基坑工程水平位移监测技术研究

文/周继峰　辽宁省冶金地质勘查局四〇三队　辽宁鞍山　114018

工程技术Engineering Technology

基坑工程水平位移监测技术研究

文/周继峰辽宁省冶金地质勘查局四〇三队辽宁鞍山114018

近些年来，高层建筑和其他地下工程越来越多。这些工程中都需要开挖基坑，由于基坑的开挖会对周围建筑物的稳定造成一定的影响，同时由于周围建筑物的挤压，可能会造成基坑塌方等险情，因此在基坑开挖过程中不单要进行竖向位移的监测，还需要对基坑进行水平位移监测。竖向位移监测通常用电子水准仪进行测量，与竖向位移监测相比，水平位移的难度大、方法多，因此本文以营口市台湾名品城基坑工程为例，着重介绍了在实际工程中，基坑工程水平位移的监测。

变形监测；基坑工程；水平位移监测

1、基坑工程概述

基坑工程是一项综合性很强的系统建设工程，为了保证确保基坑在施工的过程中，主体地下结构的安全以及周围环境建筑物不受到损害而采取的支护结构、降水、土方开挖与回填，基坑工程的主要内容包括勘察、设计、施工、监测和检测等。

目前绝大部分基坑工程主要集中在城市之中，在基坑的周围有许多的楼群和地下建筑，地上的建筑物由于本身重力相当于庞大的集中荷载，将会加剧基坑内外土体的变形，然而土体的过大变形又将会促使地上和地下建筑物产生较大的位移甚至遭到破坏，如地上建筑物的倾斜、裂缝和地下管线的破裂等。因而，在基坑尤其是深基坑的开挖和支护过程中，一般要对基坑支护结构的应力变化和土体的变形实施监测［1］。

2、基坑工程监测的目的

大型建筑物有着十分重要的经济意义，建筑物施工的安全问题也受到了普遍的关注。各地政府部门对基坑监测工作十分重视。因此，绝大部分基坑工程在施工过程中都对基坑实施了监测工作。基坑工程变形监测的目的主要有以下几方面；

1）分析和评价建筑物的安全状态

2）验证设计参数

3）反馈设计施工质量

4）研究正常的变形规律

3、基坑工程监测的特点

基坑工程变形监测与常见的外业测量工作相比较，既有相同之处，又有各自的差异和特点。总的来说基坑工程的变形监测具有以下特点［2］；

1）基坑监测有显著的时效性。能够及时捕捉到监测项目的随时间发展的变化过程，对设计和施工进行动态控制提供依据；

2）基坑工程监测具备高精度特点。普通的测量方法和仪器不能够满足需要，这也对测量所选用的仪器和作业方法提出了更高的要求；

3）基坑监测具备等精度性。通常情况下，需要使用同一个仪器，在相同位置上由同一个观测者按同一方案施测。

4、基坑变形监测的相关工作

1.基准网的建立

在建立基准网之前，首先要调查研究，弄清楚监测的目的，精度以及监测的具体内容。其次，要了解工程地质和水文地质勘探资料。最后，收集有关设计图纸及施工计划等。随后，根据工程的需要、场地的情况进行选点。

基坑工程变形监测的基准网通常是由基准点和工基点组成的用于监测工作基点的控制网。每隔一段时间要测量工作基点相较于基准点之间的相对变形量，即工作基点观测，以确保对监测点进行观测所得到的结果的准确性。以由于工作基点相对稳定，因此对基准网的复测时间通常会间隔较大。基准点和工作基点的位置选取应遵循以下原则［4］：

1）基准点宜选在地基稳定、便于监测和不受影响的地点。一个测区的基准点不应少于3个。

2）当基准点远离变形体或不便对变形体直接观测变形监测点时，应布设工作基点，其点位应稳定，便于监测。

3）基准点及工作基点采用具有强制归心装置的观测墩。

2.监测网的建立

监测网是由工作基点和监测点组成的。在实际的作业过程中，从工作基点出发测量监测点的相对变形量。在数据处理中，利用基准点、工作基点和监测点三者之间的位置关系，可计算出监测点相对于基准点的变化量，通过所求得的变形量来判断基坑的稳定性。监测点的选取遵循以下原则；

1）监测点的选取时必须包含变形体的关键部位和最具有代表性的部位，应最能反映其变形情况。

2）监测点应有足够的数量。

3）监测点与变形体之间的相对位置应确保牢固，便于观察观测，并尽量保证在整个变形观测期间不受损坏。

3.监测点的水平位移观测方法

常见的水平位移监测的方法有很多，包括视准线法、小角法测量、极坐标法、前方交会法、GPS测量法、精密导线测量法、激光准直法等，在基坑工程中，水平位移监测方法的选择要根据基坑等级，设计要求，精度要求，场地条件、地区经验、方法适用性等多方因素进行综合考虑。

5、台湾名品城基坑工程水平位移监测

1.工程概况

台湾名品城工程场地位于营口市渤海大街南侧，学府路以西；南侧为居民住宅楼，基坑距最近6层住宅约20m，场地较为宽阔；基坑总结构呈长方形，占地面积大约5000 ，东西宽50m，南北长100m；基坑有关土层情况如下：杂填土、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层；基坑主要采取钢板桩锚拉支护形式，锅炉房侧采用钢板桩+预应力锚索联合支护体系，有6层建筑物采用钢板桩+钢支撑联合支护体系。

2.主要监测项目

根据国家行业标准<建筑基坑支护技术规程> JGJ120-2012规定的基坑安全等级以及以此等级确定的监测内容，确定本基坑主要的检测内容有；

1）支护结构水平位移

2）相邻建筑物的沉降监测

3）基坑周围地表沉降

4）周围地下管线变形

3.基准网的观测方案

由于本项目工程位于繁华的市中心，周围高楼耸立，不利于GPS信号的接收，且在基坑的附近还有大功率信号发射器，也会对GPS的信号造成影响。所以本项目的基准网采用导线测量，在进行闭合导线测量时，选用2秒级的拓普康GTS-330N全站仪进行观测。

4.监测点的布设

本文主要研究的是基坑支护结构的水平位移，因此监测点都布设在冠梁上，监测点共有26个，编号w1～w26。在冠梁的端点和转弯处均布设了监测点。其余监测点大致在15m～20m间隔均匀布设。

5.监测点的观测方案

结合本工程现场实际情况以及经济指标，综合各因素后采用极坐标法对水平位移监测点进行观测。

6.基坑监测结果分析，提交监测成果

结语：

随着科学技术的发展，变形监测的技术有了很快的发展。这些技术为变形监测注入了新的活力，让变形监测变得更加简单、准确。选择合适的变形监测方案，可以最大程度上节省人力物力。本文针对台湾名品城基坑工程的具体情况，选择极坐标法，用全站仪对变形体进行监测，兼顾精度和费用，是相对较好的监测方法。

［1］宋建学，张杰晓.深基坑施工中的工程测量［J］.施工技术.2002，9（4）：43-45.

［2］刘俊岩.建筑基坑工程监测技术规范实施手册［M］.北京：

中国建筑工业出版社，2010：196.

［3］吴超超，王宝山，卢世民.变形监测平面控制网的建立与精度分析［J］.地理空间信息，2009，（04）：228.