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浅谈高层建筑基坑工程监测方法
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随着经济的发展，我国高层建筑逐渐增加，需要开挖基坑施工，因基坑工程不稳定造成的工程事故时有发生，现就基坑监测方案谈谈如下看法.
以我市某大厦室外工程为例，该处拟建一地下停车场，基坑开挖深度 7.60 米，要求安全使用期限 6 个月.由于本工程周边环境复杂，管线较多，必须对该基坑进行沉降观测.
1 工程地质条件
根据本地区工程地质报告，此场地土质从上至下共为 8层，分别是：素填土；细砂；粉土；细砂；粉细砂；中砂；粉土；粉质粘土.
2 基坑监测项目、依据、方法及监测频度
2.1 监测项目
2.1.1 现场巡视：跟踪监测，掌握支护结构、坡顶堆载情况及边缘以外 2 倍开挖深度范围内的地表裂缝、建筑设施变化情况.
2.1.2 坡顶地表移位监测：及时采集基坑边坡顶点的垂直沉降和水平位移数据，分析其变化趋势，评价基坑工程的稳定性、安全性.
2.1.3 地下水位监测：通过监测，提供地下水位动态变化数据，对基坑和周边环境的安全性做出评价.
2.1.4 建筑物沉降观测：通过对基坑周边建筑物的沉降观测点进行高精度的高程测量，随时掌握基坑周边 2H- 3H(H为坑深)建筑物的沉降变化数据，达到对周边建筑物垂直沉降的有效监测.
2.2 监测方法
2.2.1 现场巡视
自基坑开挖起，根据施工情况每日不定期进行，主要对支护结构情况、坡顶堆载、基坑周边裂缝、临时建筑及设施变化等方面进行肉眼现场巡视.
2.2.2 坡顶地表移监测
2.2.2.1 基准点和监测点的布设
基坑开挖前设置基准点、变形监测点、并记录变形监测点初始值.基准点布设在工程影响范围外，一般距基坑周边不小于 2H- 3H(H 为坑深)，水准基点位直接利用沉降观测的基准点即可.水平位移监测基准点依据设计要求和施工现场情况布设在各边测点方向线的两侧，应埋设高约 70cm，上顶 15cm×15cm，中间嵌有中心标志的混凝土标石，本工程共需布设约 8 点.
变形监测点布设在基坑坡顶冠梁沿平行于开挖边界方向，各测点埋设 覬25mm 钢筋，并砌砖墩台保护.本工程设计坡顶地表位移监测点 8 个，变形监测点具体位置，由设计单位给出.
2.2.2.2 监测方法
基坑坡顶的沉降位移观测采用 DS05 水准仪配合铟瓦合金标尺光学测微法往返测定高差，根据基准点与变形监测点的相对位置关系布设成附合或闭合水准路线.
水平位移可采用基准线法进行，将全站仪设于基准点上，用另一端基准点定向后，分别量取各观测点与基准点的垂直距离，即可得各观测点的水平位移值，各观测数据应测量到 mm.
2.2.3 地下水位监测
2.2.3.1 点位布设
在基坑止水帷幕外侧设置地下水位观测孔，依据规范和设计要求本工程拟布设地下水位监测点 2 个.监测点采用钻孔下管埋设，钻孔深度应大于基底深度 2m 以上（孔深约10m），设置 覬50mm 的硬性聚氯乙烯塑料管，管外钻孔用粗砂填实.
2.2.3.2 检测方法
测试采用 LY- 2 型水位仪观测，观测精度不低于 5mm，至基坑工程回填完毕停止观测.
2.2.4 建筑物沉降观测
2.2.4.1 点位布设
（1）要保证稳定、可靠、观测方便等诸多因素，标石应埋设在基岩层或压缩性较低的原状土层中，也可选择在稳定的物质上，顶部应加水准专用标志，在沉降观测前应对水准基点进行联测，使其成为一个严密统一的系统，在沉降观测过程中，宜每间隔 1 个月应对其联测一次.本次沉降观测拟设定水准基点 3 个，采用一等水准方法施测.
