基坑工程水平位移監(jiān)測技術研究

【摘要】近些年來，高層建筑和其他地下工程越來越多。這些工程中都需要開挖基坑，由于基坑的開挖會對周圍建筑物的穩(wěn)定造成一定的影響，同時由于周圍建筑物的擠壓，可能會造成基坑塌方等險情，因此在基坑開挖過程中不單要進行豎向位移的監(jiān)測，還需要對基坑進行水平位移監(jiān)測。豎向位移監(jiān)測通常用電子水準儀進行測量，與豎向位移監(jiān)測相比，水平位移的難度大、方法多，因此本文以營口市臺灣名品城基坑工程為例，著重介紹了在實際工程中，基坑工程水平位移的監(jiān)測。

【關鍵詞】變形監(jiān)測；基坑工程；水平位移監(jiān)測

1、基坑工程概述

基坑工程是一項綜合性很強的系統(tǒng)建設工程，為了保證確?；釉谑┕さ倪^程中，主體地下結構的安全以及周圍環(huán)境建筑物不受到損害而采取的支護結構、降水、土方開挖與回填，基坑工程的主要內容包括勘察、設計、施工、監(jiān)測和檢測等。

目前絕大部分基坑工程主要集中在城市之中，在基坑的周圍有許多的樓群和地下建筑，地上的建筑物由于本身重力相當于龐大的集中荷載，將會加劇基坑內外土體的變形，然而土體的過大變形又將會促使地上和地下建筑物產(chǎn)生較大的位移甚至遭到破壞，如地上建筑物的傾斜、裂縫和地下管線的破裂等。因而，在基坑尤其是深基坑的開挖和支護過程中，一般要對基坑支護結構的應力變化和土體的變形實施監(jiān)測[1]。

2、基坑工程監(jiān)測的目的

大型建筑物有著十分重要的經(jīng)濟意義，建筑物施工的安全問題也受到了普遍的關注。各地政府部門對基坑監(jiān)測工作十分重視。因此，絕大部分基坑工程在施工過程中都對基坑實施了監(jiān)測工作。基坑工程變形監(jiān)測的目的主要有以下幾方面；

1）分析和評價建筑物的安全狀態(tài)

2）驗證設計參數(shù)

3）反饋設計施工質量

4）研究正常的變形規(guī)律

3、基坑工程監(jiān)測的特點

基坑工程變形監(jiān)測與常見的外業(yè)測量工作相比較，既有相同之處，又有各自的差異和特點。總的來說基坑工程的變形監(jiān)測具有以下特點[2]；

1）基坑監(jiān)測有顯著的時效性。能夠及時捕捉到監(jiān)測項目的隨時間發(fā)展的變化過程，對設計和施工進行動態(tài)控制提供依據(jù)；

2）基坑工程監(jiān)測具備高精度特點。普通的測量方法和儀器不能夠滿足需要，這也對測量所選用的儀器和作業(yè)方法提出了更高的要求；

3）基坑監(jiān)測具備等精度性。通常情況下，需要使用同一個儀器，在相同位置上由同一個觀測者按同一方案施測。

4、基坑變形監(jiān)測的相關工作

1.基準網(wǎng)的建立

在建立基準網(wǎng)之前，首先要調查研究，弄清楚監(jiān)測的目的，精度以及監(jiān)測的具體內容。其次，要了解工程地質和水文地質勘探資料。最后，收集有關設計圖紙及施工計劃等。隨后，根據(jù)工程的需要、場地的情況進行選點。

基坑工程變形監(jiān)測的基準網(wǎng)通常是由基準點和工基點組成的用于監(jiān)測工作基點的控制網(wǎng)。每隔一段時間要測量工作基點相較于基準點之間的相對變形量，即工作基點觀測，以確保對監(jiān)測點進行觀測所得到的結果的準確性。以由于工作基點相對穩(wěn)定，因此對基準網(wǎng)的復測時間通常會間隔較大?；鶞庶c和工作基點的位置選取應遵循以下原則[4]：

