謝錢波

摘要：在自然界變形是廣泛存在的現(xiàn)象。在各類載荷作用力之下，在空間和時間域中各變形體的形狀、大小以及位置發(fā)生改變。變形的范圍可大可小，大到地球板塊運動和地極移動等涉及整個地球的變形，小到對于工程建筑而言的沉降、傾斜、滑坡體滑動等地域性變形，總之，變形幾乎無處不在。所謂變形監(jiān)測的概念就是說應用一些測量方面的儀器和方法監(jiān)測變形體，以免造成由變形所帶來的有關災害，避免損失。

關鍵詞：測量技術；變形監(jiān)測；基坑

Application of formation measurement technology in foundation pit deformation monitoring

——take the foundation pit of wuhu railway station as an example

Xie-Qian bo

Anhui Nuclear Exploration Technology central Institute wuhu 241000

Abstract： deformation is a widespread phenomenon in nature，that is，under various loading forces，the shape，size and position of each deformation body in the space and time domain will change.The scope of deformation can be large or small，ranging from the plate movement and pole movement of the earth，which involve the deformation of the whole earth，to the subsidence，tilting，sliding and other regional deformation of engineering buildings. In a word，deformation is almost everywhere.The so-called concept of deformation monitoring is to apply some measuring instruments and methods to monitor deformation，so as to avoid the related disasters caused by deformation. If such losses can be avoided，it is the best，and if they cannot be avoided，we should try our best to reduce it.

Key words： measurement technology，deformation monitoring，foundation pit

1.工程概況

工程包括東、西站廳及站廳見車站通道兩部分，基坑面積共約23351m2，周邊延長米共1916m，本工程土0.000m對應黃海高程標高12.776m，圖中所注標高均為相對標高，單位以米計，圖中標注尺寸單位以毫米計。東區(qū)站廳及通道部分自然地面標高為整平至-4.300m，西區(qū)站廳自然地面標高為-3.300m；本次基坑圍護的對象主要為車站東、西區(qū)站廳及地下通道，該地下室采用樁基礎，基坑東區(qū)開挖深度為 9.65m，西區(qū)開挖深度為10.65m。基坑安全等級為二級；本工程場地內(nèi)上部土層以填土及黏性土為主。擬建蕪湖站場地位于安徽省東南部，具體位于蕪湖市既有火車站站內(nèi)，僅東部一小部分局部位于既有站外，場地未拆遷，主要分布有既有鐵路、既有站房、辦公樓、庫房、車整所、綠化帶等；根據(jù)本工程車站地下室基坑的開挖規(guī)模、開挖深度、地質情況及周邊環(huán)境情況，本基坑圍護采用鉆孔灌注樁+一道砼支撐的圍護形式（局部采用兩道支撐）。基坑圍護結構設計使用年限為二年。

2.監(jiān)測設計原則及檢測項目

2.1檢測設計原理

施工監(jiān)測作為施工的一項系統(tǒng)工程，監(jiān)測方法的選取是否準確以及測點的布置是否合理是監(jiān)測工作成敗的決定因素。根據(jù)相關文獻資料及相關監(jiān)測單位多年的工作經(jīng)驗，監(jiān)測原則主要有以下幾條：（1）可靠性；（2）分層次監(jiān)測；（3）關鍵區(qū)重點監(jiān)測原則；（4）方便實用原則；（5）經(jīng)濟合理原則。

2.2監(jiān)測項目

根據(jù)現(xiàn)場實際情況以及施工圖設計資料，本工程基坑在施工中需對周圍建筑物進行常規(guī)監(jiān)測以及基坑圍護體系進行常規(guī)監(jiān)測。主要監(jiān)測項目有：樁（護坡）頂水平位移、樁（護坡）頂沉降觀測、樁體（土體）深層水平位移、水位、立柱位移、支撐軸力、鋼筋拉力、錨樁拉力。

