紫琅湖2#地块建设项目地下结构的安全监测技术应用

姚海建 陆伟

摘 要：本文以南通紫琅湖2#地块建设项目为例，重点介绍了整个项目地下结构安全监测的具体方法，主要包括监测项目控制标准的限定、高程控制、坡顶水平位移控制、管线沉降监测、土体侧向位移控制。研究表明，地下结构安全监测的具体实施对项目安全控制起到了关键作用，对行业后续发展起到了积极的借鉴作用。

关键词：地下结构;安全监测;土体位移;测量技术

中图分类号：TU974文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）32-0112-03

Abstract： This paper took Nantong Zilanghu 2# block construction project as an example， and focused on the specific methods of underground structure safety monitoring for the entire project， including the limitation of monitoring project control standards， elevation control， slope top horizontal displacement control， pipeline settlement monitoring and soil lateral displacement control. Studies have shown that the specific implementation of underground structure safety monitoring has played a key role in project safety control and has played a positive role in the follow-up development of the industry.

Keywords： underground structure;safety monitoring;soil displacement;measurement technology

本工程总建设用地面积为49 123 m2，总建筑面积为129 295 m2。拟建建筑物包括2幢9层建筑、4幢6层建筑、4幢3层建筑、1幢1层建筑和1幢2层地下车库等。本工程重要性等级为二级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度为二级。地基基础设计等级为乙级，岩土工程勘察等级为乙级，建筑抗震设防类别为丙类。基坑总开挖面积约为33 800 m2，围护外圈约为850延长米，其中，地下二层基坑面积为15 200 m2，地下一层区域基坑面积约为18 600 m2。

1 概述

本工程场地自然地坪绝对标高为+3.500 m，即相对标高为-0.70 m（结构±0.00相当于绝对标高+4.20 m）。地下二层地下室区域底板面标高为-9.30 m，底板厚度为600 mm，垫层厚度为150 mm，则底板垫层底标高为-10.05 m，基坑开挖深度为9.35 m;地下一层地下室区域底板面标高为-5.30 m，底板厚度为400 mm，垫层厚度为150 mm，则底板垫层底标高为-5.85 m，但底板沿外墙2 m宽度范围加厚至600 mm，则基坑开挖深度应按照加厚后的垫层底标高，故开挖深度为5.35 m。

2 地下结构安全监测

2.1 监测项目控制值

监控项目控制指标一般由累计变化值和变化速率两个量控制，根据围护设计说明，本工程监测控制值如1表所示。

2.2 监测作业方法

基准网布设完成后，为了统一观测基准，便于监测数据的分析与比对，现场实施监测作业时，监测与施工位采用相同的控制点。

2.2.1 基准点布设。平面基准网由基准点和工作基点构成[1]。平面基准点起始并附合于地铁施工精密平面控制点上，点位应布设在施工影响范围以外，且能够保持长期稳固的位置。根据现场情况，本工程布设4个平面控制点组成平面基准网。同时，为方便监测作业，现场实际施测过程中根据实际情况另布设2个工作基点，工作基点距基坑距离不小于20 m（3倍基坑开挖深度范围外）。

平面基准网基准点应埋设专门观测标石。标石的埋设形式及规格如图1所示。

2.2.2 监测方法及技术要求。本工程平面基准网观测选用1″级TS11全站仪，采用导线测量方法，测量角度和距离值，形成闭合或附和线路。为了检测基准点的稳定性，确保变形观测成果的可靠，平面基准网应在点位稳定之后进行首次测量，并定期进行复测，每月复测一次。

2.2.3 高程基准点的布设。高程基准网由基准点和工作基点构成。根据现场情况，本工程选取3个二等精密水准控制点组成高程基准网。同时，为方便监测作业，在现场另外选取布设2个工作基点，工作基点距基坑距离不小于20 m（3倍基坑开挖深度范围外）。

2.2.4 观测技术要求。为了检测基准点的稳定性，确保变形观测成果的可靠，沉降基准网应在基准网稳定之后进行首次数据测量，并定期进行复测，每月复测一次。

2.2.5 测点埋设及技术要求。地表沉降监测点的埋设应把握以下原则：地表沉降监测点宜采用钻孔方式埋设，钻孔到原状土层的深度应至少为60 cm，钻孔直径不宜小于120 mm，螺纹钢标志点直径宜为18～22 mm。

2.3 坡顶水平位移

2.3.1 测点布置原则。依据设计文件及相关规范，监测点位置在基坑1级坡坡顶布设。每侧布点不少于1个，转角处宜增设1个监测点。

2.3.2 測点埋设及技术要求。水平位移测点采用在桩顶（坡顶）上设置强制对中的观测标志的形式埋设，采用在坡顶将长度不小于1 m的监测点打入原状土内的方式进行监测点的埋设。

2.3.3 监测方法及数据采集。桩顶（坡顶）水平位移监测采用后方交会法。首先在任意点上设站，观测至少两个已知控制点之间的距离和角度，从而计算出设站点的坐标以完成定向;定向完成后，测定监测点与设站点之间的角度、距离，通过全站仪内置解算软件自动计算出各监测点坐标。

2.3.4 数据观测技术要求。按照《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB 50911—2013）相关技术要求，本工程水平位移监测点坐标中误差≤0.8 mm（监测点坐标中误差是指监测点相对测站点的坐标中误差）[2]。

2.4 管线沉降监测

2.4.1 监测点布设。管线监测点应在围护结构施工前完成埋设并采集初始值，在围护结构施工过程中按既定频率进行监测。地下管线竖向位移监测点的间距宜为15～30 m。在重要的部位，如管线接头处、端点、转弯处宜加布监测点。

2.4.2 测量方法。监测仪器采用水准仪和水准尺，按照二等几何水准测量技术要求进行监测。具体监测方法与地表沉降观测方法相同。管线差异沉降计算公式如下：

2.5 土体侧向位移监测

2.5.1 监测点布设。测斜管应至少在基坑开挖前一周布设完成。在基坑与重要建构筑物之间、地质条件复杂或临近地表水源区域应布设深层土体位移监测孔。

2.5.2 监测点埋设技术要求。测斜管埋设采用钻孔埋设的方法，如图2所示。首先在距围护墙0.5～1.0 m处钻孔，孔径略大于测斜管外径，孔深要求不小于基坑设计深度1.5倍。然后将在地面连接好的测斜管放入孔内，测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆，埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直[3]。

3 结语

结合当前南通市中创区发展情况，本文以南通紫琅湖2#地块建设项目为例，重点介绍了整个项目地下结构安全监测具体施工方法，主要包括监测项目控制标准的限定、高程控制、坡顶水平位移控制、管线沉降监测、土体侧向位移控制。研究表明，地下结构安全监测的具体实施对项目安全控制起到了关键性的作用。

参考文献：

[1]张裕，刘元雪，高屹，等.局部周期性应力波作用下地下结构动力响应[J].地下空间与工程学报，2020（3）：787-795.

[2]刘聪裕.软土地区城市基坑支护结构的沉降监测分析[J].科技通报，2020（8）：70-74.

[3]刘鲁滨.基坑的特点以及基坑支護结构的设计研究[J].山西建筑，2020（16）：72-73.