基坑监测技术总结.docx
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基坑监测技术总结
惠州市中医院三期内科大楼基坑监测工程
技术总结
广东省粤东西北工程勘察院有限公司
二○一八年十一月十五日
惠州市中医院三期内科大楼基坑监测工程
技术总结
项目负责：
（签名）
报告编写：
（签名）
校对：
（签名）
审核：
（签名）
审批：
（签名）
广东省粤东西北工程勘察院有限公司
二〇一八年十一月十五日
概况
惠州市中医院三期内科大楼工程位于河源市中医院院内北侧地段，交通方便。
场地周边环境复杂，北侧相邻建筑物为老急诊楼，高1～5层，框架结构，采用天然地基，独立地基，距离基坑开挖边线最近约2.50m；东侧相邻建筑物为康复楼，高2～4层，框架结构，采用天然地基，独立基础；南侧、西侧为已建院内道路，基坑开挖边线进入道路范围内。
建筑占地面积1232.20m2，高10层，框剪结构，设计室外地坪标高为40.90m。
设地下室1～2层，占地面积2919.30m2，-1F的底板标高34.30m，局部设负二层地下室，-2F的底板标高31.00m。
场地现状平均标高约为40.20m（-0.70m），根据建筑结构专业图纸，确定本工程负一层基坑底标高33.80m（-7.10m），基坑深度6.40m；负二层基坑底标高30.40m（-10.50m），开挖深度9.80m。
为了解施工过程中基坑支护结构变形变化、地下水位变化、以及对周边环境的影响，我公司受河源市中医院的委托，对其进行监测工作。
根据设计图纸及相关规范要求，我公司组织技术人员于2017年4月15日开始对现场周边布设沉降基准点3个，水平位移基准点3个，周边建筑沉降监测点54个，地下水位监测孔6个，立柱沉降监测点10个，基坑桩顶沉降（位移）监测点12个,支撑应力监测点5个,深层水平位移观测（测斜）点8个，监测期间近垃圾房侧冠梁处增设5个沉降监测点，周边地表增设8个沉降监测点。
于2017年4月17日开始对惠州市中医院三期内科大楼基坑进行监测，至2018年10月23日进行最后一次观测。
图1.1场地平整图1.2土方开挖
图1.3地下室底板施工图1.4地下室外墙、顶板施工
二、技术依据
（1）《工程测量规范》GB50026-2007；
（2）《建筑变形测量规范》JGJ8-2016；
（3）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；
（4）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；
（5）项目基坑支护设计文件。
三、人员及观测设备
1、作业人员
表1
序号
姓名
职称
岗位职责
1
陈科敏
测绘工程师
项目负责
2
张水华
测绘高级工程师
项目审核、技术负责
3
吴洪平
测绘高级工程师
项目审批
4
杨飞
测绘工程师
校对
5
李国勇
助理工程师
现场监测
6
叶嘉诚
技术员
现场监测、报告编写
7
黄卫民
技术员
现场监测
2、仪器设备
表2
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
全自动全站仪
拓普康MS05AX
1
0.5″、±（0.5mm+1PPM）
2
电子水准仪
天宝Dini03
1
偶然中误差0.3mm/km
3
测斜仪
CX-90E
1
分辨率2.9″
4
水位计
JTM-9000
1
重复误差±2.0mm
5
频率仪
JTM-V10B
1
测频精度:
0.1Hz
四、内容及工作量统计
工作内容：
基准点的埋设与观测、观测点的埋设与观测。
表3
序号
监测项目
已埋设点数（个）
累计观测次数
累计观测工作量（点·次）
1
沉降基准点
3
6
18
2
水平位移基准点
3
6
18
3
周边建筑沉降观测
54
70
3658
4
地下水位观测
6
75
450
5
基坑桩顶、立柱沉降观测
22
56
1117
6
支撑应力监测
5
51
255
7
水平位移
12
55
627
8
深层水平位移观测（测斜）
8
52
342
9
增设（增频）监测点
12
21
111
