深基坑开挖施工监测方法探讨与研究

探讨与研究徐辉（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连116100）［摘 要］介绍某市地铁明挖车站工程中4号线、10号线深基坑开挖施工中所釆用的监测方法，得到一些相关的基坑开挖监 测的经验和结论。［关键词］深基坑；裂缝监测；位移监测；监测方法；信息化管理［中图分类号］TU753 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-523X (2019) 10-0149-02Discussion and Research on Monitoring Method of Deep

Foundation Pit Excavation ConstructionXu Hui［Abstract ］ Through the introduction of the monitoring methods used in the excavation construction of the deep foundation pits of Line 4 and Line 10 in the subway excavation station project of a city, some relevant experience and conclusions of foundation pit excavation monitoring are obtained.［Keywords ］ deep foundation pit ； crack monitoring ； displacement monitoring ； monitoring method ； information management1工程概况变形测量级别为一级，要求见表2。某车站工程位于拟建某市北站北广场下方，施工范围主 要为地铁4号线、10号线车站基坑明挖及支护。车站为换乘站, 与北广场及地下空间结合设置。4号线基坑与10号线基坑呈十 字垂直交叉，10号线基坑在上，沿南北方向布置；4号线基坑 在下，沿东西方向布置。4号线、10号线基坑开挖长度南北、 东西约各长200m,宽约为26m, 4号线开挖深度约为18m ； 10号线开挖深度约为8m。本基坑的安全等级为一级，基坑采用喷射混凝土挡墙和 板肋式锚杆挡墙岩石锚杆支护结构。基坑开挖釆用两种方式, 一种为松动爆破加机械开挖，另一种为机械开挖。针对本工 程特点，大多是石质（中风化泥岩或中风化砂岩较多），采用 分层开挖，然后锚喷支护，循环进入下一次开挖施工，工程 进度要求较快，存在不同开挖相邻作业面同时施工的情况, 基坑监测尤为重要。表2变形测量要求变形测量级别沉降观测观测点测站高差中误差/mm位移观测观测点坐标中误差/mm±1.5一级土 0.5监测频率详见表3。表3现场仪器监测的监测频率基坑类别施工进程基坑设计深度/m5~10m10 〜15m1 次/2d1 次/Id2 15m1 次/2d1 次/IdW5开挖深度/m1 次/2d1 次/Id—2监测方法及内容结合本工程地质特点，釆用巡视检查、裂缝监测、位移

监测等手段对基坑稳定性判断提供基础数据，对安全可以起 到指示作用。监测点结合现场实际情况进行布置，并采用油漆对监测 点进行标注，并与施工队进行协商，共同保护好监测点，并 作醒目标记，立牌警示。监测内容为现场巡视检查、裂缝监测、 水平位移观测和沉降观测。监测拟投入的主要仪器设备见表1。表1监测主要投入仪器设备设备名称钢卷尺5~10> 102 次/Id2 次/Id1 次/Id1 次/2d1 次/3d2 次/Id2 次/Id1 次/Id1 次/Id1 次/3d一级底板浇筑后时间/dW77~141 次/Id1 次/2d1 次/3d1 次/5<114-28> 28型号测量精度1mm备注距离测量—三星S850数码相机全站仪—1mm外观观测沉降、水平位移测量长度测量高程测量Leica TCR1201+游标卡尺精密水准仪—0.02 mm0.5m苏一光DS05收稿日期：2019-01-25作者简介：徐辉（1984-）,男，黑龙江哈尔滨人，工程师，主耍研究方

