深基坑位移监测系统的研究与应用
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【摘 要】 因施工中可能会出现基坑变形和周边地面的变形，会造成基坑支护结构的不安全及不稳定，影响工程顺利进行。需通过基坑位移监测及时掌握基坑边坡变形动态，掌握围护结构与相邻环境的变化数据、变化规律，及时修正开挖方案，并验证其正确性。
监测位移深基坑工程必须做的一步工作。它可以起到提前预警基坑塌陷事故的作用；同时通过监测基坑周边建筑物的位移，可以及时掌握基坑开挖队周边建筑物的影响，方便决策者及时作出处理意见，避免发生事故。本文根据某工程的具体情况，设计该工程的监测方法，并根据监测情况作出监测结论。
1 工程概况
本工程拟建建筑物为地下二层，地上二十七层组成。基坑设计基底标高为-10.6m（埋深为9.6m），地下车库基底标高为-9.6m（埋深为8.6m）。根据工程本身的重要性及周边环境的复杂性，本基坑的安全等级为二级。
2 监测内容及项目
（1）基坑坡顶的水平位移；（2）基坑周围建筑物的竖向位移。
3 监测点位的布设
基坑边坡监测点布设在基坑顶部距边缘0.6m处，根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）第5.2/5.3项规定，设计监测点与点的间距控制在10-25m，基坑和基坑周边建筑物的点位布设为：
（1）基坑监测基准点共布设3个基准点，编号为（基1-基3）。布设位置见图1。
（2）基坑坡顶共需布设14个监测点，编号为（BP01-BP14），布设位置见（图2）。
（3）基坑周边建筑物共布设15个竖向位移监测点，编号为（C01-C15），布设位置见（图3）。
4 监测方法
（1）竖向位移监测方案。竖向位移基准点的观测方法：采用徕卡DNA03数字水准仪观测，沉降观测网采用二级水准测量，首次观测3个基准点往返各观测二次，高程值取平均后使用。观测时选择基准网中一个观测基点进行起算，各组成一个闭合环进行观测。经平差精度满足国家二等水准测量要求后，再由基准点观测各监测点的高程以后各次观测为单程观测，均组成闭合环。首次观测（零周期）应连续进行两次独立观测，其差值满足规范要求后，取观测结果中数作为变形测量初始值。以后的各次监测应先复测3个基准点，在确认其稳定后，沿基坑观测基准点及监测点。
（2）水平位移监测方案。1）首先建立与建筑物基坑走向一致的施工坐标系统，以便于直接由坐标值显示出观测点位的位移值；2）对由基1、基2、基3组成的平面控制网按导线及边角网的形式进行观测，经平差计算，满足规范要求后，利用基准点进行水平位移值观测；3）水平位移值的观测是在基准点上设置高精度徕卡TC2003全站仪（测角精度为±0.5”，测距精度1mm+1ppm），采用极坐标法观测各监测点的施工坐标，注意前视距离控制在小于100m的范围内。首次观测（零周期）应连续进行两次独立观测，其差值满足规范要求后取成果的中数做为初始值；4）以后的各次监测，应先复测检查三个基准点的稳定性，确认观测工作基点和变形监测点。
5 监测精度与频率
（1）观测精度。本项工程的观测作业执行《建筑变形测量规范》JGJ8-2007中第3.04项的规定，按变形观测级别为二级进行。如（表1）。
（2）监测频率。基坑监测频率：监测贯穿土方开挖和支护结构施工全过程，监测从土方开挖直至基坑回填。如（表2）。
（3）监测报警值。1）基坑及支护结构监测报警值：坡顶、冠梁顶水平位移累计达到40mm，变形速率达到4mm/d，且连续出现3天；2）周边环境监测报警值：建筑物竖向位移累计量达到20mm，变化速率为2mm/d，且连续出现3天。
6 结语
（1）基坑坡顶的水平位移监测分析。基坑坡顶的水平位移各监测点的详细变形见（图4），从图中可以得出主要特征有：1）各个坡顶水平位移最终变化均以向基坑方向偏移；2）在整个监测过程中各监测点随基坑深部开挖均有一定量位移。其中位移量最大值为BP8，累计值为78mm；位移量最小值为BP12，累计值为40mm；3）底板形成以后各监测点变化量趋于稳定。
（2）周边建筑物竖向位移监测分析。周边建筑物竖向位移各监测点的详细变形见（图5），从变化图中可以得出主要特征有：1）各个建筑物竖向位移监测点变化规律基本相同，最终变化均以向下为主；2）在整个监测过程中各个监测点随基坑深部开挖均有一定较大变量出现，距离基坑最近生产车间监测点C7累计沉降量最大，累计沉降量为：24.6mm；纺织研究所监测点C10累计沉降量最大，累计沉降量为：9.3mm；3）底板形成以后各监测点变化量趋于稳定。
（3）监测结论。1）从整个基坑开挖工程中的监测资料反应，基坑水平位移累计值及速率变化还是相当可观，基坑开挖期间基坑变化明显加大，因此，我们认为开挖对基坑的变形起到了很重要的作用；2）本次工程各监测点的变形速率在开挖完成底板浇筑以后，各监测点变化量趋于稳定；3）通过监测及时掌握了基坑开挖的变形情况。监测较全面的反应了基坑和周边环境变形情况。根据实时的变形位移数据，分析判断预测基坑及周边环境开挖过程中的土移，采取有效措施，达到保护基坑和周边环境的目的。