万方数据第３１券第５期浙江工业大学学报 Ｖｏｌ． ３１２００３年１０月ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯｃｔ．２Ｎ００ｏ３．５文章编号：１００６－４３０３（２００３）０５－０５７１－０４市政工程基坑变形监测与数据分析张 泉，，顾建生２（１．浙江工业大学建筑工穆学院，浙江杭州３１００３２；２．杭州市运河污染综合整治指挥部，浙江杭州３１００１０）摘要：根据市政工程基坑施工变形监测的特点。介绍一种将传统的Ｐ１技术与现代Ｍｌ Ｉ技术相结合的监浏模式以及杭州市丽水路深基坑变形监浏网．１４，布设方式和监浏方法，并对监侧数据分析，说明市政工程基坑施工监浏的必要性及注意的问题。关健词：市玫工程；基坑；ＧＰＳ浏Ｉ；变形监浏中圈分类号；Ｔｕ１９ｂ文献标识码：ＡＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｕｎｉｃｉｐａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＺＨＡＮＧ Ｈａｏ＇， ＧＵ Ｊｉａｎ－ｓｈｅｎｇｚ（ｌ． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ＆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｚｈｅｊｉａａｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００３２， Ｃｈｉｎｅ；２． Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃａｎａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｈｅａｄｑｕａｎｅｒｓ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１２． Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｃｏｎ－ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎ ｏｎｅ． Ａｎｄ ｉｔ ａｌｓｏ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｏｔｓ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄ ｔｈｅ ｗａｙ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｉｓｈｕｉ Ｒｏａｄ．Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎ－ｉｔｏｒｉｎｇ ｉｎ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ； ＧＰＳ ｓｕｒｖｅｙ； ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ０工程概况 丽水路（湖州路一轻纺路）工程是杭州市政府“３３９２９”工程项目，工程下穿段由Ｕ型槽和箱涵组成，１＋５６８＾－１＋６３８，１＋７９４＾－１＋８６４为Ｕ型槽，分别长７０ ｍ，Ｕ型槽全宽２２ ｍ， １＋６３８－１＋７９４为箱涵，长１５６ ｍ，箱涵按每段３８．２５ ｍ的长度分成分成ＩＭ段，箱涵全宽２１． ４ ｍ，基坑两侧采用１ｐ（Ｏ Ｏ钢筋很凝土钻孔灌注桩支护，长２１ ｍ；混凝土灌注桩外侧，采用帕０＠３０水泥搅拌桩挡水，搅拌桩深度为１０ｍ。每侧钻孔灌注桩顶设置圈梁连成整体，内支撑采用４５ ａ号工字钢，内支撑间距６收．日期２００３－０５－０８ｉ修订日翔２００３－０６－２１作衡简介：张紊（１９６１一），男，江苏南京人，高级工程师，主要从事工程侧盆与ＧＰＳ技术的教学研究。万方数据，５７２．浙江工业大学学报第３１卷ｍ。基坑开挖深度８ ｍ，属二级基坑。场地地质情况自上而下依次为：１－１层杂填土， 呈松散状态，易压缩，且很不均匀；１－２层素填土；１－３层淤泥质填土，填土层性质较差，不宜利用；２－１层为砂质粉土，但层厚薄．部分场地缺失；２－２层粉质粘土夹粉土，２－３层粉质粘土夹粉土，２－３层粉质粉土夹粉质粘土，大部分场地缺失；３－１层为淤泥质粘土，层厚６－１０ ｍｅ地下水位在自然地面以下。．７－２．３５ ｍ，对应高程为２． ２１６－ ３． ６２６ ｍ，运河水位在。．５－１．５之间。地下水类型主要为上层滞水，少量孔隙潜水，补给平源为地表水和大气降水渗入补给地下水水位随大气降雨量和附近运河水位而变化。工程士０． ０００ｍ标高相当于黄海高程十４． １２５ ｍ．场区周围环境较复杂，尤其场区西侧京杭运河及市级保护文物拱衰桥，靠近下挖段最低点，离道路两侧最近约２ ｍ．