智慧大厦基坑工程变形监测

程道珉

摘    要：为确保深基坑周边建筑安全，基坑开挖工程中的变形监测工作越发重要。本文结合工程实例，分析智慧大厦基坑的设计方案，并对变形监测的结果进行了数据处理分析与预报，为以后的项目提供有价值的参考。

关键词：基坑工程;监测;方案

1  工程概况

本项目设计总建筑面积 19708.37m2，地下室3 层，地上1幢23层，基坑开挖深度12.00m，支护周长约158m，支护安全等级为一级。采用双排混凝土钻孔桩进行支护，冠梁使用钢梁支撑，支护结构设计使用期限为一年。

2  监测内容

监测项目包括基坑顶水平位移、沉降监测12点，倾斜监测7孔及周边建筑道路沉降18点。

3  监测方案

本基坑监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。针对监测对象的关键部位，做到重点监测、项目配套并形成有效完整的监测系统。施工期每天由专人进行巡视检查支护结构情况、施工工况、周边环境、监测设施等。巡视检查情况与仪器检查数据进行综合分析。如发现异常情况和危险情况，及时通知建设方及其他相关单位。

3.1  沉降观测

3.1.1  高程基准点及监测点的埋设

采用独立高程系，基准点布设不少于3个，位置不宜太远带来过多观测误差，又要确保选位稳定避免带来起算误差。本项目在周边设置1个深埋基准点及3个建筑物基准点，编号HJ1～HJ4。沉降监测点布设位置应能最大程度地反映监测对象的实际状态及其变化趋势，尽量保证人员安全且减少对施工作业影响。基坑阳角及中部宜布点且每边不少于3点，基坑深度1～3倍范围内建筑四角、新旧交接及高低交接处应布点且每边不少于3点。观测过程中不予更换点位，如有损坏即刻重设，形变量接着累计。

3.1.2   精密水准测量

沉降监测采用精密水准测量方法进行;施工设计要求沉降报警值为28mm（0.003H的80%，根据《建筑基坑工程监测技术规范》监测点测站高差中误差不大于0.3mm，因此可按《建筑变形测量规范》的一级精度要求施测。

基准点和工作基点形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。使用检定合格的Dini 12精密电子水准仪配合铟瓦条码标尺进行测量。观测点测量采用附合水准路线，按一级变形观测精度进行测量。基准点测量、工作基点联测及首次沉降观测采用往返观测方式，其他各次沉降观测采用往返或单程双测站观测。沉降初始值在相关施工工序之前测定并取连续观测3次的稳定值的平均值作为测量初始值。

3.2  水平位移观测

采用独立坐标系，使基坑长边平行坐标系X轴以便计算变形量，定期对工作基点进行复核，零周期观测连续进行三次独立观测，取观测结果的中数作为位移观测初始值。位移监测主要采用后方交会法、极坐标法，后方交会法主要用于对工作基点的稳定性检查，极坐标法用于对各变形点的观测。

3.2.1  平面控制网布设

现场实际设置4个位移基准点，编号SJ1～SJ4，坑角设置4个观测墩作为工作基点，编号GJ1～GJ4，每期观测以场外基准点校准工作基点位置。平面控制网布设为边角网，边长相近，组成三角形内角大于30°，以测边为主加测部分角度，合理配置测角和测边的精度。根据设计要求基坑顶水平位移报警值为38mm（0.004H的80%），测点坐标中误差应满足≤1.0mm，按变形测量一级精度进行测量。

3.2.2   水平位移观测点埋设与观测

水平位移观测点数量及选点要求与沉降点相同，两者位置重合便于对数据联合分析，固定小棱镜作为观测标志减少对中误差，各点面对便于测量的观测墩，观测期间中不准更换观测墩及点位，若标志损坏或不便观测，原地即刻重设或旋转对准其余观测墩，相应位置形变量接着累计。

