探讨建筑边坡周边及基坑监测设计

胡鼎培

摘 要：在建筑工程施工中，建筑物基坑开挖的深度越来越大，其周边环境也变得越来越复杂，为了保证基坑以及周边建筑物安全，必须加强对基坑边坡的监测，工程工程施工安全。本文主要阐述了建筑边坡周边及基坑监测设计相关内容。

关键词：基坑；建筑；监测；安全

引 言

在建筑基坑施工中，存在很多的不可预见因素，如果施工监测工作不能及时的跟进，那么就会导致基坑边坡以及周围建筑物产生变形，导致安全事故的发生，所以加强建筑物基坑边坡的监测，及时了解基坑及附近建筑物的实际工作状态，对确保安全、经济、可靠和施工的顺利进行是非常必要的。

1 建筑边坡周边及基坑监测设计

1.1 监测时间

施工期安全监测，在施工过程中，对基坑边坡进行监测，评价基坑边坡的稳定性以及周边建筑物的情况，避免基坑边坡工程事故发生，确保施工安全、快速地进行，同时为后续可能的处置设计提供依据。

1.2 监测精度及监测方法选择

1.2.1 监测精度

在监测工作中，监测精度应满足以下要求：抗滑桩桩体及深部位移测斜误差≤0.5mm；水平位移监测误差≤0.5mm；垂直位移监测误差≤0.4mm；应力监测测量误差≤0.1%（F·S）。

1.2.2 监测方法的选择

监测方法的选择根据施工现场的场地条件、基坑等级和设计要求、结合施工经验和方法的等因素综合确定，监测方法应合理易行。所有观测仪器、设备和监测元件均经过校准和标定，校准记录和标定资料齐全，随时保持在规定的校准有效期内，满足观测精度和量程的要求，确保监测具有良好的稳定性和可靠性。变形测量点分为基准点、工作基点和变形监测点。基坑监测时确定固定的观测人员并采用相同的观测路线和观测方法，使用设备为同一设备，观测的环境和条件基本相同，确保观测数据的真实准确。

1.3 监测点布置

监测点的布置原则是：基准点选取在本身稳定的地段，相关监测点布置能反应边坡情况的关键位置，充分考虑评价边坡稳定性原则。在实施过程中，可根据现场实际，在尽可能提高监测精度与更方便监测工作开展的前提下，经参建各方同意，监测点的位置、数量可以作适当调整。

1.4 监测周期及频次

边坡监测工作时间主要为施工期和营运初期，实际施工监测期可能为0.5年，运营期监测期3年，实际总的监测时间设计为3.5年。监测频度应按先密后疏的原则进行，与施工进度和降雨量相适应。在雨季、边坡开挖期间和已出现变形破坏时应加密监测。连续3日降雨量大于50mm/日时，应连续监测，竣工后监测次数可减少，总的监测期数约为80期。

1.5 监测参考预警值

工程监测报警值应符合工程设计的限值、地下主体结构设计要求以及监测对象的控制要求，监测报警值以监测项目的累计变化量和变化速率值两个值控制。当出现下列情况之一时，必须立即报警；若情况比较严重，应立即停止施工，并对支护结构和周边的保护对象采取应急措施。

（1）当监测数据达到报警值；

（2）支护结构或桩基基坑周边土体的位移出现异常情况；

（3）桩基基坑护壁出现过大变形、裂缝、大股地下水涌出的现象；

（4）周边建（构）筑物的结构部分、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝；

（5）根据当地工程经验判断，出现其他必须报警的情况。

1.6 监测数据的分析处理

对施工监测数据的分析处理主要包括以下内容：

判断数据的真实性。应对数据的真实性做出判断，确保数据真实可靠后在进行分析和对比。对异常数据进行分析处理。针对异常数据，结合现场实际及相关数据进行对比分析后进行判断，确定数据异常类型，并采取对应措施；判断施工方监测数据变化是否与实际工况相吻合。首先分项各个测项监测数据的变化情况，再综合各个监测项目进行总体分析，确定各监测项目的变化趋势是否一致。

2 案例分析

2.1 工程概况

某建筑基坑西侧为建筑大楼，东面为市政道路，南面为高层技术楼建筑，北面为医院，现场地形平坦，地面标高为7.26m。本基坑采用明挖法施工，围护结构采用支护桩，与内衬梁构成重合结构。基坑标准段深度约15.14m，支护桩征为1000mm，设3道钢筋混凝土支撑，局部用苗锁进行加固，基坑安全等级为一级，结构重要性系数1.1。

根据房屋基础调查资料，两栋大楼离基坑边线约10m和7m，西侧办公楼地下室二层，南侧技术楼一层地下室，基礎采用桩径0.5m预制应力管桩，桩长14.5～24m，北侧医院离基坑边线约5m，基础采用桩基础，二层地下室。彩田路车流较多，交通繁忙。

