白國榮

(新疆水利水電勘測設計研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

地下車庫基坑變形監(jiān)測初步分析

白國榮*

(新疆水利水電勘測設計研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

基坑變形監(jiān)測是基坑施工過程中必不可缺少的組成部分，是確?；邮┕ぐ踩头€(wěn)定，對基坑、緊鄰的建筑物有效的保護預防手段，結合工程實例，敘述了在城市區(qū)域基坑監(jiān)測的方案布置設計、觀測技術要求及實施效果，并對監(jiān)測成果繪制位移過程線圖，進行了初步的分析，總結了城區(qū)基坑觀測的經(jīng)驗。

基坑；監(jiān)測；變形；初步分析

1 工程概況

地下車庫基坑位于烏魯木齊市區(qū)內，作業(yè)場地狹小，建筑樓群較多，該場地屬于流侵蝕堆積高慢灘地貌，勘探深度 30 m內未見地下水，基坑開挖深度 7.0 m～7.7 m，采用分區(qū)域施工開挖，基坑設定安全等級為二級[1]，在2014年基坑開挖和基礎處理已完成一半，計劃完成于2015年8月完成另一半的基坑開挖和基礎處理，該一半?yún)^(qū)域南北長約 80 m左右，東西寬約 25 m左右，且基坑邊坡頂部都進行了噴漿保護，南側為已完工區(qū)域，基礎已搭建無需觀測，北側鄰近2#樓(混24層)約 10 m，西側緊鄰7層多層樓約 5 m，東側鄰近6層樓房約 9 m，如圖1所示；為了使基坑開挖順利進行，能有效監(jiān)測開挖基坑可能對原有建筑物造成影響和新建建筑物的安全，需要對基坑支護結構和周邊建筑物進行觀測，基坑監(jiān)測時間為5月底～8月初，觀測頻率為1次/天[1]。

2 方案的布置設計

2.1 監(jiān)測點的布設

結合規(guī)范和業(yè)主的意見，主要監(jiān)測對象為基坑東、西側的頂部水平和豎向位移以及基坑西側7層住宅樓的豎向位移?；禹敳窟叺谋O(jiān)測點間距 20 m左右[1]，西側布設4個平面監(jiān)測點Wi和3個豎向監(jiān)測點WSi，對車輛經(jīng)常通過的東側布設5個平面監(jiān)測點Ei和4個豎向監(jiān)測點ESi；監(jiān)測點布設示意圖見圖1所示，由于場地局限，采用傳統(tǒng)的常規(guī)方式施測，利用全站儀和幾何水準的方法施測[2，5]。

由于基坑觀測時間只有2個月左右，監(jiān)測點的安裝和埋設都采用簡易的標志，節(jié)約了很多成本?；?/p>

圖1 基坑監(jiān)測方案布設圖

圖2 標點埋設示意圖

坡頂監(jiān)測點標志埋設利用 0.8 m長螺紋鋼Φ20以45°斜插入基坑邊坡頂部噴漿體內，預留 0.1 m，在頂部焊接棱鏡裝置，并用膠水緊固，見圖2中a所示。根據(jù)業(yè)主要求和居民居住情況，基坑周圍的建筑物主要有1幢樓房需要監(jiān)測，即基坑西側的7層居民樓。進行豎向位移觀測，豎向位移布點方案沿建(構)筑物四角布設。根據(jù)現(xiàn)場情況建筑物監(jiān)測點共布設4個，標志埋設可采用 30 cm長的膨脹桿鑲嵌入墻內，外留 1 cm便于水準尺有承載的固定點，并保證上方 3 m無障礙遮擋標尺。

2.2 基準點的布設

基準點的埋設顧忌了諸多不利因素：場地狹小，附近居民的不配合，施工影響較大，項目費用低等，根據(jù)實地情況分別布設了3個水平位移和3個豎向位移觀測基準點[2]，水平位移基點利用三角鋼架標的形式安置有強制歸心的設施(可重復拆卸使用)，鋼架標底部使用膨脹螺絲固定在已建建筑物的頂部，平面基準點設計安裝示意圖見圖2，水平位移基點J1、J2布設在已建成的基礎頂部，J3位于2#集資樓前的混凝土地坪上，沒有按規(guī)范3～4倍的基坑深度執(zhí)行，但位置相對安全穩(wěn)定，便于觀測；豎向位移基點布設在1#集資樓附近埋設簡易標志，使用巖石標志埋設類型，標志鑲入到混凝土地坪中，距基坑較遠。2.3 方案設計

