楊曉松，張雙成

(1.貴州省黔南州水利水電勘測設計研究院，貴州都勻558000;2.長安大學地質工程與測繪學院，陜西西安710054)

1 深基坑施工監(jiān)測目的

在深基坑施工過程中，制定科學合理的監(jiān)測方案，對基坑支護結構和基坑周圍土體等進行全面及時的監(jiān)測，才能對基坑工程的安全性和對周圍環(huán)境的影響程度有全面的了解，進而確保深基坑安全施工。深基坑施工安全監(jiān)測目的如下［1］:較客觀地反映深基坑深層土體及基坑開挖過程中，相鄰建筑物、道路等設施當前所處的狀態(tài);較客觀地反映監(jiān)測對象的穩(wěn)定性;及時發(fā)現(xiàn)問題，預測險情，及時采取措施，消除不穩(wěn)定因素;修正設計方案，通過最經(jīng)濟的手段最大限度地發(fā)揮支護能力。本文以某特大深基坑為例，對深基坑位移安全監(jiān)測進行全面的論述。

2 工程概況及基坑位移監(jiān)測網(wǎng)布設

本文依托工程為一目前正在開挖的特大深基坑，該基坑東西長約1 000 m，南北寬約100 m，為一近似矩形基坑。基坑開挖深度約40 m，采用連續(xù)墻加錨索作為圍護結構，屬一級基坑。

依據(jù)本工程總體設計方案，目前在遠離基坑四周共布設了7個水平位移基準點和4個高程基準點(見圖1、圖2)。水平位移基準點的埋設采用強制對中觀測墩作為長期觀測標記;垂直位移基準點的埋設采用混凝土水準標石，在標石中安裝金屬制作的高等級水準原點標志。

圖1 基坑水平位移監(jiān)測基準點分布圖

圖2 基坑垂直位移監(jiān)測基準點分布圖

為了便于基坑水平位移監(jiān)測點的觀測和減弱觀測誤差，在基坑沿岸布設了6個工作點(見圖3)。水平位移工作點的埋設同樣采用強制對中觀測墩作為長期觀測標記。

依據(jù)基坑變形監(jiān)測的設計要求，需要在基坑斜壁及岸上周邊土體等位置布設水平位移監(jiān)測點和垂直位移監(jiān)測點。

1)對水平位移監(jiān)測，目前沿基坑五個剖面上共布設了36個水平位移監(jiān)測點(見圖4)，五個剖面均沿南北走向布設在基坑斜壁上。

2)對垂直位移監(jiān)測，目前沿基坑五個剖面共布設33個垂直位移監(jiān)測點(見圖5)。五個剖面中A剖面沿東西走向，B、C、D和E剖面沿南北走向。

圖3 基坑水平位移監(jiān)測工作點分布圖

圖4 基坑水平位移監(jiān)測點分布圖

圖5 基坑垂直位移監(jiān)測點分布圖

3 基坑位移監(jiān)測網(wǎng)的施測［2－3］及成果分析

為了高效、及時、準確地獲取基坑形變信息，且考慮到監(jiān)測區(qū)域由于基坑設備、周邊建筑、實地地形等因素會導致基坑開挖期間站點間通視困難，基坑監(jiān)測網(wǎng)的施測主要采用GPS定位技術，高精度全站儀測角測距、精密水準測量和精密三角高程四種測量手段，綜合獲取基坑開挖的水平和垂直位移場。

基坑工程在施工前完成了監(jiān)測網(wǎng)的布設，于2014年1月5日進行了首次監(jiān)測，截至2014年5月共取得了16期監(jiān)測資料。下面僅給出C、D剖面水平位移在基坑北部和南部的時間序列(見圖6、圖7)和垂直位移B剖面的時間序列(見圖8、圖9)。

圖6 C、D剖面北部水平位移位移量時間序列圖(第9～16期)

圖7 C、D剖面南部水平位移位移量時間序列圖(第9～16期)

水平位移監(jiān)測點監(jiān)測周期每周一次，圖6和圖7給出了基坑C、D剖面上8個水平位移監(jiān)測點從第9期至第16期的位移量時間序列(2014年3月1日至2014年5月1日)，由于第8期基準點受到破壞，起算以第九期為基準。將各剖面分成南北兩部分，主要考慮到南北兩部分基坑斜壁可以作為兩個相互獨立的監(jiān)測體，且將C、D剖面放在一起分析，主要因為這兩個剖面在南、北方向上基本屬于一個整體。

