淺談高層建筑基坑工程監(jiān)測方法

王玉民

（赤峰富龍熱力有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

淺談高層建筑基坑工程監(jiān)測方法

王玉民

（赤峰富龍熱力有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

依據(jù)監(jiān)測結(jié)果，判定工程的安全性，發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的危險，以便采取必要的措施，用監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)施工，優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷.

高層建筑；基坑；監(jiān)測方法

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國高層建筑逐漸增加，需要開挖基坑施工，因基坑工程不穩(wěn)定造成的工程事故時有發(fā)生，現(xiàn)就基坑監(jiān)測方案談?wù)勅缦驴捶?

以我市某大廈室外工程為例，該處擬建一地下停車場，基坑開挖深度7.60米，要求安全使用期限6個月.由于本工程周邊環(huán)境復(fù)雜，管線較多，必須對該基坑進(jìn)行沉降觀測.

1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)本地區(qū)工程地質(zhì)報告，此場地土質(zhì)從上至下共為8層，分別是：素填土；細(xì)砂；粉土；細(xì)砂；粉細(xì)砂；中砂；粉土；粉質(zhì)粘土.

2 基坑監(jiān)測項目、依據(jù)、方法及監(jiān)測頻度

2.1 監(jiān)測項目

2.1.1 現(xiàn)場巡視：跟蹤監(jiān)測，掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)、坡頂堆載情況及邊緣以外2倍開挖深度范圍內(nèi)的地表裂縫、建筑設(shè)施變化情況.

2.1.2 坡頂?shù)乇硪莆槐O(jiān)測：及時采集基坑邊坡頂點(diǎn)的垂直沉降和水平位移數(shù)據(jù)，分析其變化趨勢，評價基坑工程的穩(wěn)定性、安全性.

2.1.3 地下水位監(jiān)測：通過監(jiān)測，提供地下水位動態(tài)變化數(shù)據(jù)，對基坑和周邊環(huán)境的安全性做出評價.

2.1.4 建筑物沉降觀測：通過對基坑周邊建筑物的沉降觀測點(diǎn)進(jìn)行高精度的高程測量，隨時掌握基坑周邊2H-3H(H為坑深)建筑物的沉降變化數(shù)據(jù)，達(dá)到對周邊建筑物垂直沉降的有效監(jiān)測.

2.2 監(jiān)測方法

2.2.1 現(xiàn)場巡視

自基坑開挖起，根據(jù)施工情況每日不定期進(jìn)行，主要對支護(hù)結(jié)構(gòu)情況、坡頂堆載、基坑周邊裂縫、臨時建筑及設(shè)施變化等方面進(jìn)行肉眼現(xiàn)場巡視.

2.2.2 坡頂?shù)乇硪票O(jiān)測

2.2.2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)

基坑開挖前設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、變形監(jiān)測點(diǎn)、并記錄變形監(jiān)測點(diǎn)初始值.基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在工程影響范圍外，一般距基坑周邊不小于2H-3H(H為坑深)，水準(zhǔn)基點(diǎn)位直接利用沉降觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)即可.水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)依據(jù)設(shè)計要求和施工現(xiàn)場情況布設(shè)在各邊測點(diǎn)方向線的兩側(cè)，應(yīng)埋設(shè)高約70cm，上頂15cm×15cm，中間嵌有中心標(biāo)志的混凝土標(biāo)石，本工程共需布設(shè)約8點(diǎn).

變形監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在基坑坡頂冠梁沿平行于開挖邊界方向，各測點(diǎn)埋設(shè)覬25mm鋼筋，并砌磚墩臺保護(hù).本工程設(shè)計坡頂?shù)乇砦灰票O(jiān)測點(diǎn)8個，變形監(jiān)測點(diǎn)具體位置，由設(shè)計單位給出.

2.2.2.2 監(jiān)測方法

基坑坡頂?shù)某两滴灰朴^測采用DS05水準(zhǔn)儀配合銦瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測微法往返測定高差，根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)與變形監(jiān)測點(diǎn)的相對位置關(guān)系布設(shè)成附合或閉合水準(zhǔn)路線.

水平位移可采用基準(zhǔn)線法進(jìn)行，將全站儀設(shè)于基準(zhǔn)點(diǎn)上，用另一端基準(zhǔn)點(diǎn)定向后，分別量取各觀測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直距離，即可得各觀測點(diǎn)的水平位移值，各觀測數(shù)據(jù)應(yīng)測量到mm.

