变形监测 在深基坑支护中的应用 ■袁泽喜 基坑开挖除必须确保相邻建筑物的安全外，还必须保 证城市干道的安全运行。这样在深基坑开挖和施工过程中对 支护结构体系和邻近建筑物的安全性、稳定性和监测十分重 要。在对监测数据的分析过程中，把周边建筑物沉降量和支 护结构的位移量结合起来，可以得出主动区土体变形情况， 并及时对基坑施工提供建议及理论依据。在深基坑开挖过程 中通过对基坑坡顶变形观测点及周边建筑物变形观测点的观 测，及时掌握基坑的变形情况及由于基坑开挖对周边建筑物 造成的影响，指导基坑的开挖及支护工作，保证基坑施工的 安全。 为３．６～３．８ｍ，地下水类型为潜水，其补给来源主要为大气 降水，水位年变幅１ ｍ左右。 （三）周边人际关系 周边人际关系复杂，涉及单位众多，协调困难。 二、变形监测的目的、内容和范围 （一）目的 布设变形监测网，建立动态的变形信息网，验证支护设 计，控制基坑开挖过程中边坡稳定性及预警出现基坑坍塌、 倾覆的可能性，指导基坑开挖和支护结构的施工，控制基坑 开挖速度，监测基坑整体稳定性和周边临近建（构）筑物稳 定性。 （二）内容和范围 变形监测的任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形 体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。在精密 工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑 物、边坡、隧道和地铁等。变形监测的首要目的是要掌握水 工建筑物的实际性状，科学、准确、及时地分析和预报水利 １．周边临近建（构）筑物的沉降观测： ２．坑坡顶变形观测。 工程建筑物的变形状况，对水利工程建筑物的施工和运营管 理极为重要。 一三、观测点的布设依据及布置图 沉降观测点布设位置应符合下列要求：布置在变形明 显而又有代表性的部位 稳固可靠、便于保存、不影响施工 及建筑物的使用和美观：避开暖气管、落水管、窗台、配电 、工程概况 拟建一栋３Ｏ层写字楼，２层地下室、车库。该基坑形状 不规则，南北长约７３ｍ，东西宽约６０ｍ，基坑开挖深度距自 盘及临时构筑物；承重墙可沿墙的长度每隔８ｍ～１ ２ｍ左右 设置一个观测点，在转角处、纵横墙连接处、沉降缝两侧也 应设置观测点；埋点方法为了便于观测及长期保存，观测点 采用暗藏式。埋设时用 ３２的电锤在设计位置打孔，将直 然地面８ｍ～１０．８ｍ。根据基坑周边情况，东南角及北部采用 钻孔灌注桩加锚杆复合结构支护，其它部位采用锚杆加土钉 复合结构支护，止水帷幕采用深层搅拌桩加高压旋喷桩复合 止水帷幕。 （一）周边环境条件 北侧有三幢建筑物临近基坑，其中西北侧一幢１ Ｏ层大 径２８ｍｍ、长度１ ２ｃｍ的预埋件放入孔内，周围用环氧树脂 填充使牢固。观测时将活动标志旋紧，测毕取出，盖好保护 盖。这样既不影响建筑物的外观又起到保护标志的作用。沉 降观测点的布置：沉降观测点设置位置、数量（由有关单位 共同商讨确定）。观测要求观测仪器采用徕卡ＤＮＡ０３数字式 水准仪及与其配套铟瓦条码尺。 厦最近处距基坑约８．７ｍ，北部车库直接临近基坑边线，另 外东北侧５层住宅楼距基坑４．９ｍ。西侧一幢５层住宅楼距基 坑９．９ｍ。南侧有三幢楼房距基坑４．３ｍ。东南角有一幢７层 住宅楼（５＃）距基坑６．２ｍ，其中变压器、低压室直接临近 基坑。东侧南角６层住宅楼距基坑４．９７ｍ，中部６层距基坑 ６．２ｍ，东侧北角６层距基坑４．４８ｍ。 （二）基坑地质条件 该仪器相对于光学精密水；隹仪，具有以下几个特点：① 精度高，每公里往返测高差中误差为４－０．３ｍｍ ②自动化程 度高，采用ＣＣＤ测量传感器自动测量条码尺，自动显示与记 录标尺读数和视距，对观测数据进行自动平差并能够与计算 机进行数据通讯。它取代了观测人员肉眼观测、人工记录、 拟建场地属黄河冲积平原，上部为黄河冲积形成的新近 沉积黄褐色粉土、灰色粉土及粉细砂。下部为黄河冲积形成 的棕黄色、黄褐色粉质粘土、粉土及粉细砂。地下水位埋深 计算，消除了读数误差，提高了作业速度和精度。 （一）布设依据 三 《岩土工程设计图纸》、现场勘察、复杂的周边环境、 《工程测量规范》、《建筑变形测量规程》。 （二）布设示意图 了对基坑支护无影响的判断； ２．西侧土钉墙一２．