邯郸金融中心基坑变形监测方案设计.doc

目　录
摘要 I
ABSTRACT II
前言 1
1 工程概况 1
1.1基坑周边环境 1
1.2 基坑工程概况 1
1.3 基坑工程地质概况 2
1.4 基坑工程水文地质概况 3
2 基坑变形监测 3
2.1 监测的目的 3
2.2 监测的依据 3
2.3 监测的特点 4
2.4 监测的基本要求 5
2.5 监测的内容 5
3 基坑支护设计 7
3.1 本基坑的支护设计 7
3.2 本基坑的支护结构 7
4 本基坑监测精度要求及仪器选择 10
4.1 本基坑监测精度要求 10
4.2本基坑监测仪器的选择 10
5 基坑监测点的布设及原则 13
5.1 基准点的布设及原则 13
5.2 工作基点的布设及原则 13
5.2.1基坑及支护结构监测点 13
5.2.2周边环境监测点 14
6 监测方法 14
6.1 沉降监测 14
6.2 水平位移监测 16
6.2.1支护墙顶水平位移监测 16
6.2.2 支护结构深层水平位移监测 18
6.3 锚索应力监测 20
6.4 地下水位监测 21
6.5 周围环境监测 21
6.5.1 周围建筑物的监测 21
6.5.2 周围地下管线的监测 22
6.5.3 周围道路的监测 22
7 监测频率 22
8 监测预警值 23
9 监测信息反馈制度 24
10 监测数据处理及分析 24
10.1监测数据处理 25
10.2 监测结果分析 25
11 结论和建议 25
致谢 26
参考文献 27

邯郸金融中心基坑变形监测方案设计

摘要

本文结合了本基坑工程的工程地质、水文、周边环境等，并依据与基坑相关的各种规范设计了邯郸金融中心基坑变形监测方案，重点对基坑支护结构设计、水平位移监测和沉降位移监测、锚索应力监测、地下水位监测以及对周围环境的沉降监测的内容、方法、要求、重要性等进行详细论述。还有监测的频率及变形预警值的确定，最后阐述了变形监测数据的整理和分析。大部分基坑事故的发生，是因为监测不力。故在基坑开挖之前，必须制定合理的基坑变形监测基方案。坑监测技术正朝着自动化的方向不断发展，但还有很多不完善。本文为将来开展的类似基坑工程提供参考方案。

关键字：基坑；支护结构；沉降观测；水平位移

1

FINANACIAL CENTER FOUNDATION PIT
WITH HANDAN DEFORMATION
MONITORING SCHEME DESIGN

ABSTRACT

This article combine with the project of the foundation pit engineering geology, hydrology, environment, etc., and on the basis of various specifications related to foundation pit design the foundation pit deformation monitoring for Handan financial center, focusing on horizontal displacement monitoring and settlement of foundation pit displacement monitoring, anchor stresses monitoring, groundwater level monitoring and the surrounding environment of subsidence monitoring, contents, methods, requirements, importance in detail. And observation period and the deformation of the early warning value determined, and finally expounds deformation monitoring data collection and analysis method. Although the foundation pit deformation monitoring technology with the progress of science and technology has toward the development direction of automation, but still inevitable has a lot of problems. This article provides reference solutions for similar excavation engineering in the future.

Key words: foundation pit；bracing structure；settlement observation； horizontal displacement