（2）沉降观测点的布设：相邻建筑物沉降观测点的布设，要能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定. 点位宜在建筑物基础深度 1.5- 2.0 倍距离为半径的范围内，由外墙附近向外由密到疏布设.按设计部门的设计方案执行，本工程根据设计要求设置建筑物沉降观测点 2 个.标志的埋设位置应避开入水管、窗台线、暖气片、暖水管、电器开关等有碍标志与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离，本次设计要求沉降观测点设置标高为高出建筑地面 0.5 米.沉降观测点的观测采用二等水准方法施测.
2.2.4.2 精度要求
最终沉降量的观测中误差按以下规定确定：
（1）绝对沉降的观测中误差为±1.0mm.
（2）相对沉降、局部地基沉降以及膨胀土地基变形等的观测中误差，均不应超过其变形允许值的 1/20.
（3）建筑物整体变形的观测误差，不应超过允许垂直偏差的 1/10.
（4）结构段变形的观测中误差不应超过变形允许值的1/6.
2.2.4.3 观测方案
沉降观测点预埋时观测，第一次观测结果作为本工程的原始标高，基坑开挖起进行全面观测，基坑回填完毕，停止观测.
观测期间，如发现异常沉降时，应及时通知甲方，并会同设计、监理各方提出应急观测方案，并及时加密观测频度.
2.2.4.4 施测方法
本次沉降观测水准基点的联测按一级水准测量进行，采用 DS05 级水准仪配合铟瓦合金标尺光学测微法往返测定高差. 观测时，往测奇数站的观测顺序为后 - 前 - 前 -后，偶数站的观测顺序为前 - 后 - 后 - 前；反测时，奇偶测站的观测顺序与往测偶奇测站的观测顺序相同.
沉降观测点的观测按二级水准单程观测，采用 DS05 级水准仪配合铟瓦合金标尺光学测微法往返测定高差.实际进行中可根据水准基点与观测点之间的相对位置关系及楼体的具体位置将路线布设成附合或闭合路线.
2.3 监测标准
（1）《建筑边坡工程技术规程》GB50330- 2002.
（2）《建筑变形测量规程》JGJ/T8- 97.
（3）《建筑基坑工程监测技术规范》DBJ14- 024- 2004.
（4）《城市测量规范》CJJ8- 99.
（5）《国家一、二等水准测量规范》GB12897- 91.
（6）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120- 99.
2.4 监测频度
自基坑开挖起进行监测，监测频度每两天一次，逢下雨、爆破、变形速率异常等特殊情况下应加密监测频度，基坑工程回填完毕可结束监测.坡顶地表位移监测、地下水位监测、周边建筑物沉降观测，基坑工程施工期间，每两天监测一次，并根据施工进度情况适当进行调整.监测工作量详见下表：
3 沉降观测的数据处理与预警措施
3.1 沉降观测的数据处理
每周期观测后，应及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度.
3.1.1 各类观测点观测成果的计算与分析应符合以下要求：
（1）观测值中的系统误差应减小到最小程度；
（2）合理处理随机误差，正确区分测量误差与变形信息；
（3）各期观测成果的处理应建立在统一的基准上；
（4）按网点的不同要求，合理估计观测成果精度，正确评定成果质量.
3.1.2 水准测量成果的最终整理
沉降观测的外业观测数据做完成后，方可进行业内计算.内业计算在计算机上可采用《清华山维 NASEW95 测量控制网平差系统》对观测成果进行整体严密平差，并根据平差结果编制沉降观测成果表、p- t- s(载荷、时间、沉降量)曲线图.
观测点预埋时进行第一次观测，其结果作为工程的原始标高.本工程自基坑开挖起进行监测，在基坑工程施工期间，依据设计和规范要求监测频度宜每两天一次.
3.2 预警措施
3.2.1 应根据周边建筑物位移的相关数据，及时计算各项限差，当限差超出设计和规范要求时，应及时向设计、监理、及甲方单位提交相关数据，并进行加密观测.
