苏州某大厦基坑监测

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摘要：

本工程包括1幢20层高层商业建筑，一个3层地下室组成，总用地面积5077㎡，总建筑面积38459㎡，其中地下建筑面积1.3万平方米。基坑总面积约4472平方米，呈长方形，南北最长处约114.4m，东西最宽处约46.3m，基坑周长约306.7m。基坑挖深约15.95m；集水井等局部落深区最大落深3.45m。基坑工程采用顺挖法施工，近地铁区域采用复合式地下连续墙，墙厚1000mm，非地铁区域采用单一式地下连续墙，墙厚800mm；坑内竖向普遍设置三道钢筋混凝土支撑，采用对撑+角撑结合边桁架的支撑体系，并采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩作为水平支撑系统的竖向支撑结构体系。本工程监测对象为大厦基坑西侧在建中的轨道交通2号线在大厦基坑开挖过程中的变形情况，地铁区间与东侧大厦基坑边线基本平行，距离最近约6m左右，东侧施工前地铁区间正在开挖施工。

关键词：基坑 监测 地质 施工

中图分类号：U213.1文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

1.1.1. 工程水文及地质情况

（1）水文

根据勘察的水文地质工作、并结合区域水文地质资料查明，对本工程有影响的地下水为潜水、微承压水及承压含水层等。

1、浅部潜水

拟建场地浅层孔隙潜水赋存于表层填土层中，分布不均匀，水量较小，主要接受大气降水及地下水道渗水补给，以侧向排泄于河湖为主要排泄途径，水位随季节变化明显，勘察期间测得浅层潜水稳定水位埋深1.30～1.50m。相应稳定水位标高为1.64~2.12m。下伏（2）粘土、（3）粉质粘土层透水性差，是潜水含水层与微承压含水层之间的相对隔水层。

2、微承压水

场地内较浅的微承压水主要贮存于（4-1）粉质粘土夹粉土、（4-2）粉砂层土中，主要接受侧向径流补给及越流补给。勘察期间，场地微承压水稳定水头埋深在2.30~2.60m之间，其相应水头标高为0.68~0.97m。

3、承压水

本场地承压水赋存于第（7）、（9）层土（第I承压含水层）中，主要接受地下径流及越流补给，该层地下水埋藏深度大，勘察期间，场地承压水稳定水头埋深在-1.50~-1.20m之间，其相应水头标高为-2.85~-3.17m。

（2）地质情况

1、场地自然地面以下85.30米以内的土层按其沉积环境、成因类型以及土的工程地质性质，自上而下分为13个工程地质层，其中第（4）、（6）、（9）层各分为两个亚层。

2、拟建场地，未发现有构造断裂、滑坡、土洞、岸边冲刷、地面沉降、地裂缝等影响工程和稳定性的不良地质作用。亦未发现墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的地下埋藏物。