1

邯郸金融中心基坑变形监测方案设计
前言：
最近十几年，随着我国经济高速发展和国家城镇化目标的设定，导致大量人口涌入城市，随之而来，城市将面临着住房，交通等各方面的压力，为了缓解压力，针对城市地区用地紧张和地价昂贵的状况，提高城市土地的空间利用率，城市建筑向三维方向发展，以致高程建筑和各类用途的地下空间大量涌现，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下停车库、地下商场、地下民防工事以及多种民用和工业设施等[1]。基坑工程施工也成为不可或缺的内容，而基坑的开挖和暴露期间的安全，直接影响到周围建筑、公路、管线等的安全。基坑在开挖过程中，开挖区的自然状态发生的变化，基坑内外的土体也由原来静止的土压力状态向被动和主动的土压力状态转变[2]。应力状态的改变首先引起基坑支护结构(围护桩墙、支撑、土锚等)承受荷载而内力发生变化，其次引起坑内土体隆起，基坑支护及其周围土体的侧向位移和沉降，如果内力和变形值超过匀许的范围，将导致基坑的失稳甚至破坏[3]。目前的基坑工程主要集中在城市，基坑周围有较多的地上和地下建筑物，地上建筑物相当于庞大的集中荷载，加剧基坑内外土体的变形，土体过大的变形又促使地上和地下建筑物产生较大的变形甚至破坏，如地上建筑物的倾斜、裂缝和地上管道的破裂等[4]。为此，在基坑的开挖过程中，应加强对基坑变形的监测，以便及早发现安全隐患，保证施工安全。
1 工程概况
1.1基坑工程概况
该项目位于邯郸市中华大街西侧，朝阳路北侧。由3栋主楼和地下车库组成，地下4层。基坑长约163m，基坑宽约149m，基坑深度19.6m。基坑土方量约35万立方米。
1.2 基坑周边环境
基坑北侧：为相邻基坑，基坑深度15m。
基坑东侧：距中华大街围墙2.5m，距管线详见基坑周边环境图。
基坑南侧东段：距朝阳路围墙6.9m，距管线详见基坑周边环境图。
基坑南侧西段：距1层房最近处2.2m，距6层住宅楼最近处21.7m。
基坑西侧北段：距土山街围墙2.5m，距路对面最近2层民房14.3m，距管线详见基坑周边环境图。
基坑西侧南段：距最近6层住宅楼7.4m。
1.3 基坑工程地质概况
勘察范围内所揭露的土层以第四纪新近沉积土、一般沉积土及老粘性土为主，依据野外记录及土工试验资料，土层按自上而下的顺序分层叙述如下：
在钻探深度范围内，主要为第四纪的粉土、粉质粘土、卵石及第三纪的粉质粘土。根据钻探资料及部分室内土工试验结果将场地土分为11层。场地内各土层的岩性特征自上而下描述如下：
第（1）层 杂填土【Q42ml】：杂色，稍密，稍湿，含混凝土块，砖块等建筑垃圾。层厚0.4～3.6m。
第（2）层 粉土【Q42al+pl)】：黄褐色，稍密～中密，稍湿～湿，底部为粉砂，夹粉粘薄层，摇振反应中等。层顶埋深0.4～3.6m，层顶高程50.77～56.39m，层厚1.7～5.6m。
第（3）层 粉质粘土【Q42(al+pl)】：黄褐色～灰褐色，可塑，夹粉土及砂薄层，见瓦片，偶见小姜石，干强度中等，韧性中等，切面稍光滑。层顶埋深4.3～8.0m，层顶高程48.50～52.46m，层厚1.0～5.0m。
第（3-1）层 细砂【Q42(al+pl)】：黄褐色，中密，湿，以石英，长石为主，继配一般，含瓦片，夹粉土薄层。层顶埋深7.0m，层顶高程49.50m，层厚1.0m。该层仅在孔K27中见到。
第（4）层 粉质粘土【Q41(al+pl)】：褐黄色，可塑，局部硬塑，夹粉土及砂薄层，层底见少量小姜石，干强度中等，韧性中等，切面稍光滑。层顶埋深6.2～10.8m，层顶高程45.51～49.37m，层厚3.4～7.0m。
第（5）层 粉质粘土【Q41(al+pl)】：褐黄色，可塑～硬塑，含姜石和砾石，混少量砂粒，干强度中等，韧性中等，切面稍光滑。层顶埋深11.7～18.0m，层顶高程36.29～40.47m，层厚3.5～10.4m。
第（5-1）层 中砂【Q41（al+pl)】：黄褐色，湿，中密，以石英，长石为主，继配一般，分选性差，含少量姜石。层顶埋深16.0～20.5m，层顶高程36.29～40.47m，层厚2.0～2.2m。该层仅在孔K4、K20中见到。
第（6）层 卵石 【Q3】：褐黄～棕褐色，硬塑～坚硬，含较多姜石，最大粒径5cm，少量小砾石，干强度高，韧性高，切面稍有光泽，为中等压缩性。层顶埋深17.2～23.8m，层顶高程32.68～36.07m，层厚3.6～7.6m。
第（7）层 粉质粘土 【Q3】：褐黄色，硬塑，含大量卵石和砂粒，含量约30～40%，局部胶结，干强度中等，韧性中等，切面稍光滑。层顶埋深24.8～29.5m，层顶高程27.15～31.30m，层厚4.2～9.4m。
1.4 基坑工程水文地质概况
