率如下：

测点埋设稳定后即开始监测，一般来说监测过程持续至边坡加固工程完成后2个水文年结束，确定挡土墙稳定的标准时间上要经历2个水文年，六个月内或当年雨季结束后三个月无明显位移即可结束。在此期间的监测频率俺下表控制：

时间 地表位

移监测 水平

位移监测 竖直

位移监测

开挖期间、暴雨和雨后数天内 1次/2天 1次/2天 1次/2天

正常观测 1次/5天 1次/5天 1次/5天

开挖完成后 前三个月 1次/7天 1次/7天 1次/7天

后三个月 1次/15天 1次/15天 1次/15天

竣工后3个月至两年内 1次/30天 1次/30天 1次/30天

正常情况下，按预定频率监测，当本次变化量或累计变化量超过警戒值时，监测频率适当加密。

当出现下列情况之一时，应提高监测频率：

1 监测数据达到报警值；

2 监测数据变化较大或者速率加快；

3 存在勘察未发现的不良地质；

4 超深、超长开挖等违反设计工况施工；

5 支护结构出现开裂；

6 周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；

7邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂；

8支护工程发生事故后重新组织施工；

9出现其他影响支护边坡及周边环境安全的异常情况。

4 挡土墙工程监测项目及方法

4.1 挡墙工程坡顶地表裂缝相对位移监测

用千分卡直接量测地表出现的裂缝。监测点两个一组，测量其距离，以观察裂缝张开或闭合等变化。

4.2水平和竖直监测控制网的布设

当基准网独立监测时，基准网可以独立平差计算。监测控制网分两种：平面控制网用于水平位移监测；水准控制网用于垂直位移监测。

水平位移监测控制网的布设应符合下列要求：

a 水平位移监测控制网采用导线网。

b基准点应埋设在变形区外（不少于2倍开挖深度），按变形监测精度要求可建造具有强制对中标志的观测墩，也可采用对中误差小于0.5mm的光学对中装置。水平位移控制网的基准点不应少于3个。基准点应埋设埋设形式见图4.1所示。

垂直沉降监测控制网的布设应符合下列要求：

a 垂直沉降监测控制網采用几何水准测量，并布设成闭合网。基准点应埋设在变形区外（不少于2倍开挖深度）。

b 垂直沉降监测控制网基准点不应少于3个，基准点埋设在变形区外的密实的沙卵石层或原状土层中，也可埋设在稳固建筑的墙上。

基准点计划布设4个，建立闭合环。在较安全的地方沿基坑四周布设，埋设按浅埋点要求进行设置。

控制点具体布设情况将根据现场条件进行布设。基准点应定期复测，复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定。

测量方法：沉降监测采用某市市政工程统一的高程系统，每次观测宜形成闭合或附合观测路线，同时工作中按国家二等水准测量各限差要求进行测量，并符合国家二等水准的各项精度要求。

观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。

观测时各项限差宜严格控制，每测点读数较差不宜超过0.5mm，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

水准控制点计划布设1组共4个，编号为BM1～BM4。建立闭合环与施工高程控制点联测。

平面控制点计划布设1组共4个，与水准控制点共用，编号为BM1～BM4，控制区域为整个监测区，为使测距、测角误差在横、纵坐标上均匀分布，网形为闭合导线网，引测外方向为施工用平面控制网。点位设在稳定、安全的地方。

4.3 坡顶水平位移监测点的布设设计

沿着边坡工程走向每20m布置一个坡顶水平位移和竖直位移监控点，分别布置9个监测点，竖直位移和水平监控点合用1个监测点，分别为PDH01-PDH09和PDV01-PDV09，PDH01-PDH09用来监测挡墙坡顶水平位移，PDV01-PDV14点用来挡墙监测坡顶竖直位移。

基坑坡顶水平位移与竖直位移监测采用宾得R-400系列全能全站仪进行观测，观测监测点的绝对坐标（x，y，z），比较相邻两次的观测结果确定基坑坡顶监测点的水平位移和竖直位移。

对于沉降监测，同地表沉降监测。对于倾斜监测，每次监测后，通过测量出来的监测点的坐标值计算监测点的位移大小和方向。然后绘出测点的累计位移—时间图和每次位移—时间图。

4.4 挡土墙工程监测表面水平位移、竖直位移监测

沿着挡土墙工程坡面在挡墙高度中点位置相应于坡顶位移监测点每20m分别布置一个水平监测点和竖直监测点，共计布置18个监测测点，分别为PMH01-PMH09和PMV01-PMV09。挡墙表面水平位移、竖直位移监测布点公用1个监测点，将“L”型钢筋植入挡土墙墙体内。

基坑坡顶水平位移与竖直位移监测采用宾得R-400系列全能全站仪进行观测，观测监测点的绝对坐标（x，y，z），比较相邻两次的观测结果确定基坑坡顶监测点的水平位移和竖直位移。

4.5 挡墙坡顶地表沉降监测

挡墙周边地表沉降监测点埋设时先用工程水钻打成一直径为108mm、深300mm左右的孔，然后打入φ22螺纹钢筋约500mm，钢筋顶部应打磨圆滑，且顶部不得超出马路平面，随后用混凝土填实。每20m布置一个断面，与坡顶、坡面监测点共处一平面，每个剖面布置3个地表沉降点，共布置地表沉降点27个。

地表沉降采用瑞士莱卡公司生厂的DNA03精电子水准仪及水准尺以观测，以加密控制点作为后视，直接测出监测点的高程。为使观测值能准确反映地表的沉降量，必须经常对加密控制点进行检测。每次测完后，通过测量出来的钢筋外头的标高，求得地表沉降点的沉降量。然后再绘出累计沉降量—历时曲线图和本次沉降量—历时曲线图及沉降速度—历时曲线图。

参考文献

[1]《建筑工程质量专项检测操作规程》（J10959--2007）

[2]《建筑工程質量专项检测操作规程》（J10959--2007）