3、根据调查及现场勘察结果，拟建场地地层结构较稳定，但表层填土层较厚，土质软弱，直立性差，对基坑的开挖有不良的影响。但往下土层分布稳定、土性、状态较均匀。

本工程监测类别以开挖深度及周边环境确定监测等级为一级。

2监测

2.1 监测实施内容

根据基坑工程施工范围及长度，本次监测范围拟定为基坑与地铁隧道之间道路以及地铁侧地下连续墙，南北长度为115m左右。

需要仪器监测内容如下：

（1）基坑与地铁区间地面沉降监测；

（2）地铁侧地下连续墙墙顶水平位移及沉降监测；

（3）银座大厦地铁侧墙体深层位移监测；

（4）基坑与地铁区间地下水位监测。

（二）日常巡视检查

（1）支护结构巡视；

（2）施工工况巡视；

（3）基坑周边环境巡视；

（4）监测设施巡视。

2.2 监测项目的实施

2.2.1 基准点和监测点的布设

1、布设原则

变形监测控制网的起算点点位要稳定，应布设在牢靠的非变形区。为了减少观测误差的累积，点位距观测区不宜过远；

2、监测点的布设做到既能全面掌握信息，又能方便快捷获取观测成果。

2.2.2 基准点和监测点的设置

1、水准基准网点的布设：以施工水准点为依据往返测引测至施工影响范围以外区域进行埋设，并定期检验复核；

2、平面控制网的布设：对于基准点水平方向变化的检核，拟采用静态GPS测量技术对其进行联测，平面控制网布设、联测按一级执行，并定期检验复核。

3、监测点设置：

（1）基坑与隧道区间地面沉降监测点布置

根据东侧基坑施工影响范围，在基坑与地铁之间布设道路沉降监测点，本监测项目共布置沉降监测点22点。

（2）地铁本体结构地连墙墙顶水平位移及沉降监测点布置

采用原地铁施工时监测单位所设置测点，本监测项目共有水平位移及沉降监测点4点，水平位移和沉降为共用点。

（3）测斜监测点布置

在大厦地下连续墙上布置墙体测斜，共4点。

（4）地下水位监测点布置

先在设计位置处钻孔至设计深度,水位孔孔深15m，水位孔管外回填中粗砂至进水段上方30cm，再在管外用粘土回填至地面高度。共布设3个地下水位监测点。

2.3 野外监测作业实施

2.3.1沉降监测

本监测项目采用假定高程系统，每次从工作基准点起算，采用精密几何水准测量方法测定各监测点的高程。在施工开始前采集各监测点的初始测量值，初始值测量采用施工前三次测值平均值。水准路线按闭合或附合形式进行，闭合差或附合差不大于0.5（N为测站数）。

2.3.2 深层水平位移监测

第一次测斜前（施工前），用清水冲洗管中泥浆水，再用测斜预通器检查测斜管安装质量。测斜探头放入后置于管底稳定数分钟，待读数稳定后每0.5m由下往上拉动，逐点进行读数。读数时采用0、180度双向读数，0度方向读数时取探头高轮位置靠近基坑一侧，然后将探头旋转180度，在同一导槽内再测量一次，为一个测回。由此通过叠加推算各点的位移值，在开挖前取三个测回观测的平均值。

2.3.3水平位移监测

本工程水平位移监测拟采用分段视准线法（视准线法与观测点设站法结合）和极坐标法综合测试，具体方法视场地实地测点布设情况择优选取。初始值取前三次测量平均值，施工过程中每次测量值与初始值比较为单次变化值，各单次变化累加值为累计变化值。

2.3.4 地下水位监测

采用钢尺水位计直接量测出地下水面至监测孔孔口高度，采用水准仪（与沉降观测方法相同）联测出水位监测孔孔口标高，通过计算得出孔内水面标高。

2.4 监测精度、频率

2.4.1 监测精度

（1）水准高程测量误差≤0.5mm；

（2）深层位移误差≤0.1mm；

（3）水平位移测量误差≤1.5mm；

（4）地下水位测量误差≤10mm。

2.4.2 监测频率

在监测过程中，当监控值大于警戒值时，及时分析原因并提请施工单位采取措施。当监测数据达到报警范围或遇到特殊情况，适当加密监测，甚至做到24小时不间断的跟踪监测。

3警戒值的确定

3.1 警戒值的确定原则

(1) 满足设计计算的要求，不可超出设计值；

(2) 满足测试对象的安全要求，达到保护目的；

(3) 对于相同的保护对象应针对不同的环境和不同的因素而确定；

(4) 满足各保护对象的主管部门提出的要求；

(5) 满足现行的相关规范、规程的要求；

(6) 在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。

3.2 警戒值的确定

各监测项目监测控制值由隧道保护单位或设计单位确定。监测等级按一级基坑要求，参照上海市关于地铁保护的相关标准。

基坑对地铁影响之监测控制值如下（共用点的初始值为地铁自身监测的最终值）：

地面沉降监测累计报警值10mm；地铁侧地连墙水平位移和垂直位移累计报警值为10mm；墙体深层水平位移监测速率报警值为3mm/d、累计报警值分别为10mm；地下水位监测速率报警值为500mm/d、累计报警值为1000mm。