本场地地下水初见水位8.5～10.6m，稳定水位约7.8～9.7m（黄海高程为47.07～49.29），根据钻探揭露情况，场地共两层地下水，第一层赋存于第〈4〉层粉质粘土中，类型为孔隙潜水，受大气降水及地表径流补给；第二层赋存于第(6)层～第〈8〉层卵石土中，类型为承压水，主要通过侧向径流补给。根据多年的观察资料及调查，该场地地下水位变化幅度为2.0m，本场地近年最高水位约5.0m。
2 基坑变形监测
2.1 监测的目的
(1)检验设计所采取的各种参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。通过监测可以了解周边土体的实际变形和应力分布，用于验证设计和实际符合程度，通过监测掌握周边建筑物和管线的变化趋势，并根据基坑变形和应力分布情况为施工步骤的实施、施工工艺的采用提供有价值的指导性意见。
(2)为基坑周围环境进行及时、有效地保护提供依据。通过对邻近土层、地下管线、相邻建筑物的现场监测，验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题，及时采取措施对周围环境进一步加强保护。
(3)积累经验，为提高基坑工程的设计和施工水平提供依据。通过对围护结构、周边建筑物和周边地下管线等监测数据的分析、整理和再分析，了解各监测对象的实际变形情况及施工对周边环境影响程度，分析区域性施工特性，为类似工程积累宝贵经验。
2.2 监测的依据
（1）《邯郸金融中心基坑工程设计方案》2012年10月；河南省地矿建设工程（集团）有限公司；
（2）《邯郸市金融中心广场岩土工程勘察报告》2012年10月；河北冶金建设集团勘察设计有限公司；
（3）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；
（4）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；
（5）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；
（6）《工程测量规范》GB50026-2007；
（7）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；
（8）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
（9）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
（10）《建筑基坑工程检测技术规范》GB50497-2009。
2.3 监测的特点
（1）时效性
普通的工程测量没有一定的时间效应，只需要不影响施工进度就可以。基坑监测测量需要根据自然环境情况和基坑开挖过程，有明显的时间效应。测量数据时动态变化的，这就需要监测人员配合施工人员随时随地不断进行测量监测工作，同时应对监测数据资料进行及时的分析与处理。一旦超过一定的时间范围，所得的数据资料也就失去了应有的价值，这样不知会造成不必要的人力资金浪费，更可能会带来工程的安全隐患而引发更大的人身财产事故，因此决不能在监测工作工程中出现拖延现象[5]。
（2）精度高
在基坑工程的施工各阶段中，所要求的精度通常比普通的工程测量要求的高，一般的变形测量误差在毫米或毫米级以上，故在基坑监测测量中使用高精度的仪器设备。这样就可以得到一些高精准的数据资料，就可以准确地作出判断，并正确地指导施工，保证施工在安全的情况下进行。
（3）等精度重复观测
因为基坑变形监测并不一定要求观测项目的绝对观测值，而是得到其相对的变化值。由于这样一个鲜明的特点，使得基坑变形监测有自己独特的规律。故基坑变形监测工程的测量值尽可能地要求等精度，这需要由同一个观测者按照同一监测方案在相同的监测点上使用相同的测量仪器设备重复对基坑及周遭环境的形变进行监测，这样才能保证在整个施工过程中呆到等精度要求，以获得正确的相对变化值[6]。
（4）多学科的融合
在制定一个科学的基坑变形方案设计时不仅仅需要专业的、经验丰富的测量人员，还需要其他学科方面的人员。在他们一起的工作努力下，才能使方案更加科学、经济、使用等。
（5）严格的数据处理模型
基坑变形监测数据都是一些微小的变形值，故需要一个实用本基坑数据的数学模型，以使施工人员对基坑工程的施工更加了解。
2.4 监测的基本要求
(1)为了建筑基坑工程监测工作、保证检测质量，使基坑工程施工能够有计划、由条理的顺利进行，在监测工作前必须制定完整的、科学的、精密的监测方案。
(2)建筑基坑工程监测应综合考虑基坑工程设计方案、建设场地的工程地质和水文地质条件、周边的环境条件、施工方案等因素，制定合理的监测方案，精心组织和实施监测[7]。