2.2.3 地下水位監(jiān)測

2.2.3.1 點(diǎn)位布設(shè)

在基坑止水帷幕外側(cè)設(shè)置地下水位觀測孔，依據(jù)規(guī)范和設(shè)計要求本工程擬布設(shè)地下水位監(jiān)測點(diǎn)2個.監(jiān)測點(diǎn)采用鉆孔下管埋設(shè)，鉆孔深度應(yīng)大于基底深度2m以上（孔深約10m），設(shè)置覬50mm的硬性聚氯乙烯塑料管，管外鉆孔用粗砂填實(shí).

2.2.3.2 檢測方法

測試采用LY-2型水位儀觀測，觀測精度不低于5mm，至基坑工程回填完畢停止觀測.

2.2.4 建筑物沉降觀測

2.2.4.1 點(diǎn)位布設(shè)

（1）要保證穩(wěn)定、可靠、觀測方便等諸多因素，標(biāo)石應(yīng)埋設(shè)在基巖層或壓縮性較低的原狀土層中，也可選擇在穩(wěn)定的物質(zhì)上，頂部應(yīng)加水準(zhǔn)專用標(biāo)志，在沉降觀測前應(yīng)對水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，使其成為一個嚴(yán)密統(tǒng)一的系統(tǒng)，在沉降觀測過程中，宜每間隔1個月應(yīng)對其聯(lián)測一次.本次沉降觀測擬設(shè)定水準(zhǔn)基點(diǎn)3個，采用一等水準(zhǔn)方法施測.

（2）沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)：相鄰建筑物沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)，要能全面反映建筑物地基變形特征并結(jié)合地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定.點(diǎn)位宜在建筑物基礎(chǔ)深度1.5-2.0倍距離為半徑的范圍內(nèi)，由外墻附近向外由密到疏布設(shè).按設(shè)計部門的設(shè)計方案執(zhí)行，本工程根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置建筑物沉降觀測點(diǎn)2個.標(biāo)志的埋設(shè)位置應(yīng)避開入水管、窗臺線、暖氣片、暖水管、電器開關(guān)等有礙標(biāo)志與觀測的障礙物，并應(yīng)視立尺需要離開墻（柱）面和地面一定距離，本次設(shè)計要求沉降觀測點(diǎn)設(shè)置標(biāo)高為高出建筑地面0.5米.

沉降觀測點(diǎn)的觀測采用二等水準(zhǔn)方法施測.

2.2.4.2 精度要求

最終沉降量的觀測中誤差按以下規(guī)定確定：

（1）絕對沉降的觀測中誤差為±1.0mm.

（2）相對沉降、局部地基沉降以及膨脹土地基變形等的觀測中誤差，均不應(yīng)超過其變形允許值的1/20.

（3）建筑物整體變形的觀測誤差，不應(yīng)超過允許垂直偏差的1/10.

（4）結(jié)構(gòu)段變形的觀測中誤差不應(yīng)超過變形允許值的1/6.

2.2.4.3 觀測方案

沉降觀測點(diǎn)預(yù)埋時觀測，第一次觀測結(jié)果作為本工程的原始標(biāo)高，基坑開挖起進(jìn)行全面觀測，基坑回填完畢，停止觀測.

觀測期間，如發(fā)現(xiàn)異常沉降時，應(yīng)及時通知甲方，并會同設(shè)計、監(jiān)理各方提出應(yīng)急觀測方案，并及時加密觀測頻度.

2.2.4.4 施測方法

本次沉降觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)的聯(lián)測按一級水準(zhǔn)測量進(jìn)行，采用DS05級水準(zhǔn)儀配合銦瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測微法往返測定高差.觀測時，往測奇數(shù)站的觀測順序?yàn)楹?前-前-后，偶數(shù)站的觀測順序?yàn)榍?后-后-前；反測時，奇偶測站的觀測順序與往測偶奇測站的觀測順序相同.

沉降觀測點(diǎn)的觀測按二級水準(zhǔn)單程觀測，采用DS05級水準(zhǔn)儀配合銦瓦合金標(biāo)尺光學(xué)測微法往返測定高差.實(shí)際進(jìn)行中可根據(jù)水準(zhǔn)基點(diǎn)與觀測點(diǎn)之間的相對位置關(guān)系及樓體的具體位置將路線布設(shè)成附合或閉合路線.