以我市某大厦室外工程为例，该处拟建一地下停车场，基坑开挖深度 7.60 米，要求安全使用期限 6 个月.由于本工程周边环境复杂，管线较多，必须对该基坑进行沉降观测.
1 工程地质条件
根据本地区工程地质报告，此场地土质从上至下共为 8层，分别是：素填土；细砂；粉土；细砂；粉细砂；中砂；粉土；粉质粘土.
2 基坑监测项目、依据、方法及监测频度
2.1 监测项目
2.1.1 现场巡视：跟踪监测，掌握支护结构、坡顶堆载情况及边缘以外 2 倍开挖深度范围内的地表裂缝、建筑设施变化情况.
2.1.2 坡顶地表移位监测：及时采集基坑边坡顶点的垂直沉降和水平位移数据，分析其变化趋势，评价基坑工程的稳定性、安全性.
2.1.3 地下水位监测：通过监测，提供地下水位动态变化数据，对基坑和周边环境的安全性做出评价.
2.1.4 建筑物沉降观测：通过对基坑周边建筑物的沉降观测点进行高精度的高程测量，随时掌握基坑周边 2H- 3H(H为坑深)建筑物的沉降变化数据，达到对周边建筑物垂直沉降的有效监测.
2.2 监测方法
2.2.1 现场巡视
自基坑开挖起，根据施工情况每日不定期进行，主要对支护结构情况、坡顶堆载、基坑周边裂缝、临时建筑及设施变化等方面进行肉眼现场巡视.
2.2.2 坡顶地表移监测
2.2.2.1 基准点和监测点的布设
基坑开挖前设置基准点、变形监测点、并记录变形监测点初始值.基准点布设在工程影响范围外，一般距基坑周边不小于 2H- 3H(H 为坑深)，水准基点位直接利用沉降观测的基准点即可.水平位移监测基准点依据设计要求和施工现场情况布设在各边测点方向线的两侧，应埋设高约 70cm，上顶 15cm×15cm，中间嵌有中心标志的混凝土标石，本工程共需布设约 8 点.
变形监测点布设在基坑坡顶冠梁沿平行于开挖边界方向，各测点埋设 覬25mm 钢筋，并砌砖墩台保护.本工程设计坡顶地表位移监测点 8 个，变形监测点具体位置，由设计单位给出.
2.2.2.2 监测方法
基坑坡顶的沉降位移观测采用 DS05 水准仪配合铟瓦合金标尺光学测微法往返测定高差，根据基准点与变形监测点的相对位置关系布设成附合或闭合水准路线.
水平位移可采用基准线法进行，将全站仪设于基准点上，用另一端基准点定向后，分别量取各观测点与基准点的垂直距离，即可得各观测点的水平位移值，各观测数据应测量到 mm.
2.2.3 地下水位监测
2.2.3.1 点位布设
在基坑止水帷幕外侧设置地下水位观测孔，依据规范和设计要求本工程拟布设地下水位监测点 2 个.监测点采用钻孔下管埋设，钻孔深度应大于基底深度 2m 以上（孔深约10m），设置 覬50mm 的硬性聚氯乙烯塑料管，管外钻孔用粗砂填实.
2.2.3.2 检测方法
测试采用 LY- 2 型水位仪观测，观测精度不低于 5mm，至基坑工程回填完毕停止观测.
2.2.4 建筑物沉降观测
2.2.4.1 点位布设
（1）要保证稳定、可靠、观测方便等诸多因素，标石应埋设在基岩层或压缩性较低的原状土层中，也可选择在稳定的物质上，顶部应加水准专用标志，在沉降观测前应对水准基点进行联测，使其成为一个严密统一的系统，在沉降观测过程中，宜每间隔 1 个月应对其联测一次.本次沉降观测拟设定水准基点 3 个，采用一等水准方法施测.