基坑顶水平位移观测按照《建筑变形测量规范》中一级变形观测的技术要求施测。采用极坐标法进行测量。观测仪器采用sokkia net05x全站仪（测角精度0.5″，测距精度±（0.8mm+1ppm[×]D）），校准工作基点后进行三测回合格观测，取中数作为当期观测数据。

3.3  深层水平位移监测

本项目布设测斜管7根，编号CX1-CX7。埋深不少于基坑深度1.5倍，测槽垂直于坑边，与支护桩钢筋笼一同埋入。采用CX-806D型测斜仪监测。基坑开挖之前连续测量3次合格读数的平均值做初始值，以下部管口作为起算点，辅以管口位移观测数据联合分析。

4  沉降觀测数据分析

从沉降曲线图知（如图1），基坑沉降曲线较为波动，成上升趋势，周边建筑沉降较为平缓，成下降趋势。浅基础民房较布设于小区主体的监测点累计沉降量偏大，符合常理。整个观测周期中，最大测站中误差 0.13mm，最小为0，限差为0.15mm，（计算：±[（f×f/N/n/4）]，f为往返测高差不符值，N为测段数，n为测站数），最大闭合差为+2.07mm，最小为-0.02mm（限差：±0.3[×][n]，n为测站数）。水准线路测站及闭合差如表1。

5  位移数据分析

开挖前期点累计位移量变化较为缓慢，但随基坑开挖范围扩大加深，观测中期，WY4～WY6共3个点累计位移量急速增大，当天变化量分别达到15.5mm、45.6mm与22.9mm，累计位移量分别达到46.2mm、97.1mm与49.5mm，WY4与WY6累计位移量超过报警值，WY5则超过控制值，支撑冠梁的金属横梁扭曲变形。次日此3点变化速率急速下降趋缓，后期2016年2月2日至2月22日间，因施工方拆除支撑梁，监测点整体有小幅波动，此后趋于平稳（如图2）。

6  深层位移数据分析

深层位移监测数从测斜结果汇总表结合曲线图（如图3）得知，CX3管口向坑内移动39.39mm，CX5管扭曲幅度较小，管口变形量只有0.59mm，距该管最近的位移监测点WY9位移累计位移量1mm，两者相差不大，数据可靠。CX7点位处观测期间出现渗水，施工方及时于渗水处打桩，加强该处防水墙。打桩时，CX7受外力挤压而往坑外移动，管口最大向坑外移动13.24mm。

7  报警处理

根据本基坑设计及有关技术规范的要求，沉降观测报警设为28mm， 控制值设为36mm，位移观测与深层位移观测报警值设为38mm， 控制值设为48mm， 报警值为控制值为80%。

本项目深层位移监测出现累计变化量超过报警值，位移监测有累计变化量超过控制值。监测点累计变化量接近报警值时，口头先通知施工方，累计变化量达到报警值时，即时报警，报送相关单位，并视情况进行加密监测。12月10日基坑发生突变，为保证基坑安全施工，当天起进行加密监测，上、下午各测一次，直到12月15日，各项数据日变化量持续多天微小平缓，恢复正常监测频率。向施工方反馈即将报警时，施工方及时实施应急预案，在两长边间架设钢梁。随着开挖范围加大加深，数日雨后基坑发生突变，钢梁受压大幅度扭曲变形，施工方停止作业，及时在基坑两长边间增加钢梁，使基坑后期至回填土期间一直处于安全状态，为安全施工提供可靠保障。

8  结语

综上所述，本工程按照方案、有关规范和设计图纸，完成位移控制网和沉降基准网布设，进行了支护桩位移监测、沉降监测，建筑沉降监测、深层位移监测，各项数据变化准确合理，期间及时提交观测资料，并根据数据报警，为施工建设提供参考。

参考文献：

[1] GB 50497—2009.建筑基坑工程监测技术规范[S].

[2] JGJ 8—2016.建筑变形测量规范[S].