摘要：随着建筑行业发展迅猛，越来越多的建筑拔地而起，导致在基坑的开挖深度上也越来越深，而且开挖面积越来越大。本文以某公寓地下室基坑工程变形监测实践为例，论述了高层建筑基坑工程变形监测的目的、监测项目及方法，通过监测工作指导了工程施工，确保了施工安全。最后得到结论：此监测方法行之有效，可在类似基坑工程变形监测项目中予以推广应用。
关键词：基坑工程；变形监测；预警值；安全
引言
随着社会经济的发展，城镇化进程的推进，加上人们对居住环境要求的提高，使得高层建筑物越来越多。随着建筑趋向高层化，地下室基坑向大深方向发展，大深基坑工程施工带来的安全隐患越来越多。在高层建筑物的地下室基坑工程施工期间，为确保施工的安全，需要地对基坑工程进行变形监测。通过变形监测，掌握高层建筑物地下室基坑变形的规律，及时发现问题、分析原因并采取措施，保证建筑物地下室基坑工程施工的安全。
1 高层建筑基坑工程变形监测的目的
在监测的过程中就对会对基坑支护结构变形情况有一个全面的了解，进一步地对支护结构安全状态进行判断，就可以实现信息的反馈，为施工提供依据。如果出现问题给相关部门进行报警，使工程得以顺利开展。在施工中要对基坑支护结构有一个掌握，了解安全问题，实现对出现的问题进行及时跟踪，作为设计单位以及施工单位就可以通过此，在相关的设计参数上进行调整，施工方案也可以得到及时修改。对进度进行安排，使施工工艺更合理。
2 高层建筑基坑工程变形监测方法
下面以某公寓地下室基坑工程变形监测为例，论述高层建筑基坑工程变形监测方法。地上 20 层，地下室 3 层，基础为桩基础。基坑场地北侧为鼓西路（基坑顶距离鼓西路约 2.5m），南侧为7 层住宅（采用桩基础，基坑顶距离住宅约 9.5m），西侧为 9层住宅（采用桩基础，基坑顶距离住宅约 4.6m），东侧为印刷厂 （采用浅基础，距离基坑顶约 9m）。基坑开挖深度为12.70～13.70m，基坑周长 260m。根据设计图纸，基坑支护措施采用灌注桩 + 钢筋砼内支撑支护。
2.1 高层建筑基坑工程变形监测项目及预警值的确定
根据设计图纸要求，结合工程实际情况，本工程监测方案设计书的监测项目及各项目的预警值如表 1：
表 1 监测项目及预警值
2.2 高层建筑基坑工程变形监测方法
2.2.1 垂直监测网、监测点的建立及监测方法
基准点埋设在变形区外约 50m 处，共布设 3 个（基岩水准标志），该网采用独立高程系，采用国家三等水准精度观测。观测前水准仪、标尺均了进行检查、校正；观测时，采用同一台仪器设备、同一条观测路线、同一个作业人员。
以设计要求为基础，结合现场实际情况，基坑顶部沉降监测点共布设 15 个，立柱沉降监测点共布设 20 个，周边建筑沉降监测点 58 个。沉降监测点均采用国家三等水准精度观测，外业采用莱卡 NA2 精密水准仪观测，作业前先选定观测路线、做标志，使每次观测路线尽量保持一致。各期观测均为同人同仪器, 路线闭合差不大于±0.6× N姨 (mm)(N 为测测点的累计沉降量。
2.2.2 平面位移监测网、观测点的建立及监测方法
在变形区外约 50m 处布设 3 个稳定可靠的水平基准点D1、D2、D3，监测网采用国家四等导线网建立，外业采用徕卡TS02 全站仪观测，水平角观测采用测回法 4 测回，边长观测1 测回。该网采用独立坐标系、磁北方位，平差计算采用《清华山维控制网严密平差软件》进行。平面位移监测点均布设在基坑周边的地面或建筑物上，基坑顶平面位移监测点与基坑顶沉降监测点为同一点，共布设 15 个，采用莱卡 TS02 全站仪观测得到各个监测点的初始坐标值，之后通过每次观测得到的坐标值与初始坐标值进行比较可以得到累计位移值，与上次的坐标值进行比较得到单次位移值。
2.2.3 深部土体水平位移监测点的建立及监测方法
沿着基坑周边共埋设 8 个测斜孔（CX1- CX8）作为深部土体水平位移监测点，采用航天科工 CX- 06B 型测斜仪测试，监测土体各层的位移变化情况。将探头放到测斜管底
部进行读数时，即开始了测斜管观测，每米读数一次，直至管顶，这组读数被称为 A+ 读数，然后把探头从管中取出旋转180°，重新放入测斜管中，方法同上，得到另一数据（A- 读数）。数据处理时，将两组读数（A+、A-）相结合（用一组数据减去另一组数据）。每次观测数据与原始观测数据相比较，可知测斜管的倾斜量变化，把倾斜量从下至上一次叠加，即得不同深度土体的水平位移。
2.2.4 地下水位监测点的建立及监测方法
地下水位监测点共布设 5 个，水位管采用钻孔预埋法，采用钢尺水位计测量地下水位的变化。在水位观测井顶部选用一点，作为观测井水位的基准点（与水准网点连测），从此
基准点开始，将水位计探头沿水位井下放，当碰到水位时接受机会发出蜂鸣声，此时读出至基准点的读数，再结合管口基准点的高程，求出地下水位的绝对高程，进而监测地下水位的变化。
