基坑坡頂土體水平位移、沉降監(jiān)測(cè)實(shí)施方案探討

高強(qiáng) 路文科

安徽省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)

基坑坡頂土體水平位移、沉降監(jiān)測(cè)實(shí)施方案探討

高強(qiáng) 路文科

安徽省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)

基坑水平位移、沉降監(jiān)測(cè)直接關(guān)系到基坑開(kāi)挖和使用的安全，而基坑監(jiān)測(cè)實(shí)施方案和實(shí)施流程的正確與否直接關(guān)系到基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，根據(jù)具體的施工特點(diǎn)編制合理的施工實(shí)施方案是基坑監(jiān)測(cè)成功的關(guān)鍵。

基坑；水平位移；沉降監(jiān)測(cè)；實(shí)施方案

基坑坡頂監(jiān)測(cè)主要是為了掌握大型基坑在開(kāi)挖過(guò)程中坡頂土體和地下水位的穩(wěn)定情況，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)，分析規(guī)律、作出預(yù)報(bào)、保證其開(kāi)挖和使用安全。實(shí)施基坑沉降觀測(cè)一系列工作中，施工方案是其核心內(nèi)容，實(shí)施方案的正確與否直接影響到沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)和最終的分析結(jié)果。本文結(jié)合具體工程實(shí)踐詳細(xì)闡述了基坑坡頂土體水平位移、沉降監(jiān)測(cè)實(shí)施方案的具體應(yīng)用，實(shí)踐證明本文所使用的方案在基坑沉降觀測(cè)中是切實(shí)可行的。

1.根據(jù)基坑坡頂監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)制訂實(shí)施方案

1.1.基坑觀測(cè)的時(shí)效性

普通工程測(cè)量一般沒(méi)有明顯的時(shí)間效應(yīng).基坑監(jiān)測(cè)通常是配合降水和開(kāi)挖過(guò)程，有鮮明的時(shí)間性.測(cè)量結(jié)果是動(dòng)態(tài)變化的，因此深基坑施工中監(jiān)測(cè)需隨時(shí)進(jìn)行，基坑監(jiān)測(cè)的時(shí)效性要求對(duì)應(yīng)的方法和設(shè)備具有采集數(shù)據(jù)快；全天候工作的能力，甚至適應(yīng)夜晚或大霧天氣等嚴(yán)酷的環(huán)境條件。

1.2.運(yùn)用精密儀器進(jìn)行高精度觀測(cè)

基坑坡頂坐標(biāo)網(wǎng)采用0.5″級(jí)全站儀觀測(cè)，測(cè)站距離≤100米，變形速率控制在0.1mm／d以下，視為穩(wěn)定變形精度。

高程監(jiān)測(cè)二等水準(zhǔn)測(cè)量要求前后視距差≤1.0m、視距累積差≤3 m、最大視距≤40m 。

1.3.監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須是等精度觀測(cè)

(1) 基坑坡頂施工中的監(jiān)測(cè)通常要求測(cè)得相對(duì)變化值，而不要求測(cè)量絕對(duì)值。由于城市坐標(biāo)系引測(cè)距離較遠(yuǎn)，而現(xiàn)場(chǎng)只需要相對(duì)基坑位移數(shù)據(jù)，故本工程基坑監(jiān)測(cè)坐標(biāo)系采用自由坐標(biāo)系。水準(zhǔn)高程的測(cè)量，采用假定高程值，在基坑坡頂變形測(cè)量中，要求測(cè)定坡頂相對(duì)于原來(lái)基準(zhǔn)位置的位移即可。

由于這個(gè)鮮明的特點(diǎn)，使得基坑施工監(jiān)測(cè)有其自身規(guī)律。例如，水準(zhǔn)測(cè)量要求前后視距相差精度≤1.0m、視距≤40m，以清除地球曲率、大氣折光、水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行等項(xiàng)誤差。但在基坑監(jiān)測(cè)中，受環(huán)境條件的限制，前后視距可能根本無(wú)法相等。這樣的測(cè)量結(jié)果在普通測(cè)量中是不允許的，而在基坑監(jiān)測(cè)中只要每次測(cè)量位置保持一致，即使前后視距相差，結(jié)果仍然是完全可用的。

因此，基坑坡頂監(jiān)測(cè)要求盡可能做到等精度。使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測(cè)者按同一方案施測(cè)。通過(guò)對(duì)不同時(shí)期測(cè)量結(jié)果的對(duì)比與分析，可以確定沉降變化規(guī)律。

