深基坑深层位移监测方法探讨

张金虎 上海铁路局上海铁路轨道交通开发有限公司

1 工程概况及其地质情况

1.1 工程概况

金昌路下穿宁杭高铁段目前沿线多为农用地、鱼塘和农居，场地基本平坦,且为分离式道路.宁杭高铁京杭运河特大桥687、689号墩分居金昌路两侧、688号墩位于金昌路线路中心位置，距离金昌路地下结构较近，基坑高铁承台范围段长约52 m，基坑深度10.1 m～11.8 m。基坑围护采用Φ100 cm@120 cm钻孔桩，长度为25 m，同时采用Φ60 cm@45 cm，长度为16 m的双排高压旋喷桩作止水帷幕，基坑等级为一级。

1.2 地质情况

①-1杂填土：灰、杂色，松散，以建筑垃圾为主，含腐殖质，层厚0.50 m～5.20 m。

①-2素填土：灰黄色，松散，含有机质，层厚 0.40 m～3.10 m。

①-3塘泥：灰色，松散，含较多有机质，主要分布于鱼塘、暗浜及河流位置，层厚0.80 m～0.90 m。

②-1粉质粘土夹砂质粉土：黄～褐黄色，软～可塑，场区内局部缺失该层，层厚0.70 m～2.50 m。

②-2砂质粉土：灰～灰黄色，稍密，饱和，中等压缩性土。层厚0.80 m～6.20 m。

③淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含有机质、腐殖质等，高压缩性，低强度，层厚0.70 m～8.60 m。

④-1粉质粘土：灰黄～褐黄色，硬塑，中等压缩性，层厚0.70 m～8.80 m。

④-2粉质粘土夹砂质粉土：灰黄色，软可塑，中等压缩性，全区分布，层厚0.70 m～8.80 m。

④-3粉质粘土：黄灰色，硬可塑，中等压缩性，层厚0.90 m～3.80 m。

2 依据的技术标准

（1）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

（2）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497－2009）；

（3）《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；

（4）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。

3 土体深层位移

3.1 监测工艺及方法

（1）侧斜管的施工工艺：定位放样→桩机成孔→ 埋设侧斜管→校正测斜管方位→瓜子片（或粗砂）做孔口保护→测度初始值

（2）测斜管安装：测斜管为外径70 mm、内径66 mm内壁有十字滑槽的PVC管，管长与相应围护体等深。安装测斜管时，其一对槽口必须与基坑边线垂直，上下管口用盖子密封，安装完成后立即灌注清水，防止泥浆渗入管内，刚埋设完的几天内，孔内充填物会固结下沉，因此要及时补充，保持其高出孔口，管口一般高出地表20 cm左右，周围围砌保护井，竖立告示牌，以免遭受破坏，测斜管管口设可靠的保护装置。

（3）监测方法：本项监测是用测斜仪自下而上测量预先埋设在土体内的测斜管的变形情况，以了解基坑开挖施工过程中，围护体因相应位置土体的挖除对其整体水平位移的影响程度，分析围护体在各深度上的稳定情况。测量时将测斜仪探头轻轻滑入预埋的斜管底部自下而上每50㎝间隔测量一次挠度，前后两次差即为在该段时间内改测点的侧向位移。

3.2 针对本工程情况，测斜时应注意以下事项

（1）测斜管管段连接时，必须将上、下管端的滑槽相互对准，使测斜仪的探头在管内平滑运行；为了防止泥浆从缝隙中渗入管内，接头处应进行密封处理，涂上柔性密封材料或贴上密封条。

（2）埋入测斜管时，应保持垂直。

（3）测斜管有两对方向相互垂直的定向槽，其中一对须与基坑边线垂直。其埋设示意图见图1。

图1 斜测管埋设示意图

（4）埋设好测斜管后，需测量测斜管导槽的方向、管口位置及高程，并做好保护工作，在测斜管上部设置金属保护套，在测斜管管口处浇注混凝土窨井并加盖进行保护。

（5）在开挖前的3～5天内重复监测2～3次，待判明测斜管已处于稳定状态后，将其作为初始值，开始正式测试工作。

（6）每次监测时，将探头导轮对准与所测位移方向一致的槽口，缓缓防至管底，待探头与管内温度基本一致、显示仪读数稳定后才能开始测量。

（7）选择测斜管底端作为测量基准点，按探头电缆上的刻度分划，均速提升，每隔50 cm进行仪表读数，并做记录。

（8）待探头提升至管口处，旋转180°后，再按上述方法测量一次，以消除测斜仪自身的误差（见图2）。

图2 测斜原理

3.3 监测仪器

我部现使用CX-801B型数字显示测斜仪，由金坛市华兴测试仪器厂研制，属于伺服加速度式测斜仪。本仪器是一种可精确测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器（见图3）。仪器主要技术指标：

标准量程：±32°；

综合精度±3 mm/25 m；

分辨率：0.01 mm/500 mm；

探头系数：0.064312。

图3 自动测斜仪

3.4 监测原理

根据摆锤受重力作用为基础测定以摆锤为基准的弧角变化。当土体产生位移时，埋人土体中的测斜管随土体同步位移，测斜管的位移量即为土体的位移量。放入测斜管内的活动测头，测出的量是各个不同分段点上测斜管的倾角变化Δθi，而该段测管相应的位移增量ΔAi为：

式中Li为各段点之间的单位长度。

当测斜管埋设的足够深时，管底可以认为是位移不动点，管口的水平位移值δ就是各分段位移增量的总和：

测斜管可以用于测单向位移，也可以测双向位移。测双向位移时，由两个方向的测量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。如图2所示为水平位移监测原理。

3.5 测点布置

金昌路49 m高铁段基坑监测范围内共由设计布置深层水平位移监测，实际布置测斜孔8个，编号为CX1～CX8，孔深25 m。

3.6 监测资料整理与成果分析

监测资料整理与成果分析，采用测斜仪自带处理软件，对沉降、水平位移等进行资料整理与分析，直接制图打印。

结论：按照此方法监测，最终基坑深层位移没有发生任何变化，目前本工程已经顺利完成。