浅谈新店保障房地铁社区二期（A32地块）基坑监测

文／胡行宽 中铁二十二局集团第三工程有限公司 福建厦门 361000

1.监测地块基坑概述

A32地块总用地面积26005 平方米，总建筑面积139103 平方米；地上建筑面积93103 平方米，地下室2 层总建筑面积46000 平方米。地块东侧、南侧、西侧为拟建规划路，北侧为滨西加压泵房，距离地块红线约30m。现场场地高程为13.4～25.7m。原始地貌位于残坡积台地，地势整体呈由西北向东南方向渐倾的趋势。整体较为开阔平坦，场地除东南角32-3# 楼原为池塘，需被人工挖填整平，其余场地为农田耕作区。场平控制性高程西侧为22m，东北侧（3#楼附近）为18m，东南侧（4#楼附近）为17m,整体地形由西向东放坡。地下室独立柱承台底高程11.6m，基坑支护深度为5.4～10.4m。勘察期间测得各钻孔地下水初见水位埋深为1.9～3.4m（水位标高为10.51～25.33m），稳定水位埋深为2.2～3.8m（标高10.81～25.73m）。

A32地块四周均采用桩锚支护形式，周长约为620m,基坑开挖面积约25000m2，开挖深度为5～10m。基坑支护采用围护桩结合锚索的支护型式进行支护，局部采用土钉墙、挂网喷浆支护形式。基坑降水采用基坑内布置降水井的方式进行降水。

2.基坑监测的依据

（1）《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019。

（2）《工程测量标准》GB50026-2020。

（3）《建筑变形测量规程》JGJ8-2016。

（4）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012。

（5）基坑设计图纸、岩土工程勘察报告等。

3.基坑监测的原则

进行基坑监测时，应遵循可靠性原则，及时、准确原则，经济合理原则，方便实用原则，重点监测关键区域原则，多层次监测原则等。因此，基坑监测须由经验丰富的工作人员，利用先进且质量过关的仪器设备进行监测，同时还要保证监测数据的准确性，以实时反映基坑围护结构受力情况，并对基坑工程可能发生的事故做好及时防控。

4.基坑监测的重点

本工程是厦门市重点保障性住房工程，该工程基坑安全问题应引起高度重视。基坑工程在施工过程应对基坑内、外土体的水平、竖向位移、基坑卸荷回弹、支挡结构的内力、变形和整体稳定性，基坑开挖影响范围内的地下水位、孔隙水压力变化以及渗水、潜蚀等现象进行观测与监测，并采取信息化施工监控，以确保基坑安全。当监测值达到报警指标时，应及时签发报警通知，并根据监测结果提出施工建议和预防措施。

同时基坑开挖、基础施工、排、降水过程应加强对相邻建（构）筑物、道路、地下管线、基坑支护结构等的观测与监测工作，以便发现问题能及时处理。基础施工过程，若发现岩土条件与勘察资料不符或发现异常情况时，应进行施工勘察。

5.基坑监测的项目

A32地块基坑监测点含沉降观测点31 处，水平位移观测点31 处，水位观测井有16 处，深层水平位移观测点16 处，围护桩主筋应力观测点22 处，锚索的应力监测点数为每层锚索总是3%，共13 处。本工程具体基坑监测项目如下：

（1）围护桩（边坡）顶部水平位移监测；（2）围护桩（边坡）顶部垂直沉降监测；（3）地下水位监测；（4）围护桩侧向变形、深层土体变形测斜监测；（5）周边建筑、管线、道路变形监测；（6）围护桩内力监测；（7）锚索应力监测。

6.监测的方法和监测点布置

6.1 围护桩（边坡）顶部水平位移监测

6.1.1 监测方法

围护桩（边坡）顶部水平位移监测可采用小角度法和极坐标法进行水平位移观测。对工作基点的稳定性宜采用前方交会、导线测量和后方交会法观测。

6.1.2 测点布置

在基坑围护桩顶部或边坡顶部喷射混凝土面上埋设测量钉，应确保测量钉略高出混凝土面，测钉与混凝土体间不应有松动。在稳定地方至少设置2 个基准点，以进行相互校核。

6.2 围护桩（边坡）顶部垂直沉降监测

6.2.1 监测目的

基坑施工过程中，围护桩（边坡）顶部由于基坑的开挖卸载以及其他影响基坑变形因素会发生垂直位移变形，为了监测围护桩（边坡）顶部垂直位移变形情况并及时发现潜在的危险，需要进行围护桩（边坡）顶部垂直位移监测。

