深基坑支护工程施工监测技术

【摘要】：基坑监测是深基坑变形监测的主要手段，通过对围护结构及周边环境的监测，为工程建设风险管理提供支持。本文以北京市南水北调配套工程东干渠施工第六标工程为例，对深基坑监测中的水平位移及沉降的监测技术进行阐述。

【关键词】：深基坑支护；施工监测；

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着大直径盾构隧道的不断增多，盾构始发和接收端深大基坑工程逐渐增多，深基坑在施工过程中往往含有许多不确定因素，尤其是在城市内施工的深大基坑，对周围环境、附近建筑物、地下设施变形要求严格，因此必须对深基坑进行变形监测，以保证深基坑施工的安全和质量。

一、监测目的、依据及内容

1、检测目的：

（1）在基坑土建施工过程中对周边环境和工程自身关键部位实施公正、独立的监测，掌握周边基本环境、围岩的动态和围护结构体系，验证施工方的监测数据，为施工、监理、设计、业主单位提供参考依据。

（2）第三方监测作为独立的监测方，其监测数据和相关分析资料可成为处理风险事务和工程安全事故的重要参考依据。

（3）积累资料和经验，为今后的同类工程设计提供类比依据。

2、技术依据：

（1）《南水北调六标施工监测技术方案》；

（2）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；

（3）《工程测量规范》GB50026-2007；

（4）《建筑施工测量技术规程》DB11/T446-2007；

（5）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；

（6）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；

（7）其他相关的国家、地方规范、法规。

3、监测工作内容：

根据土方及支护工程施工方案和工程自身特点，本工程监测项目以及相应采用的监测仪器和精度见表4.1-1：

二、沉降观测作业方法及技术要求

1、基准点及监测点布置：

基准点应埋设在变形区域外，亦可利用变形区外稳固的建筑物、构筑物设立墙角基准点。针对本工程特点，结合现场地质条件，为便于基准点的长久保存，拟埋设4个深埋水准点BM1、BM2、BM3、BM4，构成基准网。

（1）基准点的埋设

为了便于观测及长期保存，基准点采用半永久性高程基准点，同时为了防止沉降基准点受到冻胀的影响，沉降基准点的埋设深度不小于1.5米，以保证沉降基准点的稳定。

（2）基准点的保护

基准点是监测工作必不可少的测量标志，只有长期的保存，才能保证沉降观测数据的正确性和连续性。因而，除格外注意在选点时其地点的合理之外，还需认真加以保护，如果遇到对基准点有可能造成破坏或损坏的情况时，相关各方应事先与我院联系，以便具体研究基准点保护的方法。

2、测点埋设及技术要求：

（1）测点埋设方法

为保护测点不受碾压的影响，地表、道路沉降测点标志采用窖井测点形式，采用钻具成孔或人工开挖的方式进行埋设。

（2）测点埋设技术要求

地表沉降监测的测点埋设应平整，避免由于高低不平而影响车辆及人员通行，同时，稳固测点埋设，做好清晰的标记，以方便保存。

3、监测方法及数据采集：

采用几何水准测量方法进行地表沉降监测，使用Trimble DINI12电子水准仪观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件。

高程基准点选择完成后，需至少经过3次复测，确认高程基准点处于稳定状态时，方可使用。基准网按《工程测量规范》GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求施测，主要技术指标为往返较差及环线闭合差应在±0.15 mm（n为测站数）以内，每站高差中误差在±0.15mm以内。

4、数据处理及分析：

（1）数据传输及平差计算：

观测记录采用电子水准仪自带记录程序进行，观测完成后形成原始电子观测文件，通过数据传输处理软件传输至计算机，检查合格后要使用专用的水准网平差软件进行严密平差，以得出各点的高程值。

平差计算的要求如下：①使用专业平差软件按严密平差的方法进行计算；②平差后的数据取位应精确到0.1mm；③使用稳定的基准点为起算，并检核独立闭合差及与2个以上的基准点相互附合差。