(3)变形监测测量所得到的数据资料必须是原始资料（即任何人不修改的、真实的原始数据），并且对观测数据进行及时的处理分析，发现问题，解决问题。及时发现由基坑开挖引起的安全隐患，和施工单位协调消除隐患，避免事故的发生。
(4)根据基坑变形监测规范和以往的施工经验，在变形监测方案中应对重要的监测项目设计预警值，在施工的过程根据监测数据和工程状况，及时调整预警值，如超过一定的预警值的范围，应及时采取设施处理，以免事故发生。
(5)在基坑变形监测过程中，应综合监测数据，及时做好监测数据记录表、变形曲线图等。并在监测工作完成后对数据资料进行整理，作出完整的、详细的监测报告。
(6)完善变形信息反馈机制和施工管理工序，使监测工作顺利进行。
2.5 监测的内容
(1)《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97所规定的基坑工程现场监测项目如表2-1所示。
表2-1 基坑现场监测项目
序号
现场监测项目
一级
二级
三级
1
自然环境（雨水、气温、洪水等）
△
△
△
2
边坡土体顶部的水平位移
△
△
△
3
边坡土体顶部的垂直位移
△
○
×
4
围护结构的水平位移
△
△
△
5
围护结构的垂直位移
△
○
×
6
基坑周围地表沉降
△
○
×
7
基坑周围地表裂缝
△
△
○
8
围护结构的应力应变
○
○
×
9
围护结构的裂缝
△
△
○
10
支撑与锚杆的应力和轴力
△
○
×
11
基坑底部回弹和隆起
○
×
×
12
地下水位
△
○
×
13
墙背土体侧压力
○
×
×
14
墙背土体孔隙水压力
○
×
×
15
周围建（构）筑物的沉降
△
△
△
16
周围建（构）筑物的水平位移
○
×
×
17
周围建（构）筑物的倾斜
△
○
×
18
周围建（构）筑物的裂缝
△
△
○
19
周围重要设施（包括市政管线）的变位与破损
△
△
△
20
基坑周围地面超载状况
△
△
△
21
基坑渗、漏水状况
△
△
△
注：△——必测项目；○——宜测项目；×——可不测项目；
（2）跟据《建筑地基基础设计规范》GB20007-2011，地基基础设计应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响使用的程度分为三个设计等级[8]。其所规定的监测如表2-2所示。
表2-2 基坑监测项目选择表
地基基础设计等级
支护结构水平位移
邻近建筑物沉降与地下管线变形
地下水位
锚杆拉力
支撑轴力或变形
立柱变形
桩墙内力
地面沉降
基坑底部隆起
土侧向变形
孔隙水压力
土压力
甲级
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
△
△
乙级
√
√
√
√
△
△
△
△
△
△
△
△
丙级
√
√
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
注：1、√为应测项目；△为宜测项目；○为可不测项目；
2、对深度超过15米的基坑宜设坑底土回弹监测点；
3、基坑周边环境保护要求严格时，地下水位监测包括对基坑内、外地是下水位进行监测。
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中规定，本基坑侧壁设计安全等级为一级，根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009规定，并结合工程水文地质条件、支护结构特点、工程特点等确定监测项目。由于设计时间和自己知识的局限，本文只对以下项目进行监测设计：
支护结构墙顶的竖向位移、水平位移进行监测；
周围建筑物沉降进行监测；
预应力锚索应力进行监测；
周围道路沉降进行监测；
周围管线沉降监测；
基坑外水位进行监测；
支护结构深层水平位移进行监测。
3 基坑支护设计
3.1 本基坑的支护设计
（1）本基坑2012年10月由《河南省地矿建设工程（集团）有限公司》设计。
（2）基坑深度19.6米，经综合分析后确定基坑安全等级为一级。
（3）支护结构使用期限为1年，超过一年，应重新监测锚索内力，若损失，应补偿张拉，并加强基坑及环境监测。
3.2 本基坑的支护结构
本基坑支护结构采用桩锚结构，止水采用高压旋喷桩。
(1)灌注桩桩径1000mm，钢筋保护层50mm，桩顶部采用冠梁相连。桩与冠梁混凝土强度等级均为C35。
(2)旋喷桩桩径800mm，水泥掺量为土的天然质量的25%。止水帷幕与北侧基坑相连。
(3)锚杆体材料为4-5束结构15.2钢绞线，锚杆孔径250mm，注浆体强度M30。6排锚杆。
(4)基坑降水采用管井降水，基坑内共83眼管井；观测井共11眼，基坑内3眼，基坑外8眼。
本基坑支护结构如图3-1

