广西壮族自治区地理信息测绘院 广西柳州 545006
摘要：深基坑的开挖和施工时建筑基础施工的重要保障，深基坑由于开挖较深，涉及的地面和地下因素众多，为保证周边环境和基坑支护结构的安全，必须对其进行变形监测，以及时搜集基坑在施工过程的变形信息，确保工程的安全施工。通过对某深基坑的监测和变形分析研究，找出深基坑在施工过程中的变形规律，为深基坑施工提供帮助。
关键词：变形监测；沉降量；支护结构；基准点；位移
一、前言
深基坑作为建筑基础重要组成部分，其安全开挖和施工是整个建筑过程的关键，深基坑的施工方法有很多，基坑监测的内容和安全允许值随着工程设计和基坑安全等级也有所不同，虽然基坑支护结构设计已根据工程地质勘察资料和使用要求进行了设计验证，但是由于影响施工的因素众多，基坑工程的实际状态与设计预估往往存在很大的不同，设计预估仅是通过基础资料得出的一部分基坑工程工作状态，并不能真实反映全部，所以通过变形监测跟随基坑的施工状态并有根据、有计划地指导现场施工是相当必要的。
二、基坑监测的内容和方法
基坑工程监测的主要监测对象是基坑支护结构和其周边环境，包括基坑开挖边缘的土体，支护机构，基坑周边的道路、管线、建筑物及地下水等受开挖影响的各项目。根据监测数据捕捉基坑的变化情况，因而形成相应的对策。深基坑监测工作是一项困难工程，它不仅对监测的设备有极高的要求，对监测人员、观测手段都有特定的规定。
基坑监测的内容在实际工程中跟基坑工程设计、施工方案相匹配，对关键部位实施必要的监测，比较主要的项目包括基坑支护结构或围护顶部的水平和竖向位移、地下水位、周边建筑的竖向位移及周边建筑、地表的裂缝，周边管线的变形等。
基坑监测的方法主要根据基坑类别、支护结构设计、场地条件及合理适用性来综合选择，水平位移主要有视准线法、小角度法、交会法、极坐标法、GPS测量法、边角测量法等；竖向位移主要有几何水准法和液体静力水准法；倾斜测量主要通过测斜仪测量的方法；水位测量主要有孔内水位计测量法。
三、柳州市某深基坑监测与分析
3.1 工程概况
该场地拟建建筑物有写字楼及高层住宅楼、商铺等业态，其中写字楼2栋、高层住宅楼10栋，主楼周边均设有高2～3层的裙楼。写字楼设2层连体地下室，高层住宅楼设1层连体地下室。
地貌单元属岩溶平原。原始地形较为平坦开阔，局部地面稍有起伏，场地内地基土（岩）主要由人工填土和第四系残积成因的红黏土组成。
根据地下水赋存条件及水动力特征，该场地内地下水类型主要为上层滞水。主要赋存于杂填土及黏土层中，以大气降水及周边生活废水入渗补给为主。由于黏土层中土裂隙发育，周边为密集的居民生活区，，在大气降雨及生活废水大量入渗地下补给上层滞水。上层滞水对基坑的开挖、天然地基浅基础的施工以及深基坑边坡的稳定性影响较大，应加以重视，作好排水、降水的工程措施。
3.2 基坑监测的项目及方法
本文采用标称精度为0.5"的全站仪和标称为每公里0.3mm中误差的精密水准仪对该基坑的支护结构的水平位移、竖向位移和周边地表沉降进行监测，并对监测数据进行分析研究。
按规范要求，布设三个基准点，埋设于距基坑边缘50m外的大路边，位置良好，点位易于保存，通视条件良好，不受基坑开挖影响，并能组成联测的边角控制网，另外选取远处的一个固定目标作为定向及检查。为避免基准点移动造成监测的误差，在监测过程中，为保证基准点的稳定性，定期对基准点进行联测检校。为方便监测工作的开展，在基坑周边埋设3个工作基点，工作基点采用强制对中观测并定期检核其稳定性。变形监测点布设在变形敏感部位，沿基坑边等间距布设，观测点间距取20m，水平位移观测点同时作为竖直位移的观测点，观测点采用冲击钻钻孔置入法埋设。一般情况，基坑边的水平位移观测点和竖直位移每二天观测一次，当基坑开挖超过5m时增加观测频率，每天观测一次，遇特殊情况加密观测，密切监测基坑的稳定情况。水平位移采用全站仪直接观测点位坐标值来计算相邻观测周期的变化值，垂直位移和周边建筑物及道路的沉降采用标称为每公里0.3mm中误差的水准仪联网观测。
观测采用五固定，并交互检查和计算，发现异常情况及时汇报，分析和发现问题，掌握工程的安全性，及时反馈信息，指导基坑开挖和确保施工安全平稳的推进。
三、 基坑监测数据和分析
拟建建筑基坑开挖深度11m，支护结构采用排桩+桩锚支护。
施工过程中对基坑进行了开挖全程的监测，根据监测结果绘出了基坑的支护结构的水平位移、竖向位移和周边地表沉降，周边建筑竖向位移各位移曲线。
图2 基坑部分点位竖向位移图
由图1可知，基坑在7月份的开挖过程至4米左右后进行支护和护壁的施工，基坑围护墙水平方向变形较小，基坑在9月份的开挖至基底过程中基坑侧壁桩顶围护墙在水平方向产生了较大变形，而后水平位移逐渐减小并趋于稳定。
由图2可知，竖直方向的位移和水平方向的位移变化基本一致，基坑在7月份的开挖过程至4米左右后进行支护和护壁的施工，基坑围护墙竖直方向变形较小，基坑在9月份的开挖至基底过程中基坑侧壁桩顶围护墙在竖直方向也产生了较大变形，而后竖直位移逐渐减小并趋于稳定。
图4 基坑周边沉降点距离和沉降量的关系
由图3还可以看出，在支护和护壁施工的开挖阶段，基坑周边地表沉降量比较小；当继续开挖至基底时，地表沉降量最大为D4，沉降4.78mm，而后逐渐趋于稳定，从基坑周边竖向位移图可以看出，各点竖向位移各不相同，比对监测点位布置图后发现，各点竖向位移跟点位距离基坑边缘的距离形成线性关系。
同时，由图4基坑周边沉降点距离和沉降量的关系可知，基坑周围地表受基坑开挖的影响呈现比较明显规律，即沉降与距离呈线性关系，监测点离基坑边缘的距离与累积变形值呈反比。
四、结论与建议
通过对柳州某深基坑的变形监测分析，可以看出深基坑开挖对支护结构和周边环境的影响可实时有效的监测，这不仅能根据监测分析控制开挖过程，还能对施工过程的安全给予预警，避免施工事故发生。
深基坑在开挖过程中对支护结构和周边环境的影响呈现一定的规律性，基坑支护结构的位移主要影响因素包括基坑开挖的时间、开挖的深度及监测点离基坑边缘的远近，基坑周围地表的沉降变化值与监测点位与基坑边缘的距离成线性关系。
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胡兵，男，甘肃省金昌市， 1982.08 ，测绘工程师， 硕士，广西壮族自治区地理信息测绘院，从事大地测量、地理信息系统和摄影测量与遥感等的基础测量工作。
论文作者:胡兵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/16
标签：基坑论文; 位移论文; 深基坑论文; 基准点论文; 地表论文; 测量论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;