深基坑工程安全监测方案设计

　　摘要：本文对施工全过程的安全监测进行了方案设计，通过工程实践证明了方案的可行性,对基坑的安全施工提供保障。

　　关键词：引言方案设计工程实践

　　0引言

　　现代化的建设促进了我国建筑业的飞速发展，由于城市用地价格昂贵，高层建筑在各地如雨后春笋般兴建起来，为提高土地的空间利用率，地下室由一层发展到多层，同时，一定的基础深度也是为了满足高层建筑抗震和抗风等的结构要求，深基坑的施工便越来越多。

　　在深基坑的施工过程中，为了对基坑工程的安全性和对周围环境的影响有全面的了解，对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数，同时积累工作经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。因此，必须制定合理的监测方案，对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建筑物进行全面、系统的监测。

　　1监测方案设计

　　监测方案必须建立在对工程场地地质条件、基坑围护设计和施工方案以及基坑工程相邻环境详尽的调查基础之上。同时还需与工程建立单位、施工单位、监理单位、设计单位以及管线主管单位和道路监察部门充分地协商。

　　基坑工程施工现场监测的内容分为两大部分，即围护结构和支撑体系，周围土体和相邻环境。

　　1.1控制点设置控制点是整个监测的基准，所以在远离基坑的比较安全的地方布设。每次监测时，均应检查控制点本身是否受环境影响或破坏，确保监测结果的可靠性。

　　1.1.1平面控制网的布设平面控制网应为独立控制网。控制点的埋设，应以工程的地质条件为依据，因地制宜进行，均应采用强制对中观测墩，对于自由等边三角形所组成的规则网形，当边长在200m以内时，测角网具有较好的点精度。

　　1.1.2水准基点的布设水准基点作为沉降监测基准的水准点，一般设置三个水准点构成一组，要求埋设在基岩上或在沉降影响范围之外稳定的建筑物基础上，作为整个高程变形监测控制网的起始点。

　　1.2围护结构和支撑体系的监测

　　1.2.1围护干墙顶水平位移、沉降的监测在围护墙顶设置水平位移观测点兼作沉降观测点，测点采用钢筋桩预埋在桩顶上，钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。测点间距的确定主要考虑能据此描绘出基坑围护结构的变化曲线。

　　在开挖基坑之前，即对钢筋桩顶进行坐标和高程观测，并记录初始值，水平位移观测若使用的仪器为全站仪，观测会比较方便，每次观测时，采用盘左盘右坐标取平均。沉降观测仪器为精密水准仪，铟钢尺，每次沉降监测工作，均采用环形闭合方法或往返闭合方法进行检查，闭合差的大小应根据不同情况的监测要求确定。

　　1.2.2桩体的深层水平位移基坑开挖中，桩体侧向变形是最重要的监测项目。通常采用测斜仪测量，将围护桩在不同深度上点的水平位移按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。

　　测量时首先将测头导轮卡置在预埋测斜导管的导槽内，轻轻将测头放入测斜导管中，放松电缆使测头滑至孔底，记下深度标志。当触及井底时，应避免激烈的冲击，测头在孔底停置5min，以便在孔内温度下稳定。将测头拉起至最近深度标志做为测读起点，每0.5米测读一个数，利用电缆标志测读测头至导管顶端为止，每次测读时都应将电缆对准标志并拉紧，以防读数不稳。将测头掉转180°重新放入测斜导管中，将其滑至孔底，重复上述操作在相同的深度标志测读，以保证测量精度，导轮在正反向导槽的读数将抵消或减少传感器的偏值和轴对准所造成的误差。

　　1.2.3支撑的稳定性支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，有钢支撑和钢筋混凝土支撑等，支撑轴力监测对了解支撑的受力状况，保障支撑安全有着重要意义。考虑到支撑布置情况，按最不利工况，可选择其中的几条支撑进行轴力监测。

　　1.3周围土体的监测基坑开挖必定会引起邻近基坑周围土体的变形。过量的变形将影响邻近建筑物和市政管线的正常使用，甚至导致破坏。因此，必须在基坑施工期间对它们的变形进行监测。