從圖6～7中可初步得到監(jiān)測結果為:(1)由于C、D剖面位于基坑南北壁中間基本屬于一個整體，且從監(jiān)測結果也可看出南北壁上各區(qū)域剖面點具有相同的變化趨勢;(2)靠近基坑底部的水平位移監(jiān)測點(PMD4、PMC5、PMD5)受基坑底部施工的影響，相對遠離基坑底部的水平位移變形點具有較大變形，主要原因是受施工影響所致;(3)C、D剖面上北岸的點基本向西南發(fā)生移動，南岸上的點也向西南發(fā)生移動，也即整個基坑斜壁上的水平位移監(jiān)測點基本上向基坑西南方向有5 mm左右微量移動;但在發(fā)生微小移動后基本穩(wěn)定不動，在周圍來回擺動，說明目前監(jiān)測點是穩(wěn)定的。

各剖面點的變形結果顯示全部監(jiān)測點主要向西南方向發(fā)生微小移動，究其原因主要由于新建基準點未完全凝固所致。因為目前基坑已經(jīng)開挖，從實際現(xiàn)場情況來看基坑南北兩壁不動或者向基坑中間緩慢靠攏，不可能同時向西南方向發(fā)生微小偏移，因此基坑整體不可能發(fā)生變形。監(jiān)測點變形均以基坑西南角的基準點GPS4(變電站)為起算點，而且基準點剛建完畢未等完全凝固就開始監(jiān)測工作，因此可以推斷基坑斜壁上的水平位移點主要受基準點凝固而引起變形。

垂直位移監(jiān)測點監(jiān)測周期每周一次，以第一期監(jiān)測結果為起算基準，圖8給出了垂直位移B剖面上各垂直位移監(jiān)測點在各期(1～16期)的沉降變化情況，圖中各點間直線連接表示該點被破壞或被遮擋無法監(jiān)測。由圖8可以看出:B剖面上的垂直位移監(jiān)測點基本在3mm以內(nèi)進行微小上下浮動，且監(jiān)測點整體趨勢向下沉陷。受施工現(xiàn)場影響，各剖面外圍的垂直位移監(jiān)測點目前均被破壞或遮擋，因此上述各圖中顯示多個點后續(xù)無沉降變化數(shù)據(jù)。

為了進一步分析各垂直位移監(jiān)測點整體的累積沉降變化情況，圖9給出了最近一期即第16期所有垂直位移監(jiān)測點的累積沉降量。由圖9可知:除去被破壞的沉降監(jiān)測點，基坑各條剖面上垂直位移監(jiān)測點累積變化量均小于4 mm，且絕大部分點向下沉。

從上述局部和整體沉降監(jiān)測結果可知，所有監(jiān)測點變形主要受觀測誤差所致，可能包含有基坑極其微小沉陷，因此可以認為目前基坑開挖是穩(wěn)定的。

圖8 B剖面垂直位移監(jiān)測點沉降量變化圖(1～16期)

圖9 垂直位移各監(jiān)測點累積沉降量(第16期)

4 結束語

由基坑水平位移和垂直位移的監(jiān)測結果可知:本文依托工程中布設的基坑位移監(jiān)測網(wǎng)是有效可靠的。從深基坑工程的特點可以了解到，監(jiān)測技術是保證施工安全非常重要的手段。但本文監(jiān)測方案只能做到定點、定時對深基坑工程進行監(jiān)測，而不能滿足其動態(tài)、連續(xù)監(jiān)測過程，這將成為今后深基坑監(jiān)測技術的主要研究方向。

［1］ 伊曉東，李保平.變形監(jiān)測技術及應用［M］.鄭州:黃河水利出版社，2007.

［2］ 李征航，張小紅.衛(wèi)星導航定位新技術及高精度數(shù)據(jù)處理方法［M］.武漢:武漢大學出版社，2009.

［3］ 潘正風，王騰軍.數(shù)字測圖原理與方法［M］.2版.武漢:武漢大學出版社，2009.

［4］ 劉沛.自動化全站儀在高層建筑基坑變形監(jiān)測中的應用［J］.測繪與空間地理信息，2011，34(3):239－241.

［5］ 周西振，趙仲榮.坐標法監(jiān)測基坑水平位移的精度分析及數(shù)據(jù)處理［J］.地礦測繪，2005，21(1):10－12.