(2) 位移觀測(cè)控制點(diǎn)100米或每邊設(shè)2點(diǎn)，共設(shè)13點(diǎn)。采用0.5″級(jí)高精密全站儀觀測(cè)6個(gè)測(cè)回，按二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)的精度要求觀測(cè)。點(diǎn)位中誤差±4.2 mm，測(cè)邊中誤差± 2.0mm，測(cè)角中誤差±2.0″，閉合網(wǎng)相對(duì)精度1：45000。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置間隔為20m，水平位移采用0.5″級(jí)高精密全站儀采用極坐標(biāo)法觀測(cè)2個(gè)測(cè)回，坐標(biāo)中誤差±3.0mm。

(3) 控制點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用精密N3水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。其刻度分為0.lmm,讀數(shù)分辨精度為0.01mm，充分滿(mǎn)足使用要求。

(4) 水位觀測(cè)井4個(gè)，分別位于基坑四周。采用鋼卷尺量測(cè)。

（5）水平位移、沉降監(jiān)測(cè)頻率：土方開(kāi)挖期間及底板澆筑完成為每三天一次；地下室施工期間為每五天一次。

2.監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)

根據(jù)基坑坡頂情況每邊設(shè)2個(gè)控制基站（同時(shí)兼顧監(jiān)測(cè)其他測(cè)點(diǎn)，減少浪費(fèi)），基站設(shè)在距基坑邊2.5m處，觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在距基坑邊0.5m處。標(biāo)高差異控制在0.5m之內(nèi)。

圖1 監(jiān)測(cè)網(wǎng)布點(diǎn)圖

3 、地面沉降監(jiān)測(cè)與地下水位變化具體實(shí)施

3.1 、基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)

在周邊建筑沉降影響范圍以外的適當(dāng)位置，選3個(gè)觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為周邊建筑沉降觀測(cè)的高程基準(zhǔn)系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定是沉降觀測(cè)工作中最重要的因素，在沉降觀測(cè)之前、過(guò)程中，對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了2次高精度觀測(cè)，基準(zhǔn)點(diǎn)相互驗(yàn)證，在觀測(cè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)形變，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)精度要求進(jìn)行加測(cè)，選擇最穩(wěn)定的點(diǎn)作為沉降觀測(cè)起算點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)兩期檢測(cè)高程之差小于± 0.2mm，n為兩點(diǎn)之間聯(lián)測(cè)時(shí)的測(cè)站數(shù)。

3.2 、監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)

沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布應(yīng)以該建筑物變形結(jié)合部?jī)蓚?cè)柱體基礎(chǔ)上均勻布設(shè)為原則。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，并兼顧周邊建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要選擇在基坑的四周和重要的承重部位、沉降縫、后澆帶兩側(cè)等特征位置處。按樓外墻角布點(diǎn)，每20M間隔布一個(gè)點(diǎn)或每隔一個(gè)承重柱布一個(gè)點(diǎn)。結(jié)合設(shè)計(jì)要求，重點(diǎn)考慮周邊建筑基礎(chǔ)的地質(zhì)條件等因素，選取了8個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，設(shè)置永久性沉降觀測(cè)點(diǎn)，高度距地面0. 8m～1.5m處,正上方3米范圍內(nèi)沒(méi)有突出物，便于安置水準(zhǔn)標(biāo)尺。

（1）底板澆注完成前，埋設(shè)觀測(cè)標(biāo)志后及時(shí)進(jìn)行第一次觀測(cè)，以后每三天觀測(cè)1次，計(jì)11次。

（2）底板澆注完成后至基坑回填，每五天觀測(cè)1次，計(jì)13次。

4.資料分析與驗(yàn)證

經(jīng)過(guò)上述方案的實(shí)施，可以獲得沉降觀測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，最終獲得沉降變化曲線(如圖2)。

5.結(jié)論

基坑變形監(jiān)測(cè)施工中測(cè)量的目的和特點(diǎn)與普通工程測(cè)量截然不同，其測(cè)量的方案和設(shè)備與傳統(tǒng)的測(cè)量也完全不同。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)采集到的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行整理分析，最終形成監(jiān)測(cè)成果報(bào)告。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，本文所采用的施工方案是切實(shí)可行的，而且精度比較高，實(shí)施性強(qiáng)，實(shí)施效果好，完全滿(mǎn)足基坑監(jiān)測(cè)的需要。

圖2 在建基坑點(diǎn)位移變化曲線圖

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.21.013