图3-1 本基坑支护结构
4 基坑监测精度要求及仪器选择
4.1 本基坑监测精度要求
（1）水平位移监测精度要求
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）中规定一级基坑的围护墙顶位移监控值是30mm，这样由《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）中的规定可知相对应的基坑围护墙（坡）顶水平位移监测精度要求：监测点坐标中误差≤1.0mm。（监测点坐标中误差，系指监测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差，为点位中误差的。）
地下管线的水平位移监测精度宜不低于1.0mm。
（2）竖向位移监测精度要求
《GB50497-2009》中规定一级基坑宜按国家二等水准测量的技术要求施测，进行闭合路线或往返观测。按照要求水准测量观测点测站高差中误差精度为±0.5mm。
观测前对水准仪进行“”角检测，其“”角小于15"即符合规范规定要求。每次观测的高程中误差均小于±0.5mm。
地下管线的竖向位移监测精度宜不低于0.5mm。
（3）深层水平位移监测精度要求
测斜仪的系统精度不宜低于0.1mm/m，分辨率不宜低于0.02mm/500mm。
（4）地下水位监测精度要求
地下水位高程监测精度不宜低于10mm。
（5）锚杆拉力监测精度要求
锚杆轴力计、钢筋应力计和应变计的量程宜为设计最大拉力值的1.2倍，量测精度不宜低于0.5%F·S，分辨率不宜低于0.2%F·S。
4.2本基坑监测仪器的选择
基坑工程施工监测的对象主要为围护结构和周围环境两部分。围护结构包括维护桩墙、水平支撑、圈梁、立柱、坑底土层和坑内地下水等，周围环境包括周围土层、地下管线、周围建筑和坑外地下水等。各个监测对象包含不同的监测内容，需要使用相应的监测仪器和仪表，具体见表4