（2）沉降观测点的布设：相邻建筑物沉降观测点的布设，要能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定. 点位宜在建筑物基础深度 1.5- 2.0 倍距离为半径的范围内，由外墙附近向外由密到疏布设.按设计部门的设计方案执行，本工程根据设计要求设置建筑物沉降观测点 2 个.标志的埋设位置应避开入水管、窗台线、暖气片、暖水管、电器开关等有碍标志与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离，本次设计要求沉降观测点设置标高为高出建筑地面 0.5 米.沉降观测点的观测采用二等水准方法施测.
2.2.4.2 精度要求
最终沉降量的观测中误差按以下规定确定：
（1）绝对沉降的观测中误差为±1.0mm.
（2）相对沉降、局部地基沉降以及膨胀土地基变形等的观测中误差，均不应超过其变形允许值的 1/20.
（3）建筑物整体变形的观测误差，不应超过允许垂直偏差的 1/10.
（4）结构段变形的观测中误差不应超过变形允许值的1/6.
2.2.4.3 观测方案
沉降观测点预埋时观测，第一次观测结果作为本工程的原始标高，基坑开挖起进行全面观测，基坑回填完毕，停止观测.
观测期间，如发现异常沉降时，应及时通知甲方，并会同设计、监理各方提出应急观测方案，并及时加密观测频度.
2.2.4.4 施测方法
本次沉降观测水准基点的联测按一级水准测量进行，采用 DS05 级水准仪配合铟瓦合金标尺光学测微法往返测定高差. 观测时，往测奇数站的观测顺序为后 - 前 - 前 -后，偶数站的观测顺序为前 - 后 - 后 - 前；反测时，奇偶测站的观测顺序与往测偶奇测站的观测顺序相同.
沉降观测点的观测按二级水准单程观测，采用 DS05 级水准仪配合铟瓦合金标尺光学测微法往返测定高差.实际进行中可根据水准基点与观测点之间的相对位置关系及楼体的具体位置将路线布设成附合或闭合路线.
2.3 监测标准
（1）《建筑边坡工程技术规程》GB50330- 2002.
（2）《建筑变形测量规程》JGJ/T8- 97.
（3）《建筑基坑工程监测技术规范》DBJ14- 024- 2004.
（4）《城市测量规范》CJJ8- 99.
（5）《国家一、二等水准测量规范》GB12897- 91.
（6）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120- 99.
2.4 监测频度
自基坑开挖起进行监测，监测频度每两天一次，逢下雨、爆破、变形速率异常等特殊情况下应加密监测频度，基坑工程回填完毕可结束监测.坡顶地表位移监测、地下水位监测、周边建筑物沉降观测，基坑工程施工期间，每两天监测一次，并根据施工进度情况适当进行调整.监测工作量详见下表：
3 沉降观测的数据处理与预警措施
3.1 沉降观测的数据处理
每周期观测后，应及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度.
3.1.1 各类观测点观测成果的计算与分析应符合以下要求：
（1）观测值中的系统误差应减小到最小程度；
（2）合理处理随机误差，正确区分测量误差与变形信息；
（3）各期观测成果的处理应建立在统一的基准上；
（4）按网点的不同要求，合理估计观测成果精度，正确评定成果质量.
3.1.2 水准测量成果的最终整理
沉降观测的外业观测数据做完成后，方可进行业内计算.内业计算在计算机上可采用《清华山维 NASEW95 测量控制网平差系统》对观测成果进行整体严密平差，并根据平差结果编制沉降观测成果表、p- t- s(载荷、时间、沉降量)曲线图.
观测点预埋时进行第一次观测，其结果作为工程的原始标高.本工程自基坑开挖起进行监测，在基坑工程施工期间，依据设计和规范要求监测频度宜每两天一次.
3.2 预警措施
3.2.1 应根据周边建筑物位移的相关数据，及时计算各项限差，当限差超出设计和规范要求时，应及时向设计、监理、及甲方单位提交相关数据，并进行加密观测.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201012/14584.htm
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