淺析基坑施工信息化監(jiān)測分析

摘 ?要：本文以上海某基坑施工信息化監(jiān)測為例，通過實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計值對比，為相關(guān)工程應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：基坑施工;信息化監(jiān)測;監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TU753 ???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ??????文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

1 工程概況

1.1 項目概況

本工程基坑整體呈“矩形”，長約229?m，寬約157?m，總開挖面積約35421?㎡，開挖深度4.5 m。按照上海工程建設(shè)規(guī)范《基坑工程施工監(jiān)測規(guī)程》（DG/TJ08-2001-2016），本工程基坑安全等級為三級，周邊環(huán)境保護(hù)等級為三級。

1.2 周邊環(huán)境

基坑3倍開挖深度范圍內(nèi)基本無管線。場地東側(cè)基坑邊線距離紅線最近距離為2.15 m;場地北側(cè)基坑邊線距離紅線最近距離為2.26 m;場地西側(cè)及南側(cè)為空地。

1.3 維護(hù)設(shè)計

本工程基坑采用放坡和混凝土攪拌樁重力式壩體相結(jié)合的圍護(hù)形式，重力壩空間不足的區(qū)域采用坑內(nèi)補(bǔ)償攪拌樁內(nèi)插槽鋼的圍護(hù)形式。

2 總體方案

2.1 基坑信息化監(jiān)測的目的和意義

在基坑開挖過程中，由于受多種因素影響，無法從理論上預(yù)判可能發(fā)生的問題，并且理論值無法全面且準(zhǔn)確的反映工程實時變化。所以在理論指導(dǎo)下有計劃地進(jìn)行現(xiàn)場工程監(jiān)測是必要的，特別是對于針對本項目較復(fù)雜且開挖面積的工程，就必須實施縝密的監(jiān)測工作。

本工程監(jiān)測的目的主要有：（1）通過實際數(shù)據(jù)與報警值作對比，判斷上個環(huán)節(jié)的工藝和參數(shù)是否達(dá)到預(yù)期，同時實現(xiàn)對下一個施工步驟的控制，從而實現(xiàn)信息化;（2）通過監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)實施過程中的環(huán)境變形，及時反饋，達(dá)到有效掌控對周邊環(huán)境的影響;（3）通過監(jiān)測及時調(diào)整支撐的受力，使得整個開挖進(jìn)程處于安全、可控范疇;（4）通過監(jiān)測及早發(fā)現(xiàn)基坑止水帷幕的滲漏，并提請相關(guān)單位及時開展堵漏準(zhǔn)備工作，防止施工中發(fā)生大面積涌砂現(xiàn)象;（5）將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)提供設(shè)計單位，設(shè)計可根據(jù)現(xiàn)場工況，逐步優(yōu)化方案，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理、快捷的施工目的;（6）通過監(jiān)測，在換撐和支撐拆除步驟，保障施工科學(xué)有序并處于安全狀態(tài)。

2.2 監(jiān)測內(nèi)容

根據(jù)本工程的開挖特點(diǎn)、現(xiàn)場情況及有關(guān)部門對監(jiān)測的要求，本工程監(jiān)測內(nèi)容為：（1）圍護(hù)頂部垂直和水平位移監(jiān)測;（2）地表沉降剖面垂直位移監(jiān)測;（3）坑外潛水水位監(jiān)測。

2.3 監(jiān)測方法

2.3.1 垂直位移監(jiān)測高程控制網(wǎng)測量

在遠(yuǎn)離施工影響范圍外，布置3個穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，沉降變形監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)以上述穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)作為初始點(diǎn)，3個基準(zhǔn)點(diǎn)組成水準(zhǔn)網(wǎng)，并在每個月進(jìn)行聯(lián)測。

基準(zhǔn)網(wǎng)觀測按照二等水準(zhǔn)測量要求執(zhí)行，水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)參照表1。