3.監(jiān)測技術原理與方法

3.1變形點的監(jiān)測

本工程監(jiān)測點在豎向的位移監(jiān)測采用Ⅱ級監(jiān)測的標準，通過工作基點間聯(lián)測一條Ⅱ級水準閉合線路觀測沉降變形監(jiān)測，各監(jiān)測點的高程采用中視法，在基坑開挖前針對各監(jiān)測點的高程初始值必須單獨進行兩次測定，取其平均值。沉降量主要由兩次高程的相對差值得出，累計沉降量為本次高程與初始高程的差值絕對值。

沉降測點的埋設：首先用沖擊鉆鉆孔，后放入長20cm～30cm的直徑20mm～30mm圓頭鋼筋，最后鋼筋四周用水泥砂漿填實即可。

3.2圍護墻（護坡）頂水平位移

基準點一般通過國家及地區(qū)控制坐標網(wǎng)進行放樣取得。一般選擇兩個控制點，通過三角放樣確定三個以上的監(jiān)測基準點。基準點與基坑的距離選大約基坑深度3～5倍的位置為宜。

3.3變形點監(jiān)測

布點：根據(jù)設計文件及規(guī)范要求，圍護樁體冠梁或護坡硬化地面頂部，每隔25m，采用預埋ф18鋼筋，或膨脹性螺栓鉆入結構體中，安裝牢固，便于觀測。

測量方法：工作中考慮到觀測精度、基坑形狀以及環(huán)境的影響因素，往往對監(jiān)測點的觀測采用極坐標法。

極坐標法是先通過后視已知基準點確定測站點坐標和零方向，然后在極坐標系里量測監(jiān)測點與零方向的極角和其到基準點距離確定監(jiān)測點的平面位置，因此極角和極半徑是確定一個點的兩個重要元素。根據(jù)每次觀測的監(jiān)測點的平面坐標，進行比較即可得到監(jiān)測點變形值。

在基坑土方開挖施工過程中，受到基坑施工機械、土體開挖等因素影響，在基坑周邊布設的監(jiān)測基準點一般不能穩(wěn)定，造成觀測誤差?？紤]現(xiàn)有的全站儀高精度測角和測距能力，利用后方交會法通過觀測臨時工作測站點到兩個以上監(jiān)測基準控制點的水平距離和角度，能夠快速準確確定臨時測站點平面位置，從而再利用極坐標法觀測變形監(jiān)測點的坐標。這種方法在避免了基坑土方開挖施工過程中基準點不穩(wěn)定，以及遮擋監(jiān)測點的影響，再加上徠卡等高智能系列全站儀本身固化有測邊后方交會的程序，使得這一方法的應用更加方便和靈活，同時也保障了測量的精度。

對上述方法布點舉例說明如下：根據(jù)場地情況布設基準點A、B、C、D和監(jiān)測點P1，P2，P3，P4，P5，P6等，見圖2。監(jiān)測點均要設置在基坑四周邊緣處，布設方式根據(jù)基坑結構的要求布置，相鄰兩點最大間距應小于等于30m。A、B、C、D四個基準點應設置在不受基坑變形干擾的基坑四周，比如將其安設在已建成的建（構）筑物上，以便其在后期對監(jiān)測基坑四周監(jiān)測點觀測時均可滿足通視要求?；鶞庶c和監(jiān)測點均應設置固定的棱鏡。S1，Si（i=2，3，…，n）為初始觀測站點和第i次觀測站點。一般情況下觀測點S1，Si（i=2，3，…，n）不會重合。

3.4樁（土）體深層水平位移

布點：根據(jù)設計單位提供資料及規(guī)范要求，圍護樁內(nèi)測斜孔水平間距為25m。

測點埋設：對于樁體測斜采用外徑70mm、內(nèi)徑66mm且內(nèi)壁有十字滑槽的PVC測斜管，管長與對應樁的深度相同，固定在鋼筋籠上埋入圍護樁體中。測斜管安裝時，其槽口與基坑邊線必須垂直，上下管口必須用蓋子密封處理，安裝完成后灌注清水，防止管內(nèi)滲入泥漿。在護坡樁冠梁施工完成后方可進行初始管型的量測工作。

對于土體測斜孔，應先地質成孔，孔徑≥9cm。然后將預先連接好的測斜管放入孔中。管底應埋置在土體發(fā)生變形層位之下，一般管底標高是基坑深度的1.5倍以上。測斜管應豎直，管內(nèi)其中一溝槽位置與基坑邊線垂直。