基坑設定安全等級為二級，水平和豎向位移觀測等級均為二等，觀測頻率為1次/天。水平位移基準網(wǎng)采用邊角網(wǎng)方法測量[2]，監(jiān)測點的水平位移因施工場地和環(huán)境條件限制采用極坐標法觀測[3]，水平角、邊長和天頂距的觀測按二等的技術要求執(zhí)行，為了方便位移變化量的比較，設定工程的平面坐標系統(tǒng)，J1～J2的連線為Y軸(東西向)，垂直Y軸的為X軸(南北向)，根據(jù)圖1示意，基坑坡頂?shù)乃轿灰屏考锤鼽c在Y分量上的變化，只要觀測計算監(jiān)測點的Y坐標即可；豎向位移的觀測采用傳統(tǒng)的二等幾何水準觀測方法，基準網(wǎng)和監(jiān)測網(wǎng)的水準路線皆為閉合水準路線，其往返測高差不符值限差和環(huán)閉合差都按二等水準的技術要求執(zhí)行。根據(jù)規(guī)范要求，監(jiān)測報警值[1]按表1中設定。

監(jiān)測報警值 表1

3 方案的實施

3.1 基準網(wǎng)初始值獲取及復核

水平位移基準網(wǎng)：水平位移基準網(wǎng)由3個點組成(J1、J2、J3)，依次在3個平面基準網(wǎng)點上架設SOKKIA NET05智能全站儀，按二等邊角測量方法進行觀測，獨立連續(xù)觀測兩次，取兩次計算成果的平均值作為基準點的初始值成果，作為基坑水平位移基準；工程進行到快結束時對對平面基準網(wǎng)進行全網(wǎng)的復核，以2倍點位中誤差( ±6 mm)為極限誤差衡量，各坐標分量差值(最大差值為 4 mm)都沒有超過限差，平面基準點較為穩(wěn)定，后續(xù)監(jiān)測點的觀測計算原使用初始值成果。

豎向的水準基準網(wǎng)由3個水準基準點組成(S1～S2～S3)，使用Trimble DiNi03電子水準儀按二等水準測量方法進行觀測，獨立連續(xù)觀測兩次，取兩次計算成果的平均值作為基準點的初始值成果，按測站平差；豎向位移基準點復核進行了S1-S3、S1-S2測段檢測，檢測結果(最大為 0.27 mm)都優(yōu)于規(guī)范要求(±0.8 mm)。豎向基準點直至觀測結束一直使用初始值作為已知數(shù)據(jù)。3.2 監(jiān)測點的觀測

基坑頂部監(jiān)測點水平位移使用智能全站儀在基準點上架設儀器，采用單測站極坐標法觀測，極坐標法：根據(jù)在基準站上觀測的方位角和邊長計算待定點坐標；通過索佳SOKKIA NET05全站儀觀測待測點的水平角、邊長距離、天頂距獲得原始數(shù)據(jù)，6個測回觀測，限差要求按規(guī)范要求嚴格設置；邊長通過氣象改正、加乘常數(shù)改正、傾斜改正后化算到水平面上，通過基準點計算得到各待測點的坐標，基坑東側和西側的點變化主要反應在Y方向上的變化，比較只需比較Y坐標分量即可。在實際觀測中，監(jiān)測點的棱鏡安裝也是隨著工程的開展逐個安裝，位移量的變化可能有不連續(xù)情況；受施工影響基準點的儀器安置也進行了更換，5月26日～6月27日架設J1基準點觀測，6月28日～結束架設J3基準點觀測，相應的棱鏡方向也進行了調整。

二等豎向位移觀測分為2個閉合環(huán)，基坑東側的變形點為一個環(huán)，基坑西側的點與建筑物沉降點是一個閉合環(huán)，起算與S1基準點，每個閉合環(huán)都進行往返觀測，且點與點之間都是偶數(shù)站，采用二等水準的觀測技術要求執(zhí)行，測區(qū)較小只加入了水準標尺長度誤差改正和閉合差改正。

監(jiān)測工作自2015年5月20進點日起～2015年8月7日結束，歷時80天，7月25日正式觀測，共觀測73次。

4 基坑支護坡頂和鄰近建筑物的變形分析

對基坑監(jiān)測的水平位移和豎向位移量的符號給予劃分：水平位移量向基坑內為“正”，反之則“負”；豎向位移量沉降為“正”，上升為“負”[1]。本章節(jié)對基坑東側、西側及西側建(構)筑物的各監(jiān)測點的水平位移和豎向位移分別給以分析，繪制位移過程線圖[4]，如圖3所示。

6月28日后由于基準點更換位置，W3、W5棱鏡調制方向影響導致變化量偏大，但后期變化值穩(wěn)定，7月23日施工單位對W5拆卸棱鏡又導致累計變化量增大至 15.4 mm，隨后變化值沒有發(fā)生很大變化，其他點變化量均比較穩(wěn)定，變化基本都在 ±4 mm范圍內，如圖4所示。

