深基坑监测方法的研究

1.工程概况

该项目一期工程占地面积约4万m2,包括购物中心、写字楼(高层)、酒店(高层)及其地下室,基础采用筏板基础,主体结构为框剪,裙楼结构为框架结构。基坑开挖深度16-17米。属于深基坑项目。基坑开挖与地下室施工必然会影响到周边建筑物、构筑物、道路及各种地下管线的安全。为及时跟踪监测并掌握在基坑开挖和地下室施工过程中可能出现的各种不利现象,为建设和施工单位合理安排挖方和施工进度,确保基坑及周围建筑物,道路的安全, 及时采取应急措施提供技术依据。根据甲方设计要求及基坑开挖的深度,支护结构的特点及所处的周边环境条件,基坑开挖监测项目设置有:① 桩顶冠梁水平位移监测(W15～W21、N1-N6、E14～E17); ②周边建筑物的沉降监测(LM1～LM4);③周边地面及道路的沉降监测(C3～C5、D2～D3);④地下水位监测点(WT8～WT10)

2.水平位移监测方法

一般城市中高层建筑施工现场都比较狭窄, 因而采用深基坑支护措施,保证挖土时边壁的稳定。为此需建立水平位移平面监测网,测定围护桩顶的水平位移。最常用的方法有视准线测小角法和全站仪导线法,但这两种方法都有明显的缺点,不能满足施工现场场地限制和监测频率要求。

本工程根据现场条件,提出一种全站仪精密测距法监测桩顶水平位移。图中所示,利用东侧基点监测W15～W21、N1-N3的水平位移, 利用西侧基点监测N4-N6、E14～E17的水平位移,监测基点上安置全站仪,监测点安置反射贴片。本项目全站仪采用可自动测量温度和气压的宾得R-322N型号,该型号全站仪测量反射贴片的距离较远,对于20*20毫米的反射贴片,测程可达到300m以上,完全满足基坑监测距离要求。由于温度和气压改正反映现场的实际情况,符合精密测距要求。全站仪每次只测量基站和监测点之间的距离,监测基点和监测点之间尽量垂直,夹角大于45度,通过方向改正,把测量的距离改算到和基坑冠梁垂直的方向上。

由于监测基点位于施工变形范围内,因此在监测点反方向的固定建筑上安置贴片,监测基点距固定建筑上贴片的距离,把距离的变化作为改正值加在测量值上。在实际监测中,数据变化比较稳定,可达到监测精度要求,以下是部分监测数据位移值变化值数据表1

从表1桩顶位移值变化数据表看出,测量数据稳定性较好,也有个别数据明显带有测量误差,但一般只是偶然出现,是观测中的个别现象,经过长期观测大量数据的变化趋势,可反映变形实际情况。

3.冬季低下温基坑的位移变化情况

在沈阳地区,冬季气温一般达到零下25度至30度以上,随着这几年高层建筑项目在沈阳建设越来越多,有些项目基坑规模较大,越冬基坑越来越多,基坑施工一般很难冬季进行施工,冬季基坑暴露,周围土体中含有水份,经低温冷冻向基坑内冻胀,在基坑周围形成冻胀水平变形较大区域,基坑维护结构是无法抗拒冻胀产生的应力,一般向基坑内变形很大。而基点位于基坑边上,也是冻胀水平变形影响区域,因此冬季基坑桩顶位移很大,应加强基坑冬季变形监测,表2是冬季基坑边形监测数据表。

表2冬季基坑边形监测数据表

点号

日期 11月28日 12月5日 12月17日 12月29日 1月10日 1月22日 2月3日 累计变形

E14 -4.22 -1.71 0.65 -1.31 -2.81 -4.02 -5.23 -18.67

E17 -3.30 -2.47 -2.02 -3.69 -2.96 -6.72 -4.49 -25.66

N1 -2.48 -3.06 -3.48 -4.28 -5.32 -7.48 -5.64 -31.74

w17 -1.75 -2.12 -6.48 -6.17 -6.15 -5.90 -4.08 -32.65

w21 -1.32 -1.61 -0.17 -5.22 -4.98 -5.90 -6.23 -25.44

基点1 -2.08 -1.30 -2.26 -2.84 -3.02 -3.80 -3.37 -17.67

基点2 -2.09 -1.44 -1.32 -1.82 -3.54 -2.30 -4.52 -15.02

从表中可以看出基坑变形值在冬季明显增加,变形值在2个月内达到2～3cm,而位于基坑边上的基准点业向基坑内变形15至17mm,因此冬季基坑桩顶位移很大,应加强基坑冬季变形监测。

4.结束语

通过工程实例说明,全站仪精密测距法监测桩顶水平位移是可行的,这种方法布点简单、成本较低、精度稳定、通视条件要求低,适应在工地复杂的环境下布设;另外基坑冬季唯一变化较大,对基点不需进行改正。