监测预警：根据控制指标值，将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为三级：

Ⅰ级监测预警：“双控”指标（变化量、变化速率）均超过报警值的70％时，或双控指标之一超过报警值的85％时；

Ⅱ级监测预警：“双控”指标均超过报警值的85％时，或双控指标之一超过报警值时；

Ⅲ级监测预警：“双控”指标均超过报警值，或实测变化速率出现急剧增长时。

4 监测成果总结与分析

4.1 施工概况及监测工作开展简述

本监测工程施工大致分三个阶段：围护体系施工阶段、土方开挖阶段、结构施工阶段。在基坑外侧土方回填结束后，停止结束监测工作。

在基坑围护施工阶段布置坑外水位监测点4个，地表沉降监测点25个。围护施工期间布置测斜监测点5孔，墙顶垂直位移及水平位移观测点5点。

4.2监测成果汇总与分析

4.2.1 地铁本体结构连墙沉降监测

由监测数据及变化趋势看出，东侧基坑开挖前地铁本体结构地连墙顶竖向位移不大，随开挖深度的逐步增大，地铁本体结构地连墙变化趋势均有不同程度上升，土方开挖后期以及地下结构施工期间，基坑外侧土压力达到稳定期，坑内土体应力释放也相应进入稳定期。整个监测过程中均未超过报警值。

4.2.2 基坑与地铁区间地面沉降

从监测数据看出，围护体系施工期间，地表监测点呈上下波动趋势，基坑土方开挖期间，地表点大多呈较快上抬趋势，土方结束后变化相对较为平稳。整个监测过程中，地表累计变化量均未超过报警值。

4.2.3 坑外地下水位监测

基坑施工过程中，西侧地下水位整体变化不大，受降雨影响部分时段稍有变化，累计变化量未超过报警值。

5. 结语

监测工作中遇到的难点：

（1）在监测中，由于基坑土方车辆较多，给监测带来一定困难，要在保证安全的情况下，对每个监测点都要进行重复测量，保证监测数据重复性和可比性来做到数据的准确性。

（2）基坑监测工程过程中的最大难点就是监测点的保护。我们知道，监测点是获取第一手监测数据的载体，监测点的完好与否是整个监测数据的完整性、连续性及准确性关键，然而施工过程中作业人员密集，各施工工作面交叉作业，大型机械施工等等都为监测点的保护带来很高难度。因此，就要花费更多的时间和精力来修复、保护各监测点，近可能的让各监测项目监测点不被破坏，保证监测数据的连续性。

在施工过程中必须全力以赴做好监测工作，以监控基坑施工安全为宗旨，做到对基坑施工过程中基坑围护体系及周边环境的形变时刻心中有数，在不影响正常施工的前提下，始终将监测工作置于施工之前开启，及时指导施工，为科学、合理的安排施工进度及程序，确保周边环境安全，为修正设计和施工提供参数，预估发展趋势，保障工程顺利完成提供实测数据，并按时按质按量的完成了监测任务！

参考文献：

[1] 华燕.上海软土地区深基坑工程的环境影响因素分析[J]. 中国市政工程. 2011(04)

[2] 徐中华,王建华,王卫东.上海地区深基坑工程中地下连续墙的变形性状[J]. 土木工程学报. 2008(08)

[3] 李晴阳,刘万兰,黄毅.上海软土地区深基坑施工承压水风险及其控制[J]. 建筑施工. 2008(06)

[4] 聂宗泉,周奇,汪清河,孟少平,张尚根.软土深基坑土压力数值模拟与实测分析[J]. 工程与建设. 2011(03)