10
周边地表沉降观测
8
28
224
合计
133
6820
观测周期：
基坑开挖期间每2-3天观测一次；其余时间5-7天观测一次；出现异常情况，加密观测，直至变形趋于稳定；基坑回填停止监测。
五、监测项目
（一）周边建筑物、基坑桩顶、立柱、周边地表沉降观测
（1）基准点埋设
建筑物、立柱、基坑、周边地表沉降观测在施工之前，在影响范围外的稳定区域内视野开阔的地区地方埋设3个沉降观测基准点，点号分别为B1、B2、B3。
基准点采用钢筋深埋水准点，以φ18螺纹钢埋设，顶部用不锈条做标记，并用混凝土浇灌。
如下图：
图2（沉降基准点）
（2）工作基点埋设
工作基点，作为每次监测工作的起始点，靠近施工现场，并定期（1个月）与基准点进行联测，以保持精度的可靠性和稳定性，工作基点埋设采取在不易受车辆碾压的混凝土地面上用冲击钻成孔，在孔中装入Ф8不锈钢测点，然后在孔内灌注锚固剂进行固定，编号分别为BM01、BM02、BM03。
图3（工作基点地面标识图）
（3）观测点埋设
沉降观测点的埋设根据设计图纸及规范的要求根据现场的实际情况进行,周边建筑物观测点布置于建筑物主体四角的承重结构上。
观测点采用在结构上钻孔后埋设“L”型点位的方法；测点采用Ф12不锈钢，先用冲击钻在墙柱上成孔，在孔中装入Ф12不锈钢测点，然后在孔内灌注锚固剂进行固定（测点固定部位做成螺纹）。
沉降观测点编号分别为F1、F2、F3…F54。
图4周边建筑物沉降观测点
基坑桩顶、立柱、周边地表沉降监测点的埋设根据设计图纸及规范的要求根据现场的实际情况进行，采取沉降工作基准点埋设法埋设。
立柱沉降监测点编号分别为LZ1、LZ2…LZ10；基坑桩顶沉降监测点编号分别为CW1、CW2…CW12；基坑冠梁处增设沉降观测点编号分别为ZS1、ZS2…ZS5；周边地表沉降监测点编号分别为DB1、DB2…DB8。
点位布设如下图:
图5基坑桩顶、立柱和周边地表沉降观测点
（4）监测方法及精度要求
采用TrimbleDINI03电子水准仪（标称精度为±0.3mm/km），2m条形码铟瓦水准标尺。
仪器通过了国家光电测距检测中心的有效年检，均在鉴定期内。
外业记录由仪器自动记录存储，将前后视距差、累计视距差、最低视线高限差输入到水准仪中，观测时若超限，提醒重测。
图6（DINI03电子水准仪）
基准点、工作基点及周边沉降观测按照《建筑变形测量规范》变形监测二等的精度要求进行，采用闭合水准路线观测监测点，固定仪器、固定人员、固定线路进行施测。
其主要技术要求如下表所示：
表4沉降观测作业方式
观测观测等级
基准点测量、工作基点联测及首期沉降观测
其他各期沉降观测
观测顺序
DS05型仪器
DS05型仪器
二等
往返测
单程观测
奇：
后－前－前－后
偶：
前－后－后－前
观测视线长度、前后视距差、视线高度及重复测量次数应符合下表规定：
表5数字水准仪观测要求
沉降观测等级
视线长度（m）
前后视距差（m）
前后视距差累积（m）
视线高度
（m）
重复观测次数（次）
二等
≥3且≤50
≤1.5
≤5.0
≥0.55
≥2
表6数字水准仪观测限差（mm）
沉降观测等级
再次读数所测高差之差限差
往返较差及附合或环闭合差限差
单程双测站所测高差较差限差
检测已测测段高差之差限差
二等
0.7
1.0
0.7
1.5
监测过程中应采用同一观测仪器进行观测；在每次观测前对所用的仪器必须按照相关规定进行校验；初值观测是各次监测的起始值，可采两次观测以获得更准确可靠的初始值。
（5）数据处理
沉降量首次观测采用往返观测，按测站进行平差求得各点高程观测值，取两次观测的平均值作为沉降观测点的初始高程，以后每次测得的高程与前一次进行比较，差值Δh即为观测点的沉降量。
高程测量和计算过程中取位至0.01mm，沉降量取位至0.1mm。
以后每次观测均采用单程闭合观测，当本期观测数据最大闭合差小于限差，即符合规范要求。
将数据文件传输至电脑，用“南方平差易”软件进行平差处理，计算观测点高程、沉降量，并以表格形式打印出外业观测记录、观测点沉降量计算表，最后绘制沉降观测时间T-S沉降量曲线图。
（二）地下水位监测