表4基坑工程施工监测的内容
序号
监测对象
监测内容
监测仪器和仪表
（一）
围护结构

1
围护桩墙
桩墙顶水平位移与沉降
全站仪、水准仪等
2
锚杆内力
轴力
锚杆应力计
3
支护墙体
深层水平位移
滑动式测斜仪
4
坑内地下水
水位
钢尺水位计
（二）
周围环境

5
地下管线
沉降
水准仪等
水平位移
全站仪等
6
周围建筑
沉降
水准仪等
倾斜
全站仪等
裂缝（如有）
裂缝监测仪等
7
坑外地下水
水位
钢尺水位计
根据《工程测量规范》GB50026-2007中的有关规定、本基坑监测项目的精度的要求、经济因素等，故本基坑选择的监测仪器为：
苏一光DS05水准仪,其标称精度为每公里往返测高差中误差为0.5毫米，其精度满足本基坑沉降精度的要求。（图4-1）

图4-1苏一光DS05水准仪
平面控制点测量采用南方NTS-352全站仪，其标称精度为：测距2mm+2ppm，测角2"。（仪器见图4-2）

图4-2 南方NTS-352全站仪
深层水平位移测量采用HCX-2B型测斜仪，其仪器标称精度为±4mm/20m，探头工作幅度为60°，探头测量精度为±0.1mm/1m；测读仪显示读数至±0.01mm。（仪器见图4-3）

图4-3 滑动式测斜仪
锚杆应力监测采用锚杆测力计（外置式）。可对锚索或锚杆拉力进行检测，及对其应力变化情况进行长期监测。还可用于预应力混凝土桥梁钢筋张拉力的检测和波纹管摩阻的测定，以保证安全和取得准确数据。（仪器见图4-4）