2.2.5 内支撑应力及围护桩内力监测点的建立及监测方法
根据现场情况，内支撑应力监测点布设 6 个，围护桩内力监测点布设 8 个。钢筋应力计为监测预埋件，由施工单位预埋。观测时利用振弦式频率接收仪，测得钢筋计在受力后
的自振频率读数，经公式转换后求出各监测点内力变化。
2.3 各项目监测数据成果分析
2.3.1 基坑顶沉降监测成果分析
在监测期内，基坑地表累计沉降 - 4.74～- 5.98mm，沉降速率较小，沉降变化较大主要发生在土方开挖过程中但未超过预警值，基坑处于稳定状态。
2.3.2 基坑顶平面位移监测成果分析
在监测期内，各监测点累计偏移 1.41～8.94mm，平面位移速率变化趋势具体表现为：在基坑开挖期间变形速率较大，最大可达 5~6mm/d，在底板浇筑完成后变形速率小于3mm/d，最后一次平面位移速率 0.00～0.03mm/d，速率较小，基坑处于稳定状态。
2.3.3 深层土体水平位移监测成果分析
在监测期内，累计位移最大值为 76.54mm，发生在 CX04测斜孔 7.0m处，各测斜点累计水平位移最大值见表 2：
表 2 各测点深层土体水平位移最大值
由表 2 知，基坑在开挖及施工支护期间，深层土体位移变化较大，其中 CX02、CX03、CX04、CX05、CX06 这五个监测孔均超出设计图纸给出的预警值，各监测孔变形较大的区域
均在 6～7m的位置。在基坑第二道支撑和底板浇筑完成后各监测孔的位移量有所收敛，根据最后一次监测结果，深层土体累计位移 27.54～76.54mm，深层土体水平位移速率在0.01～0.06mm/d 之间，未出现异常现象，最后基坑处于稳定状态。
2.3.4 地下水位监测成果分析
在监测期内，各监测点水位累计变化 500～1200mm，地下水位变化较大的时候主要在基坑开挖过程，其中 SW3 累计变化超出预警值，其他监测孔水位变化均无异常，在基坑底板浇筑后地下水位日平均变化速率均小于 30mm/d。
2.3.5 周边建筑沉降监测成果分析
在监测期内，周边建筑累计沉降 - 0.77～- 5.55mm，各监测点的累计沉降量均未超过预警值。沉降变化较大主要发生在基坑土方开挖过程和支撑拆除期间，在基坑底板施工完成后，沉降量与沉降速率有所减缓，最后一次监测数据体现各监测点的沉降速率均在 - 0.02mm/d 以内。
2.3.6 立柱沉降监测成果分析
在监测期内，立柱累计沉降 - 3.29～- 4.20mm，沉降变化较大主要发生在土方开挖过程中。基坑底板施工完成后，沉降速率均在 - 0.05mm/d 以内，最后一次监测数据体现出各监
测点的沉降速率均在 - 0.02mm/d 以内。
2.3.7 内支撑应力及围护桩应力监测数据分析
在监测期内，内支撑及围护桩应力最大变化为 0.58kN，应力累积值小于 70%承载能力设计值。
2.4 监测结论
本工程在基坑开挖施工期间和施工完成后均进行了监测，掌握了基坑在施工和施工完成后的变形状态。在基坑土方开挖期间，深层土体位移个别监测孔变化速率异常，监测人员将此情况在监测日报上预警，施工单位依据监测报告调整了施工方法与进度，从而保证了基坑工程施工安全。后经加密跟踪监测，到底板浇筑后各测孔的位移有所收敛。在监测期间所使用的检测仪器均在有效期内，监测工作按监测方案进行，从而保证了监测数据准确无误。监测数据精度满足设计和规范要求，后期各监测点变化速率逐渐减小趋于稳定。
结语
综上所述，对于高层建筑基坑工程变形监测，先要根据设计图纸的变形监测要求，依据变形监测相关规范确定监测项目及各项目的预警值，然后根据现场实际情况合理布设监测点，按上述各项目的监测方法采集监测数据，并将数据成果进行分析，用来指导施工。在监测项目超过预警值时及时报警，并加密跟踪监测，直至项目变形趋于收敛。地下室基坑工程变形监测实践证明，此监测方法行之有效，可在类似基坑工程变形监测项目中予以推广应用。
参考文献
[1] 杨晓平.工程监测技术与应用[M].北京：中国电力出版社.2007．
[2] 建筑基坑工程监测技术规范：GB50497- 2009[S].北京：中国计划出版社，2009.
[3] 张营. 深基坑监测方法与精度要求研究及其工程应用[D].济南：山东大学，2012：12- 18.
[4] 黄声享，尹晖，等.变形监测数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2014．
[5] 李保平，潘国兵.变形监测[M].成都：西南交通大学出版社，2012.
论文作者:廖开发
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/12
标签：基坑论文; 位移论文; 工程论文; 速率论文; 方法论文; 读数论文; 基准点论文; 《基层建设》2018年第12期论文;