深基坑位移监测实例分析

(西安工业大学 陕西 西安 710021)

一、工程概况

陕西咸阳60万吨/年甲醇项目卸煤槽工程位于咸阳东郊化工区朝阳路北端。基坑东西长180m，宽32.4m，挖深-12.8m(局部挖深-18.47m)，属深大基坑，基坑侧壁安全等级为一级。该场地地下水位高度为-15.9m。基坑支护结构形式在-12.8m处的输煤栈桥两侧采用钢筋土钉墙支护，-18.47m处卸煤槽的东、南边采用锚拉护坡桩支护。

二、监测项目及仪器

(一)监测项目。综合考虑本工程的地质条件和支护方案，实施的监测项目如下:1、基坑沉降观测；2、基坑水平位移观测；3、护坡桩沿深度方向水平位移观测。

(二)监测工具。根据相关规范和施工设计图纸的要求，该监测项目的控制值为20mm，预警值为15mm。本项目监测投入仪器设备及规格型号如表1所示。

表1 仪器设备列表

三、监测内容

(一)点位布设

1、基准点的布设。基坑布设平面位移基准点2个，沉降观测基准点2个，基准点A、B埋设在远离建筑物并在区域沉降影响之外，观测数据表明，在作业期间，高程数据变化幅度较小，最大变化值为±0.16mm，说明基准稳定。水平位移基准点BM1、BM2每一次观测时首先进行控制点之间边角检查，角度变化在±10秒之内，距离变化在±2mm之内，由于边长比较小，对其它点测量影响很小，说明水平位移基准点稳定。

2、基坑沉降、水平位移监测点的布设。沿基坑边缘均匀布设34个水平位移监测点(1～34)，采用Ф10mm长14cm的不锈钢嵌入地面，周围用水泥混凝土埋设保护，点位标志刻有十字标记。监测点标志埋设稳固。顶部用钢锯做监测标志。监测点间距不大于20m，每边监测点数目不少于3个。

3、护坡桩沿深度方向水平位移观测点的布设。在-18.47m处卸煤槽基坑的东边选取5根护坡桩(zh-1～zh-5)、南边选取3根护坡桩(zh-6～zh-8)。随基坑开挖过程每隔2m布设一个观测点，每根护坡桩上设8个观测点，总共布设64个沿桩深方向的位移监测点。基坑形状和大小、基准点、测站点和各个观测点的布置如图1所示。

图1 基坑测点布置图

(二)监测方法

1、基坑沉降观测：BM1点是基坑附近一个已知高程和坐标的点。将其作为观测站，A、B两点则是基坑周围比较稳定的点，作为沉降观测的基准点。根据BM1的高程，可以测出A、B两点的高程。首次观测值作为原始高程，每期观测高程与首次观测高程比较，较差为累计沉降量；与上一期高程比较，较差为相对沉降量。(选择的A、B两点的位置可以完整地观测到基坑周围的监测点，避免使用转点，提高了测量精度)。

2、基坑水平位移观测。本工程水平位移监测方法采用极坐标法。水平位移按照二级水平位移观测的精度要求，采用“固定测站、固定目标”的方式进行水平位移观测。每次在工作基准点采用方向测回法照准基准点进行检查。若角度变化很小，可确定该工作基点稳定。若角度变化大，则调用全站仪的后方交会程序，再分别照准基准点，计算出工作基准点坐标，独立进行两次，最后取两次的平均值为本次最终值。每次观测时以BM2为测站点，以BM1点定向，再根据测量的距离和角度分别计算出A、B的坐标。再将仪器分别移至A和B，以BM2定向对变形观测点进行观测。数据处理采用清华三维导线平差软件进行平差计算。

3、护坡桩沿深度方向水平位移观测。在每个观测点粘贴反射贴片，利用宾得PENTAX R-322全站仪免棱镜模式观测，护坡桩沿深度方向水平位移观测在基坑开挖期间1次/3d，共监测6次，然后1次/周共8次，然后1次/10～15d共2次，共计16次。数据处理采用清华三维导线平差软件进行平差计算。计算结果精确到1mm。

四、监测结果分析

(一)基坑沉降位移分析。根据成果表，基坑34个沉降观测点(1～34)，平均沉降量为-5.50mm，沉降量最大的为19#点，累计沉降量是-11.50mm;沉降量最小的为26#点，累计沉降量是-1.39mm。基坑在观测期间的沉降均匀较稳定，差异沉降较小，无突变异常出现，总体上变形量值的变化在观测期间随降雨及基坑降水有反复变化的特征，随基础的施工、地基荷载的增大沉降量有增大的趋势，而8月23日以后一定时期内沉降量逐渐减小且趋于稳定，日沉降速率呈逐渐变小趋势。该基坑垂直位移变化符合变形基本规律。

(二)基坑水平位移变形分析。基坑边沿34个水平位移观测点(1～34)，进行了18次观测，从观测数据分析，水平位移量最大的为12#点，位移量16.4 mm，考虑到测量误差影响等原因，未发现基坑裂缝等灾害现象，可以认为基坑边坡稳定。

(三)护坡桩沿深度方向水平位移变形分析。监测结果显示，基坑施工期间护坡桩桩身侧向总位移最大的是zh-8桩，为5.1mm，最小的是zh-6桩，为3.61mm，侧向位移均较小，所以护坡桩基本稳定。

五、结束语

从以上分析可见，基坑在支护、降水及施工过程中，最大沉降量为-11.50mm，沉降量较小，无沉降异常出现，坑壁无明显裂缝现象，最后三个周期沉降速率小于规范限差，各项指标满足规范要求。基坑的水平位移量最大的为16.4mm，基坑变形较小，基坑边坡未发现裂缝和滑坡等现象，基坑边坡稳定。护坡桩桩身最大侧向总位移5.1mm，桩体稳定，基坑在整个施工期处于安全状态。

目前的监测方法只能做到定点、定时的对于基坑的变形进行监测，而不能得到动态、连续的信息。因此在传统方法的基础上，参考其他工程的监测方法，实现实时、连续的监测，将成为今后基坑监测技术的主要研究方向。