2.2 监测目的、项目

2.2.1 监测目的

通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，以及临近建筑物的变化情况，将监测数据及设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否要修改，以确定下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，使得监测数据和成果成为现场施工工程技术人员判断工程是否判断安全的依据，成为工程决策机构的眼睛。通过对临近建筑的监测，验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题，及时采取措施对周围环境进行下一步的加强保护。通过对监测数据与理论值的比较、分析，可以检验设计理论的正确性。在施工全过程中，通过对既有地面和地下建筑物、构筑物各项指标的监测，将结构变形严格控制在标准限值内，保证既有建筑物和构筑物的安全。

2.2.2 监测项目

根据本项目基坑工程情况，按照施工图纸要求，监测的内容有：①基坑周边建筑物变形监测；②土体侧向位移监测；③地下水位监测；④桩体变形监测。

2.2.3 警戒值确定

建筑物安全观测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许的范围内认为构筑物是安全的，并对周围环境不产生有害影响，否则认为构筑物是非稳定的或危险的，并将对周围环境产生有害影响。报警标准如表1：

2.3 监测项目设置

2.3.1 建筑物沉降、倾斜监测

根据规范，对3倍于基坑深度范围内的建（构）筑物进行须进行沉降、变形监测。项目西侧为天威办公楼，根据房屋基础调查资料，技术楼距基坑线约10m，监测点共布置33个。北侧为医院办公楼，距基坑边线5m，南侧为技术楼，距基坑边线5m，监测位置在建筑物转角点结构柱。

2.3.2 土体侧向位移监测

对边坡岩土体内部蠕变、特别是滑动面位移矢量的监测，一般采用测斜仪法。在钻孔内埋设测斜管，定期用测斜仪测量测斜管随岩土体深部位移大小、方向，以此监测岩土体深部位移沿钻孔深度逐点连续的位移变化，由此建立位移-深度关系曲线，通过该关系曲线找出滑动面准确位置，对滑动面的位移大小及位移速率做到监控。如图1为测斜管绑扎埋设示意图：

埋管时采用地质钻机在基坑外成孔后放入，管的处理方法同连续墙墙体位移同样设置。当安装完毕后，土体与测斜管之间用水泥砂浆填满。土体测斜孔根据设计共设置4点。

2.3.3 地下水位监测

基坑外压力是作用在支护结构上的主要荷载，通过对基坑外地下水位的监测，可以掌握水压力荷载的情况。在基坑外2～3m钻孔埋设水位测管，测孔深度与基坑深度相当，孔深15m，内置？准50PVC灰管，管周围为@1000mm梅花型布置的？准5mm滤水孔，外包隔沙纱布。水位监测孔采用XY-100地质钻钻孔，共布置9个孔。采用声响式水位计观测，读数误差小于5mm。

2.3.4 桩体变形监测

施工时地下水的流失、局部的沉陷、围护结构的变形及基坑开挖，导致基坑周圍土体变形，影响基坑地安全性，必须对其进行监测。围护结构连续墙变形监测采用埋设测斜管方法进行观测。桩体测斜孔根据施工图共设置12孔，间距约15～20m设置于围护连续墙体内，阳角部位根据实际情况加密布置，布设位置紧靠桩顶位移测点。

2.4 监测量测的数据处理

2.4.1 量测成果整理

每次量测后，将原始数据及时整理成正式记录，对每一个量测断面内每一种量测项目，均进行以下资料整理：

（1）原始记录表及实际测点图。

（2）位移（应力）值随时间及随开挖面距离的变化图。

（3）位移速度、位移（应力）加速度随时间以及随开挖面变化图。

基坑开挖之前，对周边建筑物进行两次初始测量，并上报初始监测测量数据。施工进行后，每周以周报的形式上报业主及监理单位监测数据，如果出现异常情况，每天上报监测数据。

2.4.2 数据处理

每次量测后均应对量测面内的每个量测点（线）分别回归分析，求出各自精度最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移（应力）和掌握位移（应力）变化规律，并由此判断基坑的稳定性。利用已经得到的量测信息进行反分析计算，提供围护结构和周围建筑物的状态，预测未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。

2.4.3 数据处理方式

本工程的测量数据全部输入计算机，由计算机计算并绘出各测量对象的变化曲线，然后按要求提交有关单位。由于基坑监控中采用的仪器很多是传感式的，其零飘移或温度补偿等均在计算机中设置，由计算机处理。其工作流程如图2：

3 结 语

综上所述，在建筑工程基坑施工中，为了保证施工安全，基坑边坡及周边建筑物的监测是非常重要的，必须严格按照上述要求进行监测设计，此外为保证监测数据的准确无误，现场测点的保护也是一个重要环节。施工单位在施工期间随时保证监测点设施完好，使监测不受施工影响。

参考文献

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