量測計算：測試時，首先吧測頭和測斜儀進行連接，連接后開始檢查儀器的密封裝置、電池的電量以及儀器工作狀態(tài)是否正常。將測頭放入測斜管，測試應從孔底自下而上沿導管全長每一個測段先固定位置而后測讀一次，每個測段長度以0.5m為宜，每個測段完成一次讀數(shù)后，將測頭旋轉180°，插入導槽重復測試讀數(shù)，兩次讀數(shù)應接近，而符號相反，取平均值，作為一次監(jiān)測值。在基坑開挖前，以連續(xù)三次測試讀數(shù)平均值為初始值。

4.監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理及信息反饋

監(jiān)測應符合下列要求：監(jiān)測記錄表格要正式；監(jiān)測記錄必須有工況描述；數(shù)據(jù)及時整理，審核后上報施工、監(jiān)理和相關部門；對監(jiān)測值變化情況進行分析和評述，當接近報警值時應及時通報現(xiàn)場監(jiān)理、施工人員，提請有關部門關注，并加密監(jiān)測頻度；工程結束時應形成完整的監(jiān)測文字報告。

參考文獻：

[1]胡振琪.應用工程測量學[M].北京：煤炭工業(yè)出版社， 2007.

[2]丁銳. GPS技術在建筑物變形監(jiān)測中的應用研究[D].天津大學研究生院. 2008.

[3]徐紹銓，張華海，楊志強，等. GPS測量原理與應用[D].武漢：武漢大學出版社， 2008.

[4]柳小燕. GPS技術在滑坡變形監(jiān)測中的應用研究[D].西安：長安大學. 2008.

[5]周林麗.基于GPS的黃土邊坡變形監(jiān)測應用研究[D].蘭州.蘭州理工大學. 2011.

[6]周忠謨，易杰軍. GPS衛(wèi)星測量原理與應用[M].北京：測繪出版社， 1992.

[7]陳永奇，吳子安，吳中如.變形監(jiān)測分析與預報[M].北京：測繪出版社， 1998.

[8]王儂，過靜珺.現(xiàn)代普通測量學[M].北京：清華大學出版社， 2001.

[9]黃聲享，尹暉，蔣征.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理[M].武漢：武漢大學出版社， 2003.

[10]來興平.大尺度采空區(qū)失穩(wěn)及衍生災害監(jiān)測與預報研究[M].西安：西安地圖出版社， 2004， 2：1-15.

[11]童立元，劉松玉.高速公路下伏采空區(qū)危害性評價與治理技術[M].東南大學出版社， 2006， 8.

[12]王生輝，崔玉環(huán).鐵法礦區(qū)采煤沉陷區(qū)的發(fā)展演化趨勢分析[J].中國煤田地質， 2005， 17（3）：34-36.

[13]胡園園，黃廣龍，史瑞旭.深基坑水平位移監(jiān)測方法的分析與比較[M].現(xiàn)代測繪第35卷第一期

[14]黃聲享，伊暉，蔣征.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理[M].武漢：武漢大學出版社， 2003.

[15]武漢測繪科技大學測量平差教研室.測量平差基礎.北京：測繪出版社， 1996

[16]蘆森，溫鎖林，方永生.某派基坑工程設計施工與監(jiān)測[J].低溫建筑技術， 2005.

[17]李愛民.關于深基坑水平位移監(jiān)測方法[J].測繪學院學報， 2000（1）.

[18]高紹偉，姜晶，郭彤.全站儀自由設站法用于基坑水平位移監(jiān)測[J].工程勘察， 2012.

[19]盤桂才，陳添保.前方交會發(fā)在大壩位移變形監(jiān)測中的應用探討[J].交通科技與經(jīng)濟， 200（5）.

[20]候建國.狹小場地深基坑水平位移監(jiān)測的實踐[J].測繪通報， 2005.

[21]李恒楊.深基坑水平位移監(jiān)測有關問題的探討[J].地礦測繪， 2010（3）.