圖3 基坑西側監(jiān)測點水平位移過程線圖

圖4 基坑東側監(jiān)測點水平位移過程線圖

6月28日由于基準點更換位置，E3棱鏡調制方向導致有 5 mm左右的變化量，但隨后變化穩(wěn)定；E5、E7、E9是隨著工期的進行在7月1日新增加的監(jiān)測點，E5由于施工的原因導致需經(jīng)常拆卸棱鏡，從而導致其有輕微的波動，其最大的累計變化量最大為 9.5 mm。8月1日因施工單位夜間施工，由施工單位人員拆卸棱鏡造成E5、E7、E9三個點，位移量整體上升，隨后監(jiān)測點變化量均保持平穩(wěn)，變化量不大。

圖5、圖6顯示基坑坡頂和建筑物監(jiān)測點的豎向位移很小，均在 1 mm左右變化，基本無豎向位移。

圖5 基坑東、西側監(jiān)測點豎向位移過程線圖

圖6 建筑物監(jiān)測點豎向位移過程線圖

5 總 結

通過本次基坑監(jiān)測，各水平和豎向位移監(jiān)測點變化均沒有達到報警值，說明基坑和鄰近建筑物是安全穩(wěn)定的，也驗證了基坑的支護設計是成功的，同時也反映了基坑觀測方法的合理性。為了今后能更好地組織和實施基坑的變形監(jiān)測工作，歸納如下：

(1)監(jiān)測方法的選擇一定要根據(jù)施工場地的實際情況、后續(xù)施工的影響、確保測量精度能滿足變形監(jiān)測的要求，選擇高效實用的快捷方法，本項目采用極坐標法，利用測量機器人觀測，發(fā)揮了傳統(tǒng)測量手段的優(yōu)勢。

(2)本次基坑施工時間不是很長，基準點和監(jiān)測點安裝都使用簡易的裝置，一定要確保其穩(wěn)定性和實用性，本次監(jiān)測點的安裝就沒有考慮儀器架設基準點更換的問題，棱鏡焊接安裝工藝較差，棱鏡方向的調整差異造成數(shù)據(jù)的偏離。

(3)數(shù)據(jù)處理的及時性和時效性[6]，為了將本項目數(shù)據(jù)資料能快速及時地反映給管理方，在作業(yè)前針對此工程進行了計算程序的編制、報表設計和過程線圖的繪制，實現(xiàn)成果處理的辦自動化，基本上觀測完2個小時內就能完成數(shù)據(jù)的處理和當日的報表。

(4)豎向位移觀測方法改進建議，本次基準點距監(jiān)測點都比較近，而且只是對相對量進行比較，可以采取固定1根尺子觀測，采用單站法多測回直接測點得到高差，可提高觀測效率和精度。

基坑工程監(jiān)測是確?；邮┕ぐ踩头€(wěn)定，對基坑、緊鄰建筑物的有效保護，是施工過程中必不可缺少的組成部分，應重視基坑的變形監(jiān)測，加大其資金的投入，避免因監(jiān)測工作不到位而造成基坑支護失敗的損失。

[1] GB50497-2009. 建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范[S].

[2] 伊曉東 李保平. 變形監(jiān)測技術及應用[M]. 河南：黃河水利出版社，2006.

[3] 白迪謀. 工程建筑物變形觀測和變形分析[M]. 成都：西南交通大學出版，2002.

[4] 劉祖強，張正祿，鄒啟新. 工程變形監(jiān)測分析預報的理論與實踐[M]. 北京：中國水利水電出版社，2008.

[5] 黃鶴，肖敬東，金科等. 基坑監(jiān)測技術在某建筑工程項目中的應用[J]. 黑龍江水利科技，2010(5)：156～158.

[6] 吳振君，王浩，王水林等. 分布式基坑監(jiān)測信息管理與預警系統(tǒng)的研制[J]. 巖土力學，2008(9)：2503～2507.

A Preliminary Analysis on Monitoring Deformation of Underground Garage Foundation Pit

Bai Guorong

(Surveying Department of XinJiang Hydroelectricity Institute of Surveying and Design，Xinjiang Changji 831100，China)

Deformation monitoring is essential part of the less in the process of foundation pit construction，At the same time，It is to ensure that the foundation pit construction safety and stability，to protect the effective prevention methods of foundation pit and adjacent buildings. Combined with practical project，It Describes the foundation pit monitoring scheme of layout design、technical requirements and implementation effect in city，And then，drawes displacement process line diagram、makes a preliminary analysis of monitoring results，sums up the experience in the monitoring foundation pit in city.

foundation pit；monitoring；deformation；analysis；research

1672-8262(2016)06-135-04

P258

B

2016—08—01

白國榮(1974—)，男，碩士，高級工程師，主要從事水利水電測繪工作。