基坑支护工程及环境监测技术探索

摘要：本文以新余市妇幼保健院门诊保健综合楼的基坑变形监测为例，介绍高精度全站仪（LeicaTS30）采用边角联测法进行变形监测，测出各水平位移监测点的水平位移变化情况，用数字水准仪（LeicaDNA03）采用二等水准测出各竖向位移监测点的竖向位移变化情况，形成变形监测成果。

关键词：基坑工程；变形监测；水平位移；竖向位移

1项目区概况

新余市妇幼保健院门诊保健综合楼项目，位于新余市城区，东面为劳动路，南面为医药公司家属小区，西面为老住院部大楼，北面紧邻丽景路。本基坑工程平面上呈不规则的多边形型，支护周长约398.0m，基坑开挖面积约8409m2。基坑开挖支护深度3.32～11.10m。拟建建筑由1栋4层综合楼和1栋10层住院楼（含二层地下室）组成。拟采用筏板基础型式，对差异沉降敏感程度属敏感，框架-框剪结构，设计地坪标高约黄海高程+56.40～+56.70m。该工程其周边环境较复杂：北侧，红线外为丽景路，路宽约5.0m，为市政次干道，以外为已建门诊综合楼，距离地下结构边线最近约3.9m；东侧，红线外为劳动路，路宽约30.0m，为市政主干道，人行道地下管线较多，距离地下结构边线最近约5.8m；南侧，为已建医药公司住宅区建筑，地下管线较多，距离地下结构边线最近10.0m；西侧，红线外为居民楼、住院楼、花园草地、人行道，距离地下结构边线最近5.6m。场地勘察深度以内地层主要有：第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），岩性为粉质粘土，近地表为杂填土层（Q4ml），下伏基岩为白垩系南雄组（K2n）泥质粉砂岩、砂砾岩。场地内各岩土层的分布、埋深、描述详见工程地质柱状图和工程地质剖面图。场地水文地质条件较简单，地下水主要由第四系上层滞水、基岩裂隙水组成。①上层滞水：第四系上层滞水主要赋存于填土层和软塑状粉质黏土中，接受大气降雨和生活水补给，赋水量小，水位随季节的变化而变化，年变幅为1.00～3.00m。本次勘探期间测得该层地下水稳定水位埋深1.80～2.10m，标高为+53.61～+53.79m。该层地下水仅局部分布，为弱富水层。②基岩裂隙水：基岩裂隙水赋存于泥质粉砂岩和砂砾岩裂隙中，揭露裂隙较发育，沿裂隙赋存基岩裂隙水，但多被泥质充填，属弱透水层，具弱承压性，年变幅1.0～3.0m。本次勘探期间未见该层地下水初见水位，测得该层地下水稳定水位埋深1.60～4.10m，标高为+51.81～+54.04m。该层地下水，富水性弱，具弱承压性。根据基坑设计的安全等级确定本次变形测量的等级为二级。

2数据预处理

2.1监测依据

（1）《工程测量规范》（GB50026-2007）。（2）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）。（3）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ1120-2012）。（4）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）。（5）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）。（6）国家、地方和行业相关规范、规程、标准和要求。（7）《新余市妇幼保健院门诊保健综合楼项目监测方案》。

2.2监测项目的基准点、监测点的布设和坐标系统

在施工期间进行基坑支护工程及周边环境监测，其中：布设基坑水平位移监测点22个，竖向位移监测点22个，基坑邻近建筑沉降监测点24个，道路沉降观测点5个。基坑监测点的布设，见图1。（1）基准点的布设本工程监测点拟埋设在周边市政道路上。基准点成组埋设，每组3个，其相互间距不应过大，测站数控制在2～3个测站以内；基点埋设在监测影响范围外的稳定区域内，视野开阔、牢固之处。每次观测时基点应进行联测，以保证精度的可靠性和稳定性。（2）基坑变形监测点位的布设在基坑边坡顶部的冠梁及周边道路布设大头钉，作为水平位移监测和竖向位移监测的监测点，见图2。在基坑周边建筑物的观测点，采用Φ20mm不锈钢在结构上经钻孔后埋设“L”型点位标志的方法，见图3。（3）坐标系统平面坐标系统：以工作点C点为坐标零点，即坐标（0，0）。沿道路方向以直线CA为X轴，以垂直于CA方向为Y轴，建立独立坐标系。高程系统：以C点为高程0点，进行监测。

