建筑物基坑监测技术设计分析

摘要:基坑在施工的过程中，开挖区域内土质形态和咬合状态的变化，以及基坑内外的土地主体受力情况都发生了变化，从而引起基坑的支护结构承受的荷载力不断变化，引起基坑内部的土地隆起、基坑支护结构及其周围土地主体的两侧发生水平位移和竖直沉降，从而威胁到安全施工和建筑物的运营。为了避免正常施工过程中事故的发生，在施工前要对监测的基坑等级进行分析，从而制订监测计划，通过监测值的变化来判断施工的安全性。文中结合建筑物基坑监测项目对基坑进行水平位移和沉降的技术设计。

关键词:控制网;水平监测;沉降监测;基坑预警

引言

随着科学技术的发展以及为了提高城市对土地空间的使用效率和符合现代高层建筑的抗振动、抗风力等影响的结构要求，我国的基坑工程在施工数量上大幅增加，占地面积、开挖深度等各个方面都有增加。基坑在施工的过程中，开挖区域内土质形态和咬合状态的变化，以及基坑内外的土地主体受力情况都发生了变化，从而引起基坑的支护结构承受荷载力不断变化，导致基坑内部的土地隆起、基坑支护结构及其周围土地主体的两侧发生了水平位移和竖直沉降，从而威胁到安全施工和建筑物的运营。为了避免正常施工过程中事故的发生，在施工前要对监测的基坑等级进行分析，从而制订监测计划，通过监测值的变化来判断施工的安全性。设计是在结合港中旅健康城建设项目、对其基坑附近建筑物、附属设施等进行水平位移和沉降的技术设计［1］。

1基坑工程概况

此次辽宁某地基坑监测项目，观测5号、11号楼建筑结构类型为框架结构，建筑基础类型为柱下独立基础加构造底板。主体建筑共5层。5号、11号楼中间基坑支护总体长度为246．8m，基坑长度为89．3m，最大宽度为34．2m，面积约为2774．39m2，开挖深度约7．9m，基坑支护结构为放坡+支护桩与锚索(桩锚)支护体系，基坑从施工挖方至回填土方时长为3个月。

2基坑等级确定

根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202－2002)的基坑等级确定条例，一级建筑基坑要满足以下的施工要求:1)特殊建筑或基坑支护结构与建筑主体修建为一个整体;2)开挖深度大于10m;3)建筑基坑与周围建(构)筑物、特别设施的间距小于基坑的开挖深度;4)基坑区域有历史文物、具有代表性近代建筑、重要管线等要求严格保护的基坑。三级基坑的开挖深度不大于7m，而且附近建(构)筑物及附属设施没有特别要求规定的基坑。除了一级基坑与三级基坑范围以外的所有基坑均属于二级基坑。根据项目情况:主体建筑共5层，5号、11号楼中间基坑开挖深度约7．9m等实际情况，结合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中的基坑等级确定的方法，将基坑定为二级基坑。

3监测等级与精度要求

《建筑变形测量规范》(JGJ8－2007)中对变形监测等级与精度、位移观测基准网的主要技术指标做了明确规定，此次基坑为二级基坑，依据规范要求，将基坑及其周边建筑的监测级别定为二级，即沉降观测观测点测站高差中误差为0．5mm。位移观测观测点坐标中误差为3．0mm。

4仪器设备的选择

此次基坑监测水平位移监测采用的是徕卡精密监测机器人TM30(如图1所示)、相应的温度气压传感器及GeoMoS监测软件，TM30测角精度为0．5″，测距精度为0．6mm+1×10－6D。

5水平位移观测方法

水平位移监测内容包括:根据基坑的现场情况，结合已经确定的基坑等级，依据《建筑变形测量规范》确定的监测等级和精度，对基准点和监测点位置的确定及埋设，仪器的选择，观测方案的确定，现场数据采集，数据处理和变形分析等［2－5］。5．1基准点位选择根据《建筑变形测量规范》中4．3．1的要求:基准点墩标上应设有强制对中装置，为了检核基准点的稳定性一般选择3个基准点为一组，在特殊观测需要的地点可以增设工作基点，要选择变形体范围以外、地质稳定之处，基准点间要通视，尽量构成等边三角形，边长不大于300m。结合规范和项目的现场情况，选择建立3个基准点。基准点的分布如图2所示。5．2基准点观测与计算根据《建筑变形测量规范》中4．3．5－1、4．6．1、4．6．2－1以及4．7．1中规定，对基准点进行边角4测回观测，为了将基准点坐标纳入到规划坐标系中，利用GNSS－RTK将基准点与规划控制点联测，采用联测后的一个点坐标、一条边方位及实测距离为起算数据对观测数据进行平差计算得到其他基准点平差坐标。5．3监测点位选择依据监测点布设要求，结合基坑现场情况，布设了水平位移观测点12个(JCD1～JCD12)，如图3所示。5．4观测点观测与计算对观测点的观测采用极坐标法观测，观测的精度与基准点观测精度相同，取4测回坐标平均值作为最后坐标。

6垂直位移观测方法

因为垂直位移监测的基准点与观测点和水平位移的基准点与观测点为同一点，其监测工作内容和水平位移监测相同。基准点与观测点高程的观测均采用TM30测距三角高程。基准点按二级进行垂直角与距离对向4测回观测，并与基坑周边一已知高程点联测，当对向观测与环线闭合差满足限差(L为对向观测边长或环线长度，以千米为单位)时方可进行平差计算。观测点高程的观测也是按二级进行垂直角与距离单向4测回观测，取4测回的平均值作为最终的观测值。

7监测周期和频率

在《建筑测量变形规范》中没有明确地规定出水平位移监测对象所对应的监测周期与频率，所以遵照《建筑基坑工程监测技术规范》中对变形监测整体的监测周期与频率来确定水平位移监测的周期与频率(见表1)。

8结束语

文中首先根据基坑深度确定了基坑等级和基坑监测的主要工作，然后确定了监测等级，制订了基坑护坡桩水平位移和垂直位移的监测方案，并从控制网的布设、仪器的选择、观测方法、观测周期等进行阐述，为以后的建筑施工提供数据基础，对建筑物安全施工提出指导意见。

参考文献:

［1］黄志伟，刘晓华，龚率，等．基于三维平差的基坑监测数据处理方法探讨［J］．测绘工程，2015，24(2):51－54．

［2］李文辉，阚宁，刘德亮．论建筑工程的基坑监测［J］．城市建设理论研究，2013，12(4):9－10．

［3］李雷生．建筑物静态变形监测方法研究［J］．科技创新导报，2009(26):143－143．

［4］丁立岩．高层建筑物施工中沉降观测技术的应用［J］．建筑设计管理，2014(2):81－83．

［5］吴学文，梁伟．华气安塞液化天然气项目高边坡及弃土大坝变形监测方法探讨［J］．测绘技术装备，2013(3):72－74．

［6］岳仁宾，张恒，李超．CPIII技术在变形监测中的应用［J］．测绘工程，2015，24(2):47－50．

作者：李振卫 赵晓东 单位：铁岭市测绘管理办公室 大连市测绘研究院