图4-4 振动式锚索测力计
地下水位监测用水位计，通常用于测量井、钻孔及水位管中的水位。仪器最小读数为1mm，重复性误差为m。（仪器见图4-5）

图4-5 钢尺水位计
5 基坑监测点的布设及原则
基坑监测点分为基准点、工作基点和变形监测点。
5.1 基准点的布设及原则
应选择在变形影响区域之外稳固可靠的位置，监测网基准点应布置在基坑深度3倍以外，数量不得少于3个，其水平位移基准点应采用强制归心装置的观测墩，垂直位移基准点宜采用双金属标或钢管标。
5.2 工作基点的布设及原则
工作基点应选在相对稳定和方便使用的位置。在通视条件良好、距离较近、观测项目较少的情况下，可直接将基准点作为工作基点。
监测期间，应该定期检查工作基点和基准点的稳定性。
5.2.1基坑及支护结构监测点
（1）基坑冠梁顶水平和竖向位移监测点
基坑冠梁顶的水平和竖向位移监测点应沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m，每边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向位移监测点为共同点。
（2）灌注桩桩身最大水平位移监测点
用测斜仪观测深层水平位移时，当测斜管埋设在围护墙体内，测斜管长度不宜小于围护墙的深度；当测斜管埋设在土体中，测斜管长度不宜小于基坑开挖深度的1.5倍，并应大于围护墙的深度。以测斜管底为固定起算点时，管底应嵌入到稳定的土体中。
本工程测斜管埋设在灌注桩内。灌注桩桩身最大水平位移监测点宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为20-50m，每边监测点数目不少于1个，共设3个测斜管，测斜管长度不宜小于灌注桩的深度。
灌注桩施工前10天应通知监测单位做好埋置测斜管的准备工作。
（3）锚杆内力监测点
锚杆内力监测点选择在受力较大且具有代表性的位置，基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂区段宜布置监测点。每层锚杆的内力监测点数量应为该层锚杆总数的1%-3%，并不应少于3根。本工程每层设9个锚杆内力监测点，其平面位置与测斜管相邻，各层监测点位置在竖向上保持一致，每根杆体上的测试点设置在锚具与腰梁或冠梁之间。
锚杆应按设计和规范要求进行拉拔试验，以确定锚索受拉承载力设计值，如不足应调整设计。
（4）地下水位监测点
基坑外地下水位监测点应沿基坑周边布置灌注桩外侧，监测点间距宜为20～50m左右。本工程在止水帷幕外侧设置8个水位监测井。
基坑内地下水位监测点布置在基坑中央和两相邻降水井中间部位。本工程在基坑内设置3个水位监测井。
5.2.2周边环境监测点
应监测基坑工程附近1-3倍的基坑深度的周边环境。
（1）建筑物监测点
第一、建筑竖向位移监测点的布置应符合下列要求：建筑四角近基础处、沿外墙每6 m～10 m 最大10 m～15 m近基础处或每隔2～3根柱基处，且每侧不少于3个监测点[10]。
第二、建筑水平位移监测点与竖向位移监测点采用共同点。
第三、建筑倾斜监测点与竖向位移监测点采用共同点，由基础的差异沉降推算建筑倾斜，同时应考虑建筑原有的倾斜。
（2）管线位移监测点
监测点宜布置在管线的节点、转角点和变形曲率较大的部位，间距宜为15～25m左右。
本基坑管线均在道路下面，如条件允许应设置直接监测点。
6 监测方法
6.1 沉降监测
本基坑的沉降监测工作采用二等闭合导线水准测量，并配套铟瓦水准尺来完成。但如果水准路线线况差，水准测量比较困难，可用精密三角高程测量来代替。还有如水准路线结合施工现场情况，有些监测点不适合在闭合网中，可考虑采用支水准路线往返测量。
在二等水准路线中，观测顺序为往测时，奇数站的观测顺序为：后视标尺的基本分划，前视标尺的基本分划，前视标尺的辅助分划，后视标尺的辅助分划，简称“后前前后”；偶数站的观测顺序为：前视标尺的基本分划，后视标尺的基本分划，后视标尺的辅助分划，前视标尺的辅助分划，简称“前后后前”[11]。返测时，奇、偶数站的观测顺序与往测的偶、奇数站相同。
表6-1 二等水准测量的主要技术指标精度如下表所示。
序号
技术指标
精度要求
1
监测点的高程中误差
0.5mm
2
每站高差总误差
0.15mm
3
闭合差或往返较差
±0.5√n mm（n为测站数）
4
视线长度
30mm
5
基辅分划读数较差
0.3mm
6
基辅分划所测高差较差
0.4mm
7
水准仪i角
15″
观测技术要求：
(1)基准值观测应在标尺分划线呈像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或者日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线呈像跳动而难以照准时进行观测[12]。
(2)在监测工作进行期间，需要定期对水准仪及水准仪器进行检验。当发现因监测数据而引起的成果异常，应及时检查记录是否正确，如没有，应检验仪器，如果发现是仪器问题，应校正仪器。
(3)对各周期观测过程中发现的点位变动迹象、地质地貌异常、附近建筑物基础和墙体裂缝等情况，应做好记录，并画出草图。
用水准仪可监测本基坑工程的围护墙顶与立柱的竖向位移、周边设施的建筑物的沉降位移和本监测方案项目要求的标高。
（1）基准观测
根据《规程JGJ8-2007》第3.3.4条关于“高程控制网”的精度要求，精度等级取二级（每一测站基辅读书之差不大于0.5mm，基辅分划所测高差之差不大于0.7mm，最大视距d=50mm,前后视距差≦2.0m,前后视距累积差≦3.0m）。基准值观测采用闭合线路往返测量取中值的方法观测，环线闭合差不大于0.3（n为测站数）。实测高差采用平差仪软件进行间接处理后作为日常观测的基准值。
（2）日常观测
由于环境变形监测严格要求等精度监测，施测过程中要求使用同一对铟钢尺；每次监测由同一组测量人员按照固定的路线用同一台仪器。每个月对水准基点进行闭合观测一次，出现异常情况立即进行调整。
（3）应急监测
当监测值达到预警值后或出现一些特殊情况通后，测量人员应及时向施工单位提出监测报告，施工单位应和有关部分积极沟通，研究处理方案。有步骤地采取应急措施，尽快排除险情，使基坑工程安全进行。并通过跟踪监测来检验加固处理后效果，从而确保后续工程的安全。
现根据以往工程经验，提出施工中有关的技术要求及应急预案。
当出现事故前兆时，经业主监理会研究决定，进入应急监测状态。应急监测时，将仪器固定在同一位置上，后视最近的水准点，前视对准急剧变化的监测点，不考虑前后视距差，以适当的时间间隔观测该点，通过计算得出该点高程，通过分析本次沉降和累计沉降值。
6.2 水平位移监测
6.2.1支护墙顶水平位移监测
水平位移的观测方法有很多，可根据现场条件及观测仪器而定，本基坑采用的方法是极坐标法、视准线法、小角度法。
（1）极坐标法
采用南方NTS-352全站仪建立本基坑的平面控制网，观测数据为水平角、竖直角、斜距等，采用结合间接平差的方法利用坐标正反算的方法计算各个控制点的平面坐标。在工作基点上架站，利用极坐标法观测得到监测点的坐标，把第一次观测所得坐标记为初始值，通过以后在施工进行中的多次重复观测所得的坐标值，与初始值比较，得到该点的相对位移量，通过分析数据，画出位移量的变化曲线。
（2）视准线法
采用视准线法测量时，用精密的全站仪沿欲测量的基坑边线设置一条视准线。在该线的一端假设全站仪，在视线的另一端架设棱镜。在基线上沿基坑边线根据需要设置1,2,3到n个监测点，在一个端点上安置经纬仪，在另一个端点上设置固定觇标，并在每一照准点上安置活动觇标。观测时，全站仪后视找准固定觇标进行定向，然后再观测基坑边各测点上的活动觇标。在活动觇标设备上读取读数，即可得到该点相对于固定方向上的偏离值。比较历次观测所得的数值，即可求得该点的水平位移量。
每个测点应照准三次，观测时的顺序是由近到远，再由远到近往返进行。测点观测结束后，再用全站仪照准另一端点，检查在观测过程中仪器是否有移动，如果发现望远镜的照准线移动了，则全部观测成果作废，重新观测。在一端点上观测结束后，应将仪器移至另一端点，重新进行以上各项观测。将每次观测数据记录在表格中，计算第一次观测值与以后观测值之差，即为该点水平位移值。