6.2.2 监测方法

利用一个水准点建立闭合水准路线，对监测点进行垂直位移监测，通过水准点与监测点的高程联测，得到各监测点的监测高程，监测一定时间间隔内各监测点的高程变化，得到各监测点的垂直位移。

6.2.3 测点布置

围护桩（边坡）顶部垂直沉降监测点布设同“围护桩（边坡）顶部水平位移”,每一个水平位移监测点同时作为一个垂直沉降监测点。

6.3 地下水位监测

6.3.1 监测的地下水水文

A32地块地下水主要赋存和运移于素填土①的孔隙，残积土③、全风化岩④、砂砾状强风化岩⑤a 的孔隙、网状裂隙及下部碎裂状强风化岩～微风化岩（⑤b～⑦）的裂隙中。地下水类型除大部分地段的素填土①为上层滞水及局部基岩裂隙水受上覆弱透水层或相对隔水层作用为承压或微承压水外，其余大多为潜水。地下水主要接受大气降水下渗补给及高处含水层的渗流补给，并大致顺原地形倾向，由北侧向南侧渗流排泄。场地各岩土层中，素填土①属中等透水层，总体属上层滞水，其水量受大气降水控制变化较大，干旱季节基本不含水，但如遇连续降雨或短时强降雨，其水量亦将较大；碎裂状强风化岩⑤b 及较破碎的中风化岩⑥的渗透性能也相对较好，但富水性差异较大外（基岩裂隙水的富水性和导水性主要受构造裂隙的特征控制，且具各向异性，不排除局部基岩破碎带有水量较大的可能）；其余各岩土层（②、③、④、⑤a、⑦）属弱～微透水、弱含水层或相对隔水层，地下水量较贫乏。

6.3.2 监测的地下水埋深

A32地块地下水位受地形地貌的影响变化较大，勘察期间处于平水期，勘察期间测得各钻孔地下水初见水位埋深为1.9～3.4m（水位标高为10.51～25.33m），稳定水位埋深为2.2～3.8m（标高10.81～25.73m）。根据区域水文地质资料及场地地形、地貌特征，预计该场地范围内全年地下水位变化幅度约1～3m。据本次勘察调查及收集资料，A32地块场地历史最高地下水位埋深约为现地面标高下2.2～3.8m；历史最低地下水位埋深约为现地面标高下3.5～5.0m。

6.4 围护桩侧向变形、深层土体变形测斜监测

6.4.1 监测方法

在围护结构中或围护结构周边土体中埋设测斜管，将测斜仪器放置于测斜管中监测围护结构及周边土体不同深度的水平位移变形情况。

6.4.2 监测的地块土层特征

据地面调查及钻探揭露，原场地存有较多池塘、沼泽地及采砂坑，现已回填掩埋，其余勘探过程未发现有古河道、隐伏暗滨、防空洞等对工程施工不利的地下埋藏物或构筑物；在各风化带基岩中除孤石外，也未见有地下洞穴、临空面或软弱结构面。本场地在自然条件下无活动性断裂、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、软土震陷等不良地质作用和地质灾害，也无古河道、沟塘、防空洞、地下洞穴、临空面等对工程不利的地下埋藏物。范围内无地下管线分布，监测条件较好。

6.5 周边建筑、管线、道路变形监测

6.5.1 监测方法

为了监测周边建筑、管线、道路在施工期间的变形情况，拟在基坑周边建筑、管线、道路变形监测点，利用全站仪及精密水准仪监测测点的变形情况，从而了解周边建筑、管线、道路在施工期间的变形情况，分析周边建筑、管线、道路的稳定情况。

6.5.2 测点布置

基坑边缘以外1 倍～3 倍的基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象，必要时尚应扩大监测范围。当基坑邻近轨道交通、高架道路、隧道、原水引水、合流污水、重要管线、重要文物和设施、近现代优秀建筑等重要保护对象时，监测点的布置尚应满足相关管理部门的技术要求。