1）基準點宜選在地基穩(wěn)定、便于監(jiān)測和不受影響的地點。一個測區(qū)的基準點不應少于3個。

2）當基準點遠離變形體或不便對變形體直接觀測變形監(jiān)測點時，應布設工作基點，其點位應穩(wěn)定，便于監(jiān)測。

3）基準點及工作基點采用具有強制歸心裝置的觀測墩。

2.監(jiān)測網(wǎng)的建立

監(jiān)測網(wǎng)是由工作基點和監(jiān)測點組成的。在實際的作業(yè)過程中，從工作基點出發(fā)測量監(jiān)測點的相對變形量。在數(shù)據(jù)處理中，利用基準點、工作基點和監(jiān)測點三者之間的位置關系，可計算出監(jiān)測點相對于基準點的變化量，通過所求得的變形量來判斷基坑的穩(wěn)定性。監(jiān)測點的選取遵循以下原則；

1）監(jiān)測點的選取時必須包含變形體的關鍵部位和最具有代表性的部位，應最能反映其變形情況。

2）監(jiān)測點應有足夠的數(shù)量。

3）監(jiān)測點與變形體之間的相對位置應確保牢固，便于觀察觀測，并盡量保證在整個變形觀測期間不受損壞。

3.監(jiān)測點的水平位移觀測方法

常見的水平位移監(jiān)測的方法有很多，包括視準線法、小角法測量、極坐標法、前方交會法、GPS測量法、精密導線測量法、激光準直法等，在基坑工程中，水平位移監(jiān)測方法的選擇要根據(jù)基坑等級，設計要求，精度要求，場地條件、地區(qū)經(jīng)驗、方法適用性等多方因素進行綜合考慮。

5、臺灣名品城基坑工程水平位移監(jiān)測

1.工程概況

臺灣名品城工程場地位于營口市渤海大街南側，學府路以西；南側為居民住宅樓，基坑距最近6層住宅約20m，場地較為寬闊；基坑總結構呈長方形，占地面積大約5000 ，東西寬50m，南北長100m；基坑有關土層情況如下：雜填土、粉質粘土、粉質粘土與粉砂互層；基坑主要采取鋼板樁錨拉支護形式，鍋爐房側采用鋼板樁+預應力錨索聯(lián)合支護體系，有6層建筑物采用鋼板樁+鋼支撐聯(lián)合支護體系。

2.主要監(jiān)測項目

根據(jù)國家行業(yè)標準<建筑基坑支護技術規(guī)程> JGJ120-2012規(guī)定的基坑安全等級以及以此等級確定的監(jiān)測內容，確定本基坑主要的檢測內容有；

1）支護結構水平位移

2）相鄰建筑物的沉降監(jiān)測

3）基坑周圍地表沉降

4）周圍地下管線變形

3.基準網(wǎng)的觀測方案

由于本項目工程位于繁華的市中心，周圍高樓聳立，不利于GPS信號的接收，且在基坑的附近還有大功率信號發(fā)射器，也會對GPS的信號造成影響。所以本項目的基準網(wǎng)采用導線測量，在進行閉合導線測量時，選用2秒級的拓普康GTS-330N全站儀進行觀測。

4.監(jiān)測點的布設

本文主要研究的是基坑支護結構的水平位移，因此監(jiān)測點都布設在冠梁上，監(jiān)測點共有26個，編號w1～w26。在冠梁的端點和轉彎處均布設了監(jiān)測點。其余監(jiān)測點大致在15m～20m間隔均勻布設。

5.監(jiān)測點的觀測方案

結合本工程現(xiàn)場實際情況以及經(jīng)濟指標，綜合各因素后采用極坐標法對水平位移監(jiān)測點進行觀測。

6.基坑監(jiān)測結果分析，提交監(jiān)測成果

結語：

隨著科學技術的發(fā)展，變形監(jiān)測的技術有了很快的發(fā)展。這些技術為變形監(jiān)測注入了新的活力，讓變形監(jiān)測變得更加簡單、準確。選擇合適的變形監(jiān)測方案，可以最大程度上節(jié)省人力物力。本文針對臺灣名品城基坑工程的具體情況，選擇極坐標法，用全站儀對變形體進行監(jiān)測，兼顧精度和費用，是相對較好的監(jiān)測方法。

參考文獻：

[1]宋建學，張杰曉.深基坑施工中的工程測量[J].施工技術.2002，9（4）：43-45.

[2]劉俊巖.建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范實施手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010：196.

[3]吳超超，王寶山，盧世民.變形監(jiān)測平面控制網(wǎng)的建立與精度分析[J].地理空間信息，2009，（04）：228.