本项目水位监测共布置6个,地下水位观测点编号分别为SW1、SW2…SW6，测量得出各孔口标高分别为39.94m、40.20m、40.34m、40.43m、40.61m、40.01m。
水位超过设计允许值时及时回灌。
（1）观测点埋设：
采用钻机在土体内钻孔至设计深度，然后将带有进水孔的水位管（采用PVC管）放入孔内，且管口凸出于地面，再于管外回填粗砂，见下图。
图7埋设及部分孔位现场图
（2）水位管宜在基坑开始降水前至少一周埋设，且宜逐日连续观测水位并取得稳定初始值。
（3）使用仪器：
电测水位计包括一个卷线盘、一根带有尺度刻划的电缆、一个测试控制板和一个探头。
测试时，当探头触及到水面时，会同时发出可视信号和声音信号。
图8地下水位观测现场图
（4）观测方法：
降水前测得各水位孔孔口高程及各孔水位面到孔口高度，再计算求得各水位孔水位标高，初始水位为连续两次均值。
每次水位与初始水位标高比较即为水位累计变化量。
监测过程中要求定期测量孔口标高，以纠正孔被压而使孔口标高变化。
（三）支撑应力监测
布设原则：
设置于支撑内弯矩较大处钢筋处，共5个。
编号分别为GY1、GY2…GY5。
（1）测仪器：
钢弦式钢筋计及频率接收仪。
（2）钢筋计的加工与制作：
钢筋应力计与钢筋的主筋相连接。
钢筋内力监测点埋设见下图。
图9钢筋应力计埋设示意图
（3）测量实施
a调零与标定。
在钢筋计安设之前校核，读各仪器的原始读数；
b结构内安设完毕后，进行初始读数；
c根据每道工序，定时量测。
d量测记录、计算及分析，分别绘制钢筋计测点频率、受力及换算后的结构受力曲线，及时记录施工工序，形成一整套合理的变形、受力规律。
（4）计算方法：
每个钢筋计在出厂时均有一张率定表，表中给出了相应传感器的标定系数K，若实测传感器的频率值为f，传感器的初频率为f0，则该传感器实际受到的应力或应变为：
以上实测数据经预处理后，以测点为中心汇总在一张或若干张（视该点测试数据的多少）表格中，表格中需包含测点的编号或传感器号、布点位置、测试时间等信息，根据该表格再进行资料分析和反馈。
（四）水平位移监测
（1）观测基准点及观测点埋设
水平位移观测基准点一般设立于基坑开挖深度2～4倍距离之外的稳定区域，位于不受基坑变形影响、稳定且易于保存的位置，本工程共布设三个基准点。
在施工区影响范围之外，保证基准方向通视良好，不受旁折光的影响的地方布设3个水平位移观测工作基点。
本工程共布设水平位移监测点12个，与基坑桩顶沉降共点。
图10（水平位移基准点）
（2）使用仪器
位移监测采用日本拓普康MS05AX（标称精度为：
测角0.5秒、测距0.5mm+1ppm）。
图11（MS05AX）
（3）观测方法
水平位移监测基准网采用独立坐标系统，布点时充分考虑网的精度、可靠性和灵敏度等指标。
水平位移基准网观测按《工程测量规范》变形观测二等精度要求进行，监测网观测按《工程测量规范》变形观测三等精度要求进行。
采用极坐标的方法。
其主要技术要求如下表：
表7水平位移监测基准网的主要技术要求
等级
相邻基准点的点位中误差（mm）
平均边长L（m）
测角中误差
测边相对中误差
水平角观测测回数
（1″级仪器）
二等
3.0
200
1.8
1/100000
6
三等
6.0
350
2.5
1/80000
4
表8水平角方向观测法的主要技术要求
等级
半测回归零差（″）
一测回内2C互差（″）
同一方向值各测回较差（″）
二等
6
9
6
三等
8
13
9
表9测距的主要技术要求
等级
每边测回数
一测回读数较差
（mm）
单程各测回较差（mm）
气象数据测定的最小读数
往返较差（mm）
温度
（℃）
气压（Pa）
二等
往
返
3
4
0.2
50
≤2（a+b·d）
三等
往
返
5
7
观测时温度、气压实时现场量测，并及时输入到仪器。
仪器电脑自动录，将各观测限差预编在记录程序里，超限处重测。
（4）数据处理
采用极坐标法观测的水平位移监测点坐标计算
xi=x0+sicosαi
yi=y0+sisinαi
式中：
xi、yi为变形监测点的坐标；αi为观测的角值；Si为工作基点至测点的距离，mm；i=1…n。
第i次水平位移量：
△Si=
