深基坑监测沉降计算及投点法应用的分析

张冠男 （深圳市宝安区建筑工务署，广东 深圳518000）

1 深基坑监测计算方法的意义

基坑工程施工是城市基础设施建设的关键环节，也是劳动安全与社会公共安全监管的重点，近十多年来因基坑失稳影响施工的事故已多达上百起，造成经济损失几亿元。其中引发这些事故的原因，多数都是在施工过程中受到外界因素的干扰，尤其是深基坑处在周边复杂的建筑物环境。目前深基坑的施工监测尚未形成较为完整的规章，计算的方法又不能有效反映变形现状。对此，为准确反映变形，完善监测预警系统，适宜的计算方法就显得尤为重要。

2 工程概况

深圳市某区人民医院整体改造工程（二期）基坑支护工程项目设地下室3层，基坑深度为16～26m，其中第一阶段基坑周长为1438.03m，开挖面积为40648.6m2。通道支护深度约为13～18m。依据《深圳市基坑支护技术规范》（DB SJG05-2011），结合周边环境条件，确定本基坑安全等级为一级。

基坑场地内地层在钻探深度内自上而下可分为如下四层：第四系人工填土层（Qml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系坡洪积层（Qdl+pl）、第四系残积层（Qel）及燕山三期（γβ5k1）粗中粒花岗岩。根据场地及周边地形地貌、场地地下水地质条件，地下水分为第四系孔隙水及基岩裂隙水，雨季易在填土层中形成上层滞水。

3 基坑支护设计及监测布置方案

基坑支护采用“咬合桩+3道内支撑”，局部采用“咬合桩+4道内支撑”的支护形式，支护结构的适用年限为不超过2年。在支护结构后缘设基坑水平位移、沉降监测点，对周边地面道路、管线、及临近建筑物设置沉降监测点，对立柱设置沉降监测点，对内支撑设置变形、轴力监测点，在基坑外侧设置地下水位监测点。所有基坑监测点的变形都要严格按照基坑的检测项目允许值和预警值进行控制（表1）。

4 基坑监测的计算方法

4.1 沉降差计算

采用沉降差进行数据，其搜集监测数据的采集准备工作也很重要。一定要按照设计要求，在周边建筑设沉降监测点，同时进行编号。周边建筑沉降监测点的设置采用专用测钉植入建筑墙体的方法安装，这样能够确保监测点牢固而不受损坏。监测的过程中需采用“五固定”的作业原则：沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要固定；所有仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测时段和观测环境条件基本固定；观测路线、点位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测中的人为误差和系统误差，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果更具可比性，使所测沉降量更真实。

沉降监测应严格按规范要求进行，确保每次监测往返较差、附合或环线闭合差满足二等沉降观测的≤0.30（n为测段的测站数）。如经计算往返较差、附合或环线闭合差超限，必须立即重新监测，直到满足以上要求为止。外业数据采集完成立即进行内业计算，计算结果与上一次监测结果相对比得出本次变形量。再根据建筑物2点的沉降差换算求得建筑整体倾斜度和倾斜方向。

监测过程中若沉降数据变化异常，应根据现场施工情况分析原因，在排除监测或计算出错认定为实际发生的变形后，应及时向参建各方和医院汇报。当监测数据达到设计要求的预警值或临界值时要提前发出监测预警，设计要求的监测预警值（表2）。

基坑支护结构监测项目允许值 表2

4.2 采用投点法对建筑进行直接的倾斜监测

投点法是对沉降计算的一种补充。对于深基坑周边建筑物复杂且状况较差时，这种方法进行变形观测显得更为准确。

观测时，在底部观测点位置安置水平读数尺等量测设施。在每测站安置经纬仪投影时，应按正倒镜法测出每对上下观测点标志间的水平位移分量，再按矢量相加法求得水平位移值(倾斜量)和位移方向(倾斜方向)。

投点法建筑物倾斜监测频率根据《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）可每1～3个月观测一次。当遇基坑大面积开挖、建筑基础附近有大量堆载或卸载、场地降雨长期积水等而导致倾斜速度过快时，应加密监测次数。

5 结论

两种方法都有各自的优缺点，其中沉降差计算的监测方法原理简单、方法实用、简单易行，在日常监测中有着广泛的应用。根据基坑变形监测规范，采用沉降差计算能够保证当周边建筑整体倾斜度累计达到2/1000或倾斜速度连续3d大于0.0001H/d(H为建筑承重结构高度)时报警，方法计算简单实用。但在基坑周边建筑物距离较近，同时建筑物本身的构造又趋于危楼而不能拆除的情形下。就必须要采用增加投点法来监测倾斜度，这样能够更加保证基坑施工过程中，建筑物变形处于可控。