０ｍ平台出现１ ｍｍ的裂缝，作出了尽快 平整场地，使土钉墙不能长期浸泡在水中的分析判断； １基坑坡项变形观测点数为３Ｏ个（编号：ＰＤ１～ＰＤ２５： Ｃ１～Ｃ５）： ３．通过对５舟楼四周的沉降观测和基坑位移沉降观测，收 集了大量的数据，５＃楼发生了９．１ ｍｍ的最大沉降量，根据分 ２周边房屋沉降观测点为２９个（编号：ＣＪ１～ＣＪ２９）。 析认为：①基坑未发生移动；②５＃楼基础不好；③连日降水 四、施测方法 （一）仪器选择 南方公司ＴＤＪ２Ｅ全站仪：测距精度为２＋２ＰＰＭ： 苏光ＤＳＺ２精密水；隹仪加测微器ＦＳ１（附２ｍ铟钢尺）： 标称精度０．５ｍｍ／ｋｍ。 （二）测量方法 １．基坑变形观测点采用极坐标全圆法：水准采用往返观 测闭合导线型式。 ２．周边建（构）筑物的基准点采用测回法三测回施测： 变形观测点高程采用往返观测。 （三）精度要求 １．对于基坑变形观测和周边建（构）物观测，通常要求 观测工作能反映出２ｍｍ的变形量，因此观测点高程的精度 应在１ ｍｍ以内，符合三等精度要求。 ２定期进行水准点校核。测点检查和仪器的校验，确保 测量数据的准确性和连续性。 ３．由于坡顶无法架设脚架，故变形观测点布置在一２ Ｏｍ 的平台上。依据《设计计算书》计算得出一２．０ｍ平台的最大 位移允许值如下表： Ａ～Ｄ Ｅ～Ｆ Ｇ Ａ Ｄ～Ｅ Ｆ Ｇ 周围建筑物 ２Ｏｍｍ ２２．９６ｍｍ ２Ｏ．５２ｍｍ ３０ｍｍ （四）施测方案与实施过程 １．固定测量人员、观测方式和观测线路、观测时段每天 相对应。 ２基坑开挖前对基准点控制网已进行了观测；基坑第二 次开挖前，先对基坑坡顶各观测点进行３次的变形观测，对 周过建（构）筑物进行３次的沉降观测，取三次平均值为初 始数据。在开挖过程中，加大变形观测的频率，每天观测不 低于２次，或每开挖２．Ｏｍ须观测１次，待基坑支护完成趋于 稳定后降低观测频率，每天观测不低于１次。基坑回填后， 一般可停止观测。 （五）数据处理与分析 数据处理后，当累计位移量超出最大允许值或变形突变 时，及时将信息反馈给项目部和监理单位。 通过对变形观测数据的收集和对基坑周边建（构）筑物 的日常巡视，对所提取的资料信息进行了变形分析，针对现 场具体情况作出了分析判断，对基坑支护的工作提出现场指 导的建议： １．基坑东侧边坡出现了１ ｍｍ的裂缝，根据裂缝走向作出 量过大。 建议项目部支护及时注浆，加密５＃楼附近基坑的支护， 尽可能地实行降水计划，使地下水达到平衡，减少沉降量。 （六）变形观测结论 由于基坑首次设计为深基坑，项目部针对深基坑变形和 周边建（构）筑物相当复杂的情况，成立了变形观测小组， 对基坑和周边建（构）筑物安排变形观测。项目部进场后， 变形观测组就对周边建（构）筑物和基坑进行了详细踏勘， 制定了变形观测方案。基坑开挖后，对开挖后的基坑、基坑 边坡和周边建（构）筑物布设了位移和沉降观测的基准点和 观测点，并依据变形观测的要求，对基坑位移和沉降，基坑 边坡位移和周边建（构）筑物完成了数据的采集。 在基坑开挖后，由于连降暴雨，省京戏院５｝｝楼出现了原 有裂缝加大的现象，变形观测组立即组织进行了连续观测。 并对基坑进行了多次的基坑位移和沉降观测，分析裂缝加大 的原因，根据变形成果分析的信息，５＃楼出现了累计最大沉 降量９．１ ｍｍ，作出了基坑未发生移动，５＃楼基础不好，连 日降水量过大的分析判断。通过变形监测指导施工后，项目 部针对分析结果，及时采取了措施，有效地扼制了５＃楼的沉 降。周边建（构）筑物和基坑未发生变形。 基坑的变形观测分析，对基坑支护施工指导起着重要的 指导作用，通过对基坑的变形观测分析，地完成了项目 部交给的变形观测任务。 五、结语 深大基坑在施工过程中往往含有许多不确定因素，尤其 是在城市内施工的深大基坑，对周围环境、附近建筑物、地 下设施变形要求严格，因此必须对深基坑进行变形监测，以 保证深基坑施工的安全和质量，基坑监测是深基坑变形监测 的主要手段，主要通过对围护结构及周边环境的监测，为工 程建设风险管理提供支持，通过监测工作、安全巡视和监测 管理服务工作，较全面地掌握各工点的施工安全控制程度， 为风险管理提供基础数据，对施工过程实施全面监控和有效 控制管理；提供精确的监测数据和相关分析资料，为处理风 险事物和工程安全事故防范提供重要参考依据；积累资料和 经验，为今后的同类工程设计提供类比依据。 （作者单位：河南省有色工程勘察有限公司）