图6-1视准法原理
（2）小角度法
该方法适用于基坑监测点观零乱，不在同一条直线上的情况下。测小角度法是利用精密的全站仪测出基准线与测站点视线之间的微小角度。首次观测4个测回，取其平均值，计算其偏离值：

图6-2 小角度法原理
(mm)
式中：S为测站到观测点的距离；=206265″。
如果按β角测定中误差为，S为100m代入上式，则位移值的中误差约为。
由于视准线法精度较高，直观性强，操作简易，确定位移量迅速。所以在本基坑监测中当位移量较小时，可使用活动觇牌法进行监测，当位移量增大，超出觇标活动范围时，可使用小角度法监测。
测定特定方向上的水平位移时可采用视准线法、小角度法、投点法等；可使用全站仪自由设站法测监测点水平位移，并且这种方法去掉了仪器的对中误差，故具有高精度的特点。当基准点距基坑监测点较远时，采用GPS测量法或三角观测、三边观测、边角同测与基准线法相结合的综合测量方法。
冠梁顶部水平位移监测点布设位置：将顶端划“十”字的钢筋埋入冠梁中，用混凝土固定，确保测点牢稳。

图6-3冠梁监测点的布置
6.2.2 支护结构深层水平位移监测
在基坑围护地下钻孔灌注桩的钢筋笼上绑扎安装带导槽PVC管，测斜管管径为Φ70mm，内壁有二组互成90°的纵向导槽，导槽控制了测试方位。埋设时，应保证让一组导槽垂直于围护体，另一组平行于基坑墙体。测试时，测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底，在恒温一段时间后，自下而上逐段（间隔0.5米）测出X方向上的位移。同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。在基坑开挖前，分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值，取其平均值作为原始偏移值。“＋”值表示向基坑内位移，“－”值表示向基坑外位移。
仪器采用美国Geokon-603测斜仪或北京航天CX-06型测斜仪进行测试，测斜精度±0.1mm/500mm，见下图：

图6-4 测斜仪
测试原理见下图：

图6-5 测斜仪工作原理
计算公式：

式中： △Xi 为i深度的累计位移(计算结果精确至0.1mm )
Xi 为i深度的本次坐标(mm)
Xi0 为i深度的初始坐标(mm)
Aj为仪器在0°方向的读数
Bj为仪器在180°方向上的读数
C为探头标定系数
L为探头长度(mm)
αj为倾角
6.3 锚索应力监测
本监测项目是在基坑支护锚杆中安装的锚杆应力计来完成。观测每周期观测锚杆固力计上显示的数据，其数据应为基坑挖的越深，读数越大。当基坑开挖工作结束后，其数据大小应趋于稳定，但锚杆压力的最大变化值应小于设计要求的最大预警值。
锚索应力是反映锚拉支护结构锚索受力情况和安全状态的指标，能够测得锚索实际拉力随时间的变化情况，对该监测项目的实测成果进行分析，对检验锚索的实际工作状态和预加荷载的损失程度、研究锚索受力机理及其变化规律有着重要意义[14]。
（1） 安装方法

图6-6 锚索应力计安装图
（2） 监测方法
锚索测力计由锚索测力传感器与检测仪、便携式检测仪或多功能电脑检测仪配套使用，直接显示锚索拉力。锚索拉力施压于油缸使其内部油压升高，油压经过油管传到振弦液压传感器的工作膜，膜挠曲使弦张力减小，固有振动频率降低，若其电缆接检测仪，启动电源测力、油压被转换为频率信号输出，测频电路测定频率f后，单片机按以下数学模型计算出拉力F并直接数字显示。

式中：、—传感器常数；
—初频（=0时的频率）；
—力为时的输出频率。
6.4 地下水位监测
在基坑开挖施工中，须在基坑内进行大面积疏干降水以保持基坑内土体相对干燥，以便于土方开挖和土渣运输，如果止水帷幕的实际效果不够理想，将势必对周边环境和建筑物造成危害性影响，严重将造成基坑管涌、塌方的危害。为了使浅层地下水位保持一适当的水平，以使周边环境处于相对稳定可控状态，加强对坑内、外浅层水位和承压水位的动态观测和分析,对于了解和控制基坑降水深度、判定围护体系的隔水性能,分析坑内、外地下水的联系程度具有十分重要的意义。
对于水位动态变化的量测，可在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度，孔口标高减水位深度即得水位标高，初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。
采用SWJ—90电测水位计。
基坑内水位变化观测一般由降水单位实施，可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。