2.3监测仪器设备

用于水平位移监测的仪器是leicaTS30全站仪，测角精度为0.5″，测距精度为±（1mm+1ppm）；用于竖向位移监测的仪是瑞士产徕卡DNA003电子水准仪（标称精度为±0.3mm/km），2米条形码铟瓦水准标尺。外业记录由仪器自动记录存储，观测中超限，则提醒重测。所用测量仪器均经过检定。

2.4观测精度及观测方法

根据基坑设计的安全等级确定本次变形测量的等级为二级，竖向位移监测采用独立高程系统，以工作点C为基准点，布设二等水准路线，联测出其它工作点、检核点及监测点的高程。水平位移监测采用独立坐标系统，以工作点C点为坐标（0，0），沿道路方向以直线CA为X轴，以垂直于CA方向为Y轴。利用LeicaTS30用多测回法边角联测，联测出其它工作点、检核点及监测点的坐标值。（1）竖向位移监测：竖向位移观测主要技术要求：①水准观测限差（mm），见表1。每次观测前均对仪器i角进行检查，i角不得大于15″。首次测量采用往返观测,经简易平差求得各点高程作为第一次观测值。以后均采用单程闭合观测，并定期检查基准点。并尽可能做到每次观测同路线、同仪器、同人员进行。以第一次测量的观测点高程作为起始高程，往后每次测得的高程与前一次进行比较，差值Δh即为该观测点的沉降量。高程测量和计算过程中取位至0.01mm，沉降量取位至0.1mm。（2）水平位移监测水平位移观测按《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）二级变形测量要求进行。采用徕卡‘TS30’0.5秒级全站仪进行，按极坐标法观测，计算坐标及其两次观测的坐标差确定其位移量。观测人员现场测量时必须将量测的湿度、气压参数输入到仪器进行测距参数改正后方可进行测量。其技术要求见表3。2.5监测频率及监测报警当监测数据达到报警值时，必须立即向建设单位或施工单位报警；若情况比较严重，应建议立即停止施工，并对基坑支护结构和周边的保护对象采取应急措施。监测报警值见表4。

3数据处理

3.1基坑工程竖向位移监测

自2019年03月19日进行第一次观测，至2020年01月13日进行最后一次观测，在此期间共进行79次变形观测，基坑工程的51个竖向位移监测点的累计竖向位移量在0.1～3.6mm之间，均未超过报警值；基坑监测点竖向位移变化速率在0.0～1.0mm/d之间，均未达到报警值（3.0mm/d）。51个竖向位移监测点竖向位移变化最大为K18监测点，其累计竖向位移量为3.6mm；最大变化速率为K10监测点，变化速率为1.0mm/d，均未达到报警值。各竖向监测点竖向位移变化情况见图4。在基坑开挖到设计深度后的监测过程中，各监测点的竖向位移变化均呈收敛趋势，在最后几次观测中，各点变化值接近0.0mm，表明基坑在土方开挖及地下结构施工过程中处于稳定状态。

3.2基坑工程水平位移监测

自2019年03月19日进行第一次观测，至2020年01月13日进行最后一次观测，在此期间共进行79次变形观测，基坑工程的22个水平位移监测点的水平位移累计量在5.9～24.5mm之间，均未超过报警值；水平位移变化速率在0.0～1.0mm/d之间，均未达到报警值（3.0mm/d）。22个水平位移监测点位移累计量最大为K14监测点，其水平位移累计量为24.5mm；最大变化速率为K16监测点，变化速率为1.0mm/d，均未达到报警值。各水平监测点水平位移变化情况见图5。在基坑开挖到设计深度后的监测过程中，各监测点的水平位移变化均呈收敛趋势，在最后几次观测中，各点变化值接近0.0mm，表明基坑在土方开挖及地下结构施工过程中处于稳定状态。

4结语

在本次基坑变形监测全过程中，水平位移和竖向位移的变化皆呈收敛趋势，在最后几次观测中各点变化值接近0.0mm，说明此基坑在施工过程中一直处于稳定状态。

作者：蒋敏 伍丽萍 单位：江西省煤田地质局测绘大队