　　1.3.1深层水平位移监测可在土体关键部位埋设测斜管，用测斜仪对土体深层水平位移进行监测，同样绘制水平位移─深度变化曲线。

　　1.3.2地下水位的监测水位监测采用测水位高程方法，先在设计点位钻孔，然后下入PVC过滤管，填砾，并测得孔内稳定水位，成井后，用电阻水位仪定期测量孔内水位埋深。

　　1.4相邻环境监测

　　1.4.1建筑物变形监测建筑物的变形监测可以分为沉降监测、水平位移监测和裂缝监测等部分内容。沉降监测、水平位移监测方法同2、2的（1）。

　　当建筑物发生裂缝时，应先对裂缝进行编号，然后监测裂缝的位置、走向、长度及宽度等。根据裂缝的情况选择代表性的位置于裂缝两侧各埋设一个标点，定期的测定两个标点间距离变化值，以此来掌握裂缝的发展情况。

　　1.4.2路面、管线沉降监测城市地区的道路与地下管线网是城市生活的命脉，其安全与人民生活和国民经济紧密相连。因此作好它们的安全监测是非常重要的。根据基坑工程的设计和施工方案对可能产生的最大沉降量作出预估，采取主动的保护措施。

　　1.5监测期限、频率和预警值自围护结构施工开始至地下室侧壁回填土完毕，根据工程工期进度安排，基坑监测时间与基坑施工保持同步。

　　各监测项目在基坑开挖前测初值。此观测值是计算变形（变化）量的起始值，观测时特别认真仔细。并连续观测2次，没有发现异常取平均值作初值。在开挖卸载急剧阶段，当变形超过有关标准或场地变化较大时，应加密观测，间隔时间不超过一天；当大、暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测；当有危险事故征兆时，应连续观测。

　　基坑施工监测的预警值就是设定一个定量化指标系统，在其容许范围内认为是安全的，且不对周围环境产生有害影响。预警值的确定应满足相关规范规程设计的要求，以及各保护对象的主管部门提出的要求，还应结合考虑基坑规模、工程地质和水文地质条件等因素。

　　2工程实践

　　2.1工程概况广州万木草堂复建商场位于中山四路与文德路交叉处，由广州城市复建有限公司开发，属市重点工程。

　　基坑距万木草堂相当近，最远处不超过5米，万木草堂是省重点古建筑文物保护对象，由于万木草堂建成时间较久，建筑结构简单，虽经修护，但被破坏的可能性较大。在基坑施工过程中，如果基坑发生大的变形，必然会对万木草堂古建筑产生相当大的影响，甚至会对万木草堂产生大的破坏。由于基坑较深，采用“钻（挖）孔桩+搅拌桩+型钢内支撑”的围护结构。为保证古建筑文物（万木草堂）及基坑的安全性，在基坑施工全过程中，按照设计方案对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建筑物进行了全面系统的监测，尤其要把万木草堂的监测作为重中之重。基坑周围已有建筑物位移、沉降监测点位置及观测路线示意如图1示：

　　2.2监测结果围护桩的施工中，位于基坑最近处一扇旧墙上的SP11、SP12两个观测点的位移经历了从平稳到突变，由于围护桩的施工，使墙体发生了位移。SP11从7月15日变化值开始变大，其中7月17日变化量突增，日变化量达5.32mm。SP12点从7月16日变化值开始变大，从7月17日变化量突增，日变化量达4.71mm。立即向有关部门进行了汇报，采取措施进行了加固，使墙体趋向稳定；

　　桩体在C2点1米深处位移最大，为16.59mm，但没有达到预警值；2004年7月7日安装钢支撑，使位移量减小，2004年7月13日桩体趋于稳定。

　　3结束语

　　工程实践中的基坑在整个开挖和地板施筑过程中，除周边建筑物中的独立墙体上的测点超过预警值外，其余监测项目的监测值均未达到预警值，基坑是安全稳定的，该监测方案基本合理，能解决基坑监测中的特殊问题，能达到监测的目的。在独立墙体的观测中，对墙体稳定性要有足够的重视，应该增加监测点的个数和观测的次数，从而充分保证其安全。此方案中用到的方法也可用于其他普通基坑的监测中。