2.3 監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)

（1）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)程》GB50330-2002

（2）《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-97

（3）《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》DBJ14-024-2004

（4）《城市測量規(guī)范》CJJ8-99

（5）《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》GB12897-91

（6）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99

2.4 監(jiān)測頻度

自基坑開挖起進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測頻度每兩天一次，逢下雨、爆破、變形速率異常等特殊情況下應(yīng)加密監(jiān)測頻度，基坑工程回填完畢可結(jié)束監(jiān)測.坡頂?shù)乇砦灰票O(jiān)測、地下水位監(jiān)測、周邊建筑物沉降觀測，基坑工程施工期間，每兩天監(jiān)測一次，并根據(jù)施工進(jìn)度情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整.監(jiān)測工作量詳見下表：

序號 監(jiān)測項目 點(diǎn)數(shù) 備注1現(xiàn)場巡檢 不定期水平基準(zhǔn)點(diǎn) 3 2天一測變形監(jiān)測點(diǎn) 8 3 地下水位監(jiān)測 監(jiān)測孔 2 孔深約10m 4 相臨建筑物沉降觀測2 坡頂?shù)乇砦灰票O(jiān)測高程基準(zhǔn)點(diǎn) 3 2天一測變形監(jiān)測點(diǎn) 2

3 沉降觀測的數(shù)據(jù)處理與預(yù)警措施

3.1 沉降觀測的數(shù)據(jù)處理

每周期觀測后，應(yīng)及時對觀測資料進(jìn)行整理，計算觀測點(diǎn)的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度.

3.1.1 各類觀測點(diǎn)觀測成果的計算與分析應(yīng)符合以下要求：

（1）觀測值中的系統(tǒng)誤差應(yīng)減小到最小程度；

（2）合理處理隨機(jī)誤差，正確區(qū)分測量誤差與變形信息；

（3）各期觀測成果的處理應(yīng)建立在統(tǒng)一的基準(zhǔn)上；

（4）按網(wǎng)點(diǎn)的不同要求，合理估計觀測成果精度，正確評定成果質(zhì)量.

3.1.2 水準(zhǔn)測量成果的最終整理

沉降觀測的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)做完成后，方可進(jìn)行業(yè)內(nèi)計算.內(nèi)業(yè)計算在計算機(jī)上可采用《清華山維NASEW95測量控制網(wǎng)平差系統(tǒng)》對觀測成果進(jìn)行整體嚴(yán)密平差，并根據(jù)平差結(jié)果編制沉降觀測成果表、p-t-s(載荷、時間、沉降量)曲線圖.

觀測點(diǎn)預(yù)埋時進(jìn)行第一次觀測，其結(jié)果作為工程的原始標(biāo)高.本工程自基坑開挖起進(jìn)行監(jiān)測，在基坑工程施工期間，依據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求監(jiān)測頻度宜每兩天一次.

3.2 預(yù)警措施

3.2.1 應(yīng)根據(jù)周邊建筑物位移的相關(guān)數(shù)據(jù)，及時計算各項限差，當(dāng)限差超出設(shè)計和規(guī)范要求時，應(yīng)及時向設(shè)計、監(jiān)理、及甲方單位提交相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行加密觀測.

3.2.2 根據(jù)基坑監(jiān)測資料預(yù)測基坑變形趨勢，若基坑變形超出警戒值.應(yīng)及時通知甲方，并加大監(jiān)測力度.

依據(jù)規(guī)范和設(shè)計要求，預(yù)警指標(biāo)為：

（1）坡頂?shù)乇碜畲笪灰瞥^基坑開挖深度的3‰；

（2）位移速率連續(xù)3天大于2mm/天；

（3）現(xiàn)場巡檢發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周邊和臨近建筑及設(shè)施有異常情況時.

4 工程所需提交的資料

4.1 現(xiàn)場巡檢記錄、分析報告

4.2 坡頂?shù)乇砦灰票O(jiān)測

（1）監(jiān)測點(diǎn)平衡位置布置圖

（2）位移監(jiān)測原始記錄

（3）位移監(jiān)測成果表

（4）水平位移-時間關(guān)系曲線圖

（5）垂直沉降-時間關(guān)系曲線圖

4.3 地下水平監(jiān)測

（1）地下水位監(jiān)測原始記錄

（2）地下水位-時間關(guān)系曲線圖

4.4 建筑物沉降觀測

（1）水準(zhǔn)基點(diǎn)與觀測點(diǎn)平面位置圖示意圖

（2）沉降觀測平差計算及成果質(zhì)量評定資料

（3）沉降觀測成果表

（4）p-t-s（載荷、時間、沉降量）曲線圖

4.5 工程需要提交的綜合資料

（1）工程總體技術(shù)設(shè)計書

（2）工程總體技術(shù)報告

5 總結(jié)

通過以上技術(shù)資料就可以判定工程的安全性，真正做到優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、快捷.

TU97

A

1673-260X（2010）02-0176-02