（2）变形数据分析：

监测点稳定性分析的原则如下：①当相邻周期的变形量小，但多期呈现出明显变化的趋势时，对多期变形的观测成果，应视为有变动；②通过比较相邻两期的最大测量误差与最大变形量（取两倍中误差）进行相邻两期监测点的变动，当变形量小于最大误差时，可认为该监测点在这该周期内变动不显著或没有变动；③基于稳定基准点进行监测点的稳定性分析。

三、桩（坡）顶水平位移：

1、基准点及监测点布置：

（1）测点的布置原则：

a、监测网布设形式：

本项目围护结构桩（坡）顶水平位移监测基准网采用导线网，测点监测采用极坐标法。采用附合或闭合导线形式，起始并闭合于本工程精密导线上。控制点根据场地围挡条件及基坑位置合理分布，整个基坑不少于3个控制点，同观测点一起布设成监测网。

b、控制点布置原则：

围护结构桩（坡）顶水平位移监测控制点布置的原则为：①控制点是监测点稳定性的基准，应设立于基坑开挖深度2～4倍距离之外的稳定区域，为提高监测精度，应埋设强制对中观测墩或专门观测标石；②控制点位的分布应满足准确、方便观测定全部观测点的需要；③每个相对独立的测区控制点个数不应少于3个，以保证必要的检核条件。

c、工作基点布置原则：

监测工作基点布置的原则为：①工作基点点位的分布应满足准确、方便联测控制点的需要，②工作基点点位的分布应满足准确、方便观测定全部观测点的需要。

d、测点布置原则：

围护结构桩（坡）顶水平位移监测点按施工设计图纸位置在基坑四周围护结构桩（坡）顶上设置，布置的原则为：①测点应尽量布设在基坑圈梁、围护桩的顶部等较为固定的地方，以设置方便，不易损坏，且能真实反映基坑围护结构桩顶部的侧向变形为原则。②测点沿基坑四周围护桩顶每20～30m布置1点；③测点设置强制对中标志。

根据本工程特点，共布设围护结构桩（坡）顶水平位移测点54个。

（2）控制点、测点埋设及技术要求：

a、控制点及测点埋设方法：

控制点埋设专门观测标石，现场监测基点采用强制归心的水泥观测墩，地面部分高1.0米，顶面长宽各0.4米，地下部分埋深大于1.2米；监测点埋设时先用冲击钻在围护桩、圈梁的顶部钻出深约10cm的孔，再把强制归心监测标志放入孔内，用锚固剂填充缝隙。

b、埋设技术要求：

应注意埋设测点标志时保证其与测点间的通视，保证强制对中标志顶面的水平，测点埋设完毕后，应进行必要的防锈、保护处理，并作明显的标记。

c、测点埋设及技术要求：

测点标志埋设时应注意保证与工作基点间的通视，保证强制对中标志顶面的水平，测点埋设完毕后，应进行必要的保护、防锈处理，并作明显标记。

d、监测方法及数据采集：

采用导线测量方法进行围护结构桩（坡）顶水平位移基准点观测，根据现场条件，采用极坐标法对监测点进行水平位移观测。

2、监测控制标准：

根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）和土方及支护工程施工方案，各监测项目控制值见表7.1。

五、质量、环境、职业健康安全目标及保证措施

1、质量、环境、职业健康安全目标：

（1）监测成果合格率100%，优良率90%。

（2）保护环境绿色施工，施工作业不对环境造成影响；

（3）保证作业人员职业健康安全，安全事故率为零。

2、质量保证措施：

（1）严格监测全过程，保证观测质量

强化作业现场管理，在关键工序点，重点工序设置必要的质量控制点，实施现场检查，作业时严格执行操作规程，做好质量记录。

（2）树立规范意识，测量工作要规范化、标准化

根据具体工程编写监测方案。这些技术文件经有关部门批准后，以此作为现场作业、检查验收的依据。

（3）实施本次工程监测，我公司委派由具有工程师职称及高级测工等有实践经验的人员组成施测队伍。

（4）测量工作必须坚持复核制，做到观测记录、计算成果均有复核。

结束语

本文以北京市南水北调第六标施工的建筑工程为例详细阐述了深基坑监测中水平位移及沉降项目的技术方法，对深基坑施工监测具有很强的指导意义。

参考文献：

【1】《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009

【2】《工程测量规范》GB50026～2007

【3】《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99