深基坑監(jiān)測沉降計算及投點法應(yīng)用的分析

張冠男 （深圳市寶安區(qū)建筑工務(wù)署，廣東 深圳518000）

1 深基坑監(jiān)測計算方法的意義

基坑工程施工是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是勞動安全與社會公共安全監(jiān)管的重點，近十多年來因基坑失穩(wěn)影響施工的事故已多達(dá)上百起，造成經(jīng)濟(jì)損失幾億元。其中引發(fā)這些事故的原因，多數(shù)都是在施工過程中受到外界因素的干擾，尤其是深基坑處在周邊復(fù)雜的建筑物環(huán)境。目前深基坑的施工監(jiān)測尚未形成較為完整的規(guī)章，計算的方法又不能有效反映變形現(xiàn)狀。對此，為準(zhǔn)確反映變形，完善監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，適宜的計算方法就顯得尤為重要。

2 工程概況

深圳市某區(qū)人民醫(yī)院整體改造工程（二期）基坑支護(hù)工程項目設(shè)地下室3層，基坑深度為16～26m，其中第一階段基坑周長為1438.03m，開挖面積為40648.6m2。通道支護(hù)深度約為13～18m。依據(jù)《深圳市基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（DB SJG05-2011），結(jié)合周邊環(huán)境條件，確定本基坑安全等級為一級。

基坑場地內(nèi)地層在鉆探深度內(nèi)自上而下可分為如下四層：第四系人工填土層（Qml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系坡洪積層（Qdl+pl）、第四系殘積層（Qel）及燕山三期（γβ5k1）粗中?；◢弾r。根據(jù)場地及周邊地形地貌、場地地下水地質(zhì)條件，地下水分為第四系孔隙水及基巖裂隙水，雨季易在填土層中形成上層滯水。

3 基坑支護(hù)設(shè)計及監(jiān)測布置方案

基坑支護(hù)采用“咬合樁+3道內(nèi)支撐”，局部采用“咬合樁+4道內(nèi)支撐”的支護(hù)形式，支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用年限為不超過2年。在支護(hù)結(jié)構(gòu)后緣設(shè)基坑水平位移、沉降監(jiān)測點，對周邊地面道路、管線、及臨近建筑物設(shè)置沉降監(jiān)測點，對立柱設(shè)置沉降監(jiān)測點，對內(nèi)支撐設(shè)置變形、軸力監(jiān)測點，在基坑外側(cè)設(shè)置地下水位監(jiān)測點。所有基坑監(jiān)測點的變形都要嚴(yán)格按照基坑的檢測項目允許值和預(yù)警值進(jìn)行控制（表1）。

4 基坑監(jiān)測的計算方法

4.1 沉降差計算

采用沉降差進(jìn)行數(shù)據(jù)，其搜集監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集準(zhǔn)備工作也很重要。一定要按照設(shè)計要求，在周邊建筑設(shè)沉降監(jiān)測點，同時進(jìn)行編號。周邊建筑沉降監(jiān)測點的設(shè)置采用專用測釘植入建筑墻體的方法安裝，這樣能夠確保監(jiān)測點牢固而不受損壞。監(jiān)測的過程中需采用“五固定”的作業(yè)原則：沉降觀測依據(jù)的基準(zhǔn)點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要固定；所有儀器、設(shè)備要固定；觀測人員要固定；觀測時段和觀測環(huán)境條件基本固定；觀測路線、點位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測中的人為誤差和系統(tǒng)誤差，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果更具可比性，使所測沉降量更真實。

沉降監(jiān)測應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行，確保每次監(jiān)測往返較差、附合或環(huán)線閉合差滿足二等沉降觀測的≤0.30（n為測段的測站數(shù)）。如經(jīng)計算往返較差、附合或環(huán)線閉合差超限，必須立即重新監(jiān)測，直到滿足以上要求為止。外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成立即進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算，計算結(jié)果與上一次監(jiān)測結(jié)果相對比得出本次變形量。再根據(jù)建筑物2點的沉降差換算求得建筑整體傾斜度和傾斜方向。

監(jiān)測過程中若沉降數(shù)據(jù)變化異常，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況分析原因，在排除監(jiān)測或計算出錯認(rèn)定為實際發(fā)生的變形后，應(yīng)及時向參建各方和醫(yī)院匯報。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計要求的預(yù)警值或臨界值時要提前發(fā)出監(jiān)測預(yù)警，設(shè)計要求的監(jiān)測預(yù)警值（表2）。

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測項目允許值 表2

4.2 采用投點法對建筑進(jìn)行直接的傾斜監(jiān)測

投點法是對沉降計算的一種補(bǔ)充。對于深基坑周邊建筑物復(fù)雜且狀況較差時，這種方法進(jìn)行變形觀測顯得更為準(zhǔn)確。

觀測時，在底部觀測點位置安置水平讀數(shù)尺等量測設(shè)施。在每測站安置經(jīng)緯儀投影時，應(yīng)按正倒鏡法測出每對上下觀測點標(biāo)志間的水平位移分量，再按矢量相加法求得水平位移值(傾斜量)和位移方向(傾斜方向)。

投點法建筑物傾斜監(jiān)測頻率根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2016）可每1～3個月觀測一次。當(dāng)遇基坑大面積開挖、建筑基礎(chǔ)附近有大量堆載或卸載、場地降雨長期積水等而導(dǎo)致傾斜速度過快時，應(yīng)加密監(jiān)測次數(shù)。

5 結(jié)論

兩種方法都有各自的優(yōu)缺點，其中沉降差計算的監(jiān)測方法原理簡單、方法實用、簡單易行，在日常監(jiān)測中有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)基坑變形監(jiān)測規(guī)范，采用沉降差計算能夠保證當(dāng)周邊建筑整體傾斜度累計達(dá)到2/1000或傾斜速度連續(xù)3d大于0.0001H/d(H為建筑承重結(jié)構(gòu)高度)時報警，方法計算簡單實用。但在基坑周邊建筑物距離較近，同時建筑物本身的構(gòu)造又趨于危樓而不能拆除的情形下。就必須要采用增加投點法來監(jiān)測傾斜度，這樣能夠更加保證基坑施工過程中，建筑物變形處于可控。