向为工程技术-2.1现场巡视检查现场巡视检查主要借助于放大镜、钢尺、锤及数码相机， 游标卡尺等工具进行观察和记录，主要工作内容如下。（1） 专业人员坚持每天进行巡视，检查各基坑边坡段支 护结构顶部地表是否出现开裂情况，如有开裂出现，需对裂 缝状况进行描述和记录。（2） 检查各基坑边坡段边坡坡面岩土体滑落情况及坡脚 隆起、开裂、变形情况的检查和记录。2.2裂缝监测基坑开挖过程中坡面没有发现裂缝则无需安置测点，一旦 巡视发现裂缝，需及时埋设（l~2d内完成），测点间沿裂缝的 间距以20~30m为宜，其方向为边坡的位移方向；需在缝隙的 两边稳固的土体内开挖一个20cm><30cm左右大小、约50cm

• 149 •第46卷第10期2019年5月地基与基础Foundation and Basement建筑技术开发Building Technology Development深的小坑，然后灌注混凝土并达到地面高度，用2块长方形铁 片分别埋设在裂缝两边的混凝土内，并使两块铁片在裂缝处 重叠约40cm长，在搭接处用红油漆涂色；由于一般的裂缝变 形是微小而且渐变的，选择游标卡尺对进行裂缝监测。如果 裂缝变形增大，2块铁板重叠处就会产生一个缝隙，用游标卡 尺测出缝隙的宽度，并作为所测裂缝开裂增大的宽度，并做 好记录。2.3基坑位移监测为了基坑的安全，为开挖及支护提供基础数据，需对基 坑进行位移监测，应加强对特定方向(一般与边坡成垂直方向) 支护顶的水平位移进行监测。本工程釆用假设坐标系法，以4号线、10号线地铁中心 线为基准线，交点为坐标原点，10号线大里程方向为北方向， 保证了基准线方向与基坑边线平行(即监测点的水平位移方 向为边坡垂直方向)。在没有特殊地理条件下，水平位移监测点和垂直位 移监测点一般共点布置，水平间距为20m左右。为了减少误 差，可以到五金模具店定做大量和棱镜对中杆顶部完全吻合 的金属槽，达到强制对中观测点的目的，釆用冲击转打眼, 放入制作的金属槽，然后用水泥砂浆将其稳住，一定保证水 平。基准点与参考基准点的布设，要埋设在基坑附近比较稳 定的区域完成，基准点不少于2个，埋设在比较稳定区域，相 互之间一定要保证通视。为减少误差，基准点釆用制作强制 对中观测墩，最好是同一个观测者使用相同的仪器在同一位 置上，按同一方案施测。并且测量基准点要埋设在稳定且安 全的区域。2.3.1坡顶水平位移监测基坑坡顶水平位移监测的目的是为了及时了解基坑开挖 过程中基坑边坡顶部附近岩土体的状态，掌握基坑边坡的水 平位移情况，为基坑施工安全提供基本数据。(1) 测点的布置：本次基坑坡顶水平位移监测点布设在 基坑开挖边界线附近，在基坑开挖施工前埋设并绘制监测测 点布置图，现场标记，以便管理。(2) 监测方法:釆用全站仪假定坐标系统观测法进行监测。(3) 监测精度要求：基坑坡顶水平位移监测精度，按下 表4确定。表4基坑坡顶水平位移监测精度要求 mm水平位移报警值W3030-60>60监测点坐标中误差W 1.5^3.0W6.0注：监测点坐标中误差，是监测点相对测站点(如工作基点等)的坐标中 误差，为点位中误差的1/72.2.3.2基坑坡顶沉降监测沉降观测使用仪器是苏一光DS05型精密水准仪(配套锢 钢水准尺)。基坑坡顶沉降监测主要目的是掌握基坑边坡的沉 降变形情况，为基坑施工安全提供基本数据。(1) 测点的布置：本次基坑坡顶水平位移监测点布设在 基坑开挖边界线附近，在基坑开挖施工前埋设并绘制监测测 点布置图，现场标记，以便管理。(2) 监测方法：釆用精密水准仪进行高程测量。(3) 监测精度要求：基坑坡顶竖向位移报警值按表5确定。表5基坑坡顶竖向位移监测精度