（五）深层水平位移观测（测斜）
（1）测点（孔）布置原则
支护桩深层水平位移（测斜管）监测孔设置于灌注桩内，基坑每边设置2孔，共8个,编号为CX01、CX02…CX07、CX08。
（CX04所处位置未破桩头，无法连接测斜管至桩顶上）深度方向上每0.5米布置1个测点。
（2）测斜管埋设
支护桩深层水平位移监测，采用测斜仪进行测量。
测斜仪器由测斜管（软质）、测斜探头、数字式测读仪三部份组成。
埋设测斜孔时将测斜管在现场组装后绑扎固定在桩钢筋笼上，并注意测斜管的一对凹槽与欲测量的位移方向一致（通常为与基坑边缘相垂直的方向），管底与钢筋笼底部持平或略低于钢筋底部，顶部到达地面，管身每1.5m绑扎1次。
测斜管随钢筋笼一起下到孔槽内，并将其浇筑在混凝土中，浇筑之前应封好管底底盖并在测斜管内注满清水，防止测斜管在浇筑混凝土时浮起，并防止水泥浆渗入管内。
埋设过程中要避免管身的纵向旋转，在管节连接时必须将上、下管节的滑槽严格对准，以免导槽不畅通。
由于测斜仪的探头是贵重仪器，在未确认导槽畅通可用时，先用探头模型放入测斜管内，沿导槽上下滑行一遍，待检查导槽是正常可用时，放可用实际探头进行测试。
埋设好测斜管后，需测量测斜管十字导槽的方位、管口坐标及高程，要及时做好保护工作，如测斜管外局部设置金属套管保护，测斜管管口处砌筑窨井，并加盖。
测斜管内有四条+字型对称分布的凹型导槽，作为测斜仪滑轮上下滑行轨道，测量时，使测斜探头的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中，沿槽滚动将测斜探头放入测斜管，并由引出的导线将测斜管的倾斜角值显示在测读仪上。
测斜管长度管底超过基坑开挖深度的3～8m，遇软土时取大值，硬土时取小值，管顶应超出地面10～50cm。
做好清晰的标志和可靠的保护措施。
图12测斜管
（3）监测方法
将测斜探头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓导下至孔底，测量自孔底开始，自下而上沿导槽全长每隔0.5m测读一次，每次测量时，应将测头稳定在某一位置上。
测量毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽，按以上方法重复测量。
两次测量的各测点应在同一位置上，此时各测点的两个读数应是数值接近、符号相反的值。
如果测量数据有疑问，应及时复测。
基坑工程中通常只需监测垂直于基坑边线方向的水平位移。
但对于基坑阳角的部位，就有必要测量两个方向的水平位移，此时，可用同样的方法测另一对导槽的水平位移。
水平位移的初始值应是基坑开挖之前连续3次测量无明显差异读数的平均值，或取开挖前最后一次的测量值作为初始值。
测斜管孔口需布设地表水平位移测点，以便必要时根据孔口水平位移量对深层水平位移量进行校正。
六、监测预报警值
表10各监测项目监测预报警值
监测项目
报警值（mm）
预警值（mm）
周边建筑物、周边地表沉降监测
±30
±24
基坑桩顶、立柱冠梁（增设）沉降监测
±20
±16
地下水位
±1000
±800
基坑水平位移
±30
±24
深层水平位移观测（测斜）
±40
±32
七、数据统计与分析
表11惠州市中医院三期内科大楼基坑监测工程各监测点变化最大点统计：
监测项目
观测日期
累计变化最大
沉降监测
周边建筑沉降
2018/10/23
点号
F44
沉降量
（mm）
68.7
基坑桩顶、立柱
2018/4/28
CW7、CW8
9.2
周边地表
2018/7/18
DB08
6.8
冠梁（增设）
2017/12/29
ZS1、ZS3、ZS5
1.1
地下水位
2018/5/18
SW3
升降量
（m）
0.87
支撑应力监测
2018/3/13
GY2
测值（KN）
13.5
水平位移
2018/5/18
CW1
位移量
（mm）
-9.6
深层水平位移观测（测斜）
2018/4/27
CX1（0.5m）
5.4
备注：
沉降监测：
“+”表示为下沉，“-”表示为上升。
地下水位监测：
“-”表示下降，“+”表示上升。
水平位移：
“+”表示向基坑外位移，“-”表示向基坑内位移。