2.3.2 監(jiān)測點(diǎn)垂直位移測量

按照建筑變形測量規(guī)范二等水準(zhǔn)測量規(guī)范執(zhí)行，垂直位移監(jiān)測是通過3個基準(zhǔn)點(diǎn)間聯(lián)測一條水準(zhǔn)閉合線路或者附合線路，通過水準(zhǔn)線路的觀測點(diǎn)來測量高程。各監(jiān)測點(diǎn)高程初始值應(yīng)在監(jiān)測工作開始前進(jìn)行兩次測量（取平均），本次高程觀測值為本次垂直位移，本次高程觀測值減去初始值為累計垂直位移，觀測值單位為毫米。

2.3.3 監(jiān)測點(diǎn)垂直位移測量

采用經(jīng)緯儀（全站儀）來測試，采用軸線投影法。在某條測線的兩端遠(yuǎn)處選定3個穩(wěn)固基準(zhǔn)點(diǎn)SP1、SP2、SP3， 將測試一起架設(shè)于SP1點(diǎn)，定向SP2點(diǎn)，則SP1、SP2連線為一條基準(zhǔn)視線，SP3點(diǎn)為檢查點(diǎn)。測試前，先對SP1、SP2、SP3，3個基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查，確定穩(wěn)定后方可開展觀測工作。觀測中，應(yīng)在基準(zhǔn)視線上的各監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置覘板，由儀器在覘板上讀取各監(jiān)測點(diǎn)至基準(zhǔn)視線的垂直距離L。各監(jiān)測點(diǎn)高程初始值應(yīng)在監(jiān)測工作開始前進(jìn)行兩次測量（取平均）觀測點(diǎn)本次L值與初始的L值差值即為該點(diǎn)累計位移量，觀測點(diǎn)本次的L值即為本次的水平位移，觀測值單位毫米。

2.3.4 地下潛水水位監(jiān)測

在基坑開挖中，必須在基坑內(nèi)進(jìn)行大面積降水，以保證基坑內(nèi)土方干燥，方便土方開挖和土渣清運(yùn)。止水帷幕效果不夠理想，會對基坑周邊環(huán)境和臨近建（構(gòu)）筑物造成危害，最嚴(yán)重的結(jié)果將導(dǎo)致基坑發(fā)生管涌、塌方。為使基坑外的淺層地下水位保持一致、合適的水平，使得基坑的周邊環(huán)境保持穩(wěn)定。須掌控好對基坑內(nèi)外淺層水位的動態(tài)監(jiān)測和分析，了解和控制基坑內(nèi)外降水深度、判定圍護(hù)墻體系的止水性能，掌握基坑內(nèi)外淺層地下水的關(guān)聯(lián)。

水位觀測管采用鉆孔方式埋設(shè)：在背離基坑維護(hù)墻體外約3米范圍內(nèi)，采用鉆機(jī)鉆孔，成孔后，清除泥漿，將50?mm的PVC管放入孔內(nèi) （水位管口應(yīng)高出地面）。在水位孔四周的空隙下部回填中砂，上部回填粘土，管口用蓋子密封。水位管下部需設(shè)進(jìn)水孔，用濾網(wǎng)布包裹水位管，利于淺層地下水滲透。

對于坑內(nèi)外潛水的動態(tài)變化測試，須在基坑工程進(jìn)行大面積降水之前測得各水位觀測孔孔口標(biāo)高以及各觀測孔的水位深度，觀測孔的孔口標(biāo)高減去水位深度為水位標(biāo)高。初始水位標(biāo)高為連續(xù)二次測試的水位標(biāo)高平均值，水位標(biāo)高與初始水位標(biāo)高的差即為水位累計變化量，單位厘米。

2.4 監(jiān)測項目報警值

圍護(hù)設(shè)計文件要求，本工程各監(jiān)測報警值如：（1）圍護(hù)頂部水平、垂直位移： 40.5 mm;（2）地表沉降剖面垂直位移： 31.5 mm;（3）坑外潛水水位監(jiān)測： 1000 mm。