mm竖向位移报警值W2020-40M40监测点测站高差中误差W 0.3W0.5W 1.5注：监测点测站高差中误差指相应精度与视距的几何水准测量单程一测站 的高差中误差。• 150 •3信息化管理针对该工程监测的特点，成立了由5人组成的专业监测小 组，其中测量工程师2名，测量员3名。组长负责组织统筹安 排及质量审核。施工监测过程中，以位移为主，兼顾其他监测项目；方 法上以仪器监测为主，并辅以现场巡视。监测过程中，要及 时收集、整理可靠、可行的基础数据资料，监测值不能超过 设计要求及经验确定的基准值。此外，还需同有关工程技术人员按照信息化施工程序，对 监测资料进行计算、分析和对比。通过施工监测中发现异常 数据，及时分析并预警，并釆取有效的安全措施，并调整方案, 从而保证整个工程安全快速进行。4结论收集整理顶部水平位移和顶部沉降位移与时间的关系数 据，并绘制位移与时间关系曲线图可以观察出，多条曲线形 状相似，并且斜率也相近；但斜率变化点均位于结构底板浇 筑完成以后并趋于稳定不在变大，证明变形量大多发生在基 坑开挖和支护阶段。从2013年8月15日基坑开挖到2014年8月10日主体结构 施工完成，基坑开挖施工过程中的各项监测数据表明，没有 异常情况，深基坑监测作用明显。通过巡视检查、裂缝监测和位移监测手等段，对有安全 隐患的坡体及时发现并采取相应加固措施或及时卸载坡体, 以免发生安全事故，对施工的指导和安全有非常重要的意义, 同时也得到以下结论。(1) 基坑开挖过程中，支护结构的应力将会不断变化。 实时动态分析监测数据指导后续施工，对工程有重要意义。(2) 整个施工过程中，下雨造成地下水位变化，对变形 监测结果影响较大，但支护结构完成后受地下水影响较少, 对沉降量的控制也起了很大的作用。(3) 基坑底板浇筑后，基坑支护结构的各项变形均变缓 且以稳定的速率增长。故在完成开挖后应尽快完成后续工作 浇筑底板以降低因土体蠕变造成的变形积累。(4) 经观测结果及数据分析，基坑交角位置因受力方向 不一，是围岩重点监测部位，为常见塌落点，但由于地质及 岩层构造导致的有断层部分，监测和施工时要及时，现场施 工灵活处理，变化特大，要及时卸载，以免造成人员和安全 问题。(5) 在监测过程中支护的沉降、位移量均控制在预定的 范围内表明基坑施工始终是安全、稳定的。参考文献[1] 工程测量规范:GB 50026—2007[S],[2] 建筑基坑工程监测技术规范：GB 50497—2009[S],[3] 建筑变形测量规范：JGJ8—2007[S].[4] 周咏渠，李涛.复杂城市环境下深基坑硬岩开挖新方法[J].建筑技术， 2018, 49 (11) : 1180-1182.[5] 周运华.临河隧道基坑开挖对地层沉降的影响与控制研究[JJ.建筑技术， 2018, 49 (8) : 813-815.[6] 刘灿，陈俊生.复杂深基坑开挖引起邻近既有隧道变形的评价方法研究 [J].建筑技术，2018 , 49 ( 8) : 0-3.[7] 冯跃，张显来，刘占省，等.超高层建筑施工过程中竖向变形分析[J]. 建筑技术，2018, 49 (7) : 754-757.[8] 吉明军，勇跌山.我国深基坑支护技术发展与展望[J],建筑技术， 2018, 49 (6) : 573-577.[9] 姚秋来，常乐，张立峰.《建筑业10项新技术(2017版)》抗震、加固 与监测技术综述[J].建筑技术，2018, 49 (3) ： 285-2.[10] 于艺林，张帅，杨晓毅，等.动态监测技术在城市中心紧邻地铁深基

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