深层水平位移观测（测斜）：
“+”表示向基坑内位移，“-”表示向基坑外位移。
通过对惠州市中医院三期内科大楼基坑监测工程进行监测，各监测项目监测情况如下：
周边建筑物沉降：
在基坑施工前对周边建筑物进行布设沉降监测点，根据各个阶段数据变化分析与观察。
场地整平至钻孔咬合桩和立柱桩施工期间周边建筑物老急诊大楼、综合楼、制剂楼的观测点都有比较明显的沉降变化，其中靠近老急诊大楼的F45观测点累计沉降量偏大，沉降值为11.4mm；基坑土方开挖期间,周边建筑物有沉降趋势，但变化较小，未超过报警值；基坑底板施工过程中基坑东北侧现场锚索施工，致使靠近垃圾房处周边建筑物监测点F31、F32、F44、F45、F46、F47观测点在12月19日至12月23日沉降变化较大，沉降量分别为21.7mm、31.5mm、40.9mm、37.5mm、28.3mm、12.0mm,累计沉降量均已超过报警值（±30mm）；发现异常情况后，我司对周边建筑物沉降进行加密监测，通过一个月的连续观测，由数据得出位于垃圾房处周边建筑物监测点，各观测点变化速率均小于3mm/d，沉降变化已趋于平稳；基坑支撑拆除至基坑回填后期间，周边建筑物沉降变化量、变化速率等均较小，且均小于观测报警值，未发现异常变化，沉降变化已趋于稳定。
基坑桩顶、立柱沉降：
在基坑冠梁、支撑浇筑混凝土后布设沉降观测点，在基坑施工期间均有沉降的趋势，但变化量均较小，未超过沉降报警值；监测后期在基坑东北侧冠梁处增设多个沉降监测点，沉降变化量较小，未发现异常情况；基坑开挖至基坑回填整个施工过程中，基坑桩顶、立柱沉降未发现异常情况。
周边地表沉降：
基坑监测后期在基坑北侧道路新增周边地表沉降监测点，在基坑施工期间，周边地表沉降监测点沉降量变化均较小，且均小于沉降监测报警值，未发现异常情况。
地下水位监测：
在基坑施工前在基坑周边布设坑外地下水位监测孔，在基坑开挖前，各监测孔水位均有下降的趋势；基坑开挖后由坑内往外排水致地下水位观测点SW4短期变化量较大,累计下降0.85m；在基坑施工中后期过程中除地下水位孔SW1易受降雨、坑内往外排水影响有出现较大的升降情况，其余各地下水位监测孔水位变化均相对稳定，在基坑施工过程中未发现水位异常情况。
支撑应力监测：
基坑支撑施工过程中，浇筑混凝土前在支撑内弯矩较大处钢筋处布设钢筋计，在基坑土方开挖至支撑拆除过程中，各监测点测值均较小，未超过报警值，未发现异常情况。
水平位移:
基坑在开挖过程中均有位移变化；在支撑拆除后，基坑桩顶水平位移有较明显的位移变化，在基坑施工期间各监测点累计变化量较小，未发现位移异常情况发生。
深层水平位移观测（测斜）：
围护桩深层水平位移在整个施工期间变化量均较小，未发生异常情况。
惠州市中医院三期内科大楼基坑监测工程在监测后期各监测项目各监测点变化量、变化速率等均较小，且均小于监测报警值，未发现异常变化。
具体详见沉降观测成果表、地下水位成果表、支撑应力报表、水平位移成果表、深层水平位移报表。
八、结论与建议
结论：
通过对观测数据的分析，惠州市中医院三期内科大楼基坑监测工程基坑开挖前至回填后期间各观测点均有一定的变化的趋势。
基坑施工期间由于基坑东北侧锚索施工，致使基坑东北侧周边建筑物沉降出现异常情况，监测点F31、F32、F44、F45、F46、F47累计沉降量均超出沉降变化报警值，在锚索施工完成后，基坑东北侧周边建筑物沉降变化已趋于稳定，至基坑回填后3个月内未出现异常情况。
其余监测项目在基坑施工过程中有变化趋势，监测后期变化量均较小，未超过监测报警值，未发现异常情况。
建议：
在内科大楼建筑物主体施工过程中，特别有大型机械参与施工期间，加强对周边建筑巡视检查。
九、成果资料提交
1、技术总结
2、附图表
（1）沉降观测成果表、地下水位成果表、支撑应力报表、水平位移成果表、深层水平位移报表
（2）沉降观测时间T-S沉降量曲线图、水平位移观测时间T-S累计水平位移曲线图、地下水位-时间曲线图
（3）监测点平面布置
广东省粤东西北工程勘察院有限公司
2018年11月15日
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