6.6 围护桩内力监测

6.6.1 监测目的

监测围护桩随着基坑开挖深度的增加、施工工况变化的影响情况。了解围护桩临土面水土压力传来的水平荷载引起围护桩变形后，围护桩沿深度方向及环向应力分布情况及弯矩大小情况。

6.6.2 监测方法

围护桩内力大小是反映围护结构是否安全的最直接指标。在钢筋笼焊接完成后，在计算弯矩最大的部位，受拉区与受压区均布置测点。将钢筋笼的一根主筋切断，换上同直径的钢筋计，将钢筋计固定端与主筋焊接，在焊接过程中要不断向钢筋计传感器洒水，使之不断冷却，确保不会由于高温而使线圈烧坏。采用频率读数仪读取应变计的频率值。轴力计、应力计、应变计测试计算一般公式：

6.6.3 测点布置

围护桩内力监测断面的平面位置应布置在设计计算受力、变形较大且有代表性的部位。监测点数量和水平间距应视具体情况而定。竖直方向监测点间距宜为2m～4m 且在设计计算弯矩极值处应布置监测点，每一监测点沿垂直于围护桩方向对称放置的应力计不应少于1 对。

6.7 锚索应力监测

6.7.1 锚索测力计概述

A32地块锚索测力计采用环形多弦设计，环形材料为弹性钢材，经过多级稳定性处理，振弦采用特种强钢丝，智能传感器直接显示索力值而非只显示振弦频率。连接多通道读数仪可同步采集多弦频率并在最短时间内显示索力值，此功能可用于现场缆索张拉时施工控制。

6.7.2 锚索测力计工作原理

A32地块锚索测力计在测力钢筒上均布着数支振弦式应变计，当荷载使钢筒产生轴向变形时，应变计与钢筒产生同步变形，变形使应变计的振弦产生应力变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出引起受力钢筒变形的应变量，代入标定系数可算出锚索测力计所感受到的荷载值。

6.7.3 锚索测力计安装要点

安装时将测力计安装在锚垫板和锚具之间可以长期测量缆索张力。如果将测力计放置在张拉端也可以使用锚索计校正千斤顶进行缆索张拉施工控制。测力计的多弦设计是为了解决使用过程中可能出现的偏心现象，但是严重的偏心还是会影响测量精度，为了确保测量精度，测力计安装使用时尽可能让测力计筒体均匀受力，因此测力计在选择、安装使用时尽可能满足下列条件：

（1）合适的测力计尺寸和量程，尽量使测力计的内孔直径与锚垫板孔径、锚具尺寸一致。

（2）锚垫板平整且与缆索索力方向垂直。

（3）锚垫板与锚具面平行。

（4）安装时尽可能使缆索，锚垫板，锚索计锚具、千斤顶五体中心同轴。以上条件不能理想达到时请在测力计两端增加力缓冲垫片。计算公式如下：

7.监测工作量、周期与监测频率

7.1 监测工作量

表1 保障房地铁社区二期A32地块基坑监测工作量

7.2 监测周期

基坑工程监测贯穿基坑开挖前的准备工作到地下工程（包括地下室结构完成、基坑回填完毕）完成整个过程，根据基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化等综合考虑来确定基坑工程监测周期。

7.3 监测频率

监测频率按下表执行。

表2 监控量测频率表

表3 监测控制值

8.监测预警与异常情况下的处理措施

（1）监测预警按下表执行。

（2）在深基坑区域内施工极可能发生物体打击、机械伤害、高处坠落、坍塌、触电等重大伤亡事故。为针对可能发生的紧急情况做出应急准备和响应，需制定专项应急预案。

9.监测数据处理与信息反馈

9.1 监测简报

每次实测数据后，应及时出具简报并报送甲方人员签收。若发现数据异常应立即再次现场监测，以核实监测结果。若在监测中发现达到预警值应及时书面向监理和业主报告，并在第一时间电话通知业主、监理和施工方以及设计院。

9.2 总结报告

基坑施工结束后，对所测资料进行全面地综合计算分析，一个月内提交最终分析成果报告，形成具体总结报告一式五份交付甲方。