3 監(jiān)測成果分析

3.1圍護(hù)頂部變形監(jiān)測

在維護(hù)墻體頂部設(shè)WL1～WL37共37個垂直位移及水平位移測點(diǎn)，各測點(diǎn)在基坑回填正負(fù)零后，數(shù)據(jù)如圖1，圖2。

3.2周邊地表剖面垂直位移監(jiān)測

基坑周圍地表沉降剖面監(jiān)測共布置13條剖面點(diǎn)，各測點(diǎn)在基坑回填正負(fù)零后，數(shù)據(jù)如圖3。

3.3坑外潛水水位監(jiān)測

基坑周圍共布置了11個潛水水位觀測孔，各測點(diǎn)在基坑回填正負(fù)零后，數(shù)據(jù)如圖4。

4結(jié)論及建議

該項目從開工至基坑回填正負(fù)零后，所監(jiān)測數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定為止。

本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)受了大面積降水及大面積開挖等外部因素的各項考驗，由于采用了科學(xué)合理的施工流程，縝密的監(jiān)測工作，成功地保障了周邊環(huán)境的正常運(yùn)行。證明了本項目圍護(hù)工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測方案是成功的。

總結(jié)本工程監(jiān)測情況，得到以下論述：

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工期間，對周圍環(huán)境影響比較大，開展監(jiān)測工作可以及時反映周邊環(huán)境的變形規(guī)律，保證周邊環(huán)境的安全。

（2）基坑工程實施的過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)總體變形均在可控范圍內(nèi)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形整體穩(wěn)定，證明了圍護(hù)結(jié)構(gòu)一直在安全可控范疇內(nèi)，項目基坑工程正常運(yùn)行。

（3）在基坑開挖過程中，應(yīng)加快開挖速度，遵循合理的開挖順序。挖深至底板的標(biāo)高時，應(yīng)及時進(jìn)行墊層澆筑、快速開展底板施工，才能有效的控制好圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，保證基坑公車的安全。

（4）基坑工程實施中，由于各方對基坑開挖前的降水設(shè)計、以及施工組織重視，并且設(shè)計針對不同圍護(hù)體系、維護(hù)形式、土質(zhì)、土層的變化做了較全的準(zhǔn)備考慮，并在降水施工時加強(qiáng)了及時監(jiān)測，為后續(xù)基坑大面積土方開挖和渣土清運(yùn)提供較好的條件。

（5）基坑工程土方開挖階段和基坑挖至設(shè)計標(biāo)高以后未澆筑底板時，應(yīng)充分考慮到雨、雪、臺風(fēng)等不良天氣的影響。因為該階段的圍護(hù)體正處于最不利受力，一旦發(fā)生涌砂等不利因素，將會對基坑工程產(chǎn)生極大的惡劣影響。

（6）在基坑實施的過程中，因重視圍護(hù)墻體和周邊環(huán)境的變形監(jiān)測，以及坑內(nèi)外淺水層、基坑外土體的監(jiān)測，及時反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，有效科學(xué)的指導(dǎo)施工，確?；庸こ贪踩㈨樌?。基坑監(jiān)測是保障基坑工程安全，減小經(jīng)濟(jì)損失，證明圍護(hù)設(shè)計科學(xué)性的有效手段。

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收稿日期：2019-06-16

作者簡介：孫亞風(fēng)（1990—），男，湖南醴陵人，專科，工程師，從事巖土工程檢測工作。

Foundation Pit Construction Information Monitoring and Analysis

SUN ?Yafeng

（Shanghai?Civil?Defense?Foundation?Investigation?Institute?Co.，Ltd.，Shanghai ?200237）

Abstract：In this paper， an example of a foundation pit construction informatization monitoring in Shanghai is given to provide reference for related projects by comparing the actual monitoring data with the design value.

Keywords：Foundation pit construction; informatization monitoring; monitoring data