１监测目的 进行深基坑开挖常会因支护结构是失稳或变形过大而发生事故，同时，基坑降水也会给周围建筑物和构筑物带来不良影响，这不仅贻误工期、严重影响邻近建筑物和道路管线等公用设施的安全、造成巨大的经济损失，而且事后往往很难处理，这已为大量的工程所证实而市政工程往往开挖长度较长，影响面较大，因此现场监测列为防止深基坑开挖事故发生的重要举措之一是必须的。概括起来，基坑工程进行现场监测主要有以下三点作用： （ １）指导现场施工由于支护结构的变形和失稳并不是在瞬间发生，而是随着开挖的进行逐步发展的。监测工作可 以全面了解开挖过程中围护体系的实际状态，有助于正确估计开挖工程总的稳定性，为开挖施工的顺利进行以及临近建筑物、地下管线等公用设施的安全提供保证。监测过程中一旦发现异常情况。例如支护桩水平位移发展过快或绝对数值过大等，即可及时调整施工方式或采取必要的补救措施．防止事故的发生。（２）有利于纠纷的解决 建筑物等设施的损害是否由于邻近深基坑开挖引起， 常常造成纠纷。现场观测资料可以为纠纷的解决提供可靠的依据。（ ３）校核、修正设计将变形的观测资料与设计计算值进行比较， 可以了解设计是否安全可靠、经济合理。如有必要可根据观测资料修正设计参数。但其主要目的还是配合基坑挖土施工， 及时提供各项监测数据，以利分析、确保补桩及基坑和周围环境的安全，做好信息化施工。同时为类似工程提供科学数据，并积累经验。２监测方案 为了切实做到信息化施工，基坑施工阶段，除对基坑围护结构体的监测外，还重点进行了基坑周边环境的监测。对市级保护文物古拱衰桥和拱墅区政府大楼进行监测。根据对占拱衰桥以及根据本基坑工程安全限值测算，确定平面位移监侧为三等精度，垂直位移监测精度为二等精度，选用固定坐标基准。在施工现场，通视条件较差，而且基准点之间大部分方向不通视，监测点与基准点也处于不同的高度上，因此本工程采用现代测量技术与传统测量技术相结合的监测方案．即采用ＧＰＳ技术建立平面基准网，用Ｔ２经纬仪进行水平位移观测，用精密水准仪进行垂自位移监测。通过对二种方案比较，监测网采用了分层监控，实时跟踪监测布设方案。万方数据第５期张豪等：市政工程基坑变形监测与数据分析．５７３．２．１墓准点布设基准点是变形监测基准控制， 应保持其稳定，基准点一般应埋设在较远的稳定区域内，但离监测点太远又会使监测工作不便，并且降低观侧精度。本工程监测网分为二级，首级监测网基准点和工作基点构成．通过首级监测网检查基准点和工作基点的稳定性，确保最稳定基准点，首级监测网每周监测一次。次级监测网由工作基点和监测点构成，并利用最稳定基准点修正工作基点。共埋设５个基准点，３个在古运河西侧，２个在古运河东侧。２．２周围环境监测点布设２．２．１邻近建筑物垂直位移监测点 在场区西侧市级保护文物拱衰桥上布置４个监测点， 编号为Ｇ１－Ｇ４。区政府大楼上布置４个监测点，编号为Ｆ１＾－Ｆ４，监测点直接布设。２． ２． ２拱衰桥水平位移监测点 点位布设同垂直位移监测点。２．３基坑ｍ护监测点布Ｉ２． ３． １围护墙顶（圈梁）垂直与水平位移监测点拟在基坑两侧围护墙顶部布置５个监测点，编号为Ｗｌ－ －－Ｗ５，监测点将采用埋钉设标法。２．３．２深层土体侧向变形（测斜）监测点 在基坑两侧围护墙体外布置３个观测点和拱衰桥边布设２个观测点编号为ＱＸ１－ＱＸ５ｅ ３监测方法３．１基准网洲ｆ基准平面网按照国家建设标准［ ；先后观测３次。观测采用３台美国Ｔｒｉｍｂｌｅ４６００１，Ｓ ＧＰＳ单频接收机同步进行。观测时间长度＞９０ ｍｉｎ，有效观测卫星数５－１０颗，卫星高度角）１５度．数据采样间隔为２０５，共观测１２条基线，其中４条为重复基线。数据处理采用美国原厂提供的专用软件，基线解算都得到有效的固定解。其解算最大误差土５ ｍｍ，最小值为士２ ｍｍ，并通过了同步环和异步环的检查，测量结果可靠。基准高程网按照国家标准Ｃ ％７布设成闭合水准仪路线，采用瑞士ＷＩＬＤＮＡ２精密水准仪加平行光管，并配合瑞士ＷＩＬＤＧＰＬＥＺＮ锢钢尺，按二等水准测量精度要求，共进行了３次往返测量。单程路线长度３２０ ｍ，１０个测站，各次水准观测高程闭合差［［３］均小于其容许误差介９＝土。．３ ｍｍ了了二士０． ９５ ｍｍ，３．２垂直与水平位移监侧垂直位移监测按二等水准测量精度要求组织实施， 施测选用ＷＩＬＤ ＮＡ２精密水准仪，配２．。ｍ锢钢尺。利用工作基点测量监测点，即变形点的高程中误差控制在（士１ ｍｍ，水平位移监测， 选用ＷＩＬＤ Ｔ２经纬仪及配套视牌，采用前方交会法施测，测站及基准方向都设在施工区影响范围之外，保证基准方向宜通视良好，不受旁折光的影响。根据同一监测点不同时期监测得到的独立的平面直角坐标，即可确定出该监测点的水平位移量。：。假定首次测得的监测点坐标为（ Ｘ，．Ｙ，），第二次测得监测点坐标为（Ｘ ｚ ２Ｙ． ），则监测点的水平位移量。；及位移方向ａｉ为： Ｄｉ＝，／［（Ｘ：一Ｘ，）｝＋（Ｙ，一Ｙ），〕（１）ａ』二ａ ｒｃｔａｎ［（Ｙ：一Ｙ，）／（Ｘ：一Ｘ，）］ （２）观测周期视施工进度而变化， 定为１－５ ｄ，共观测３２期万方数据一５７４浙江工业大学学报第３１卷３．３蓦坑围护姗体变形（测斜）监测围护墙体变形监测选用０７０ ｍｍ带“十”字内导槽的高精度ＰＶＣ塑料管直接安放置墙体外土体中。为确保观测效果，测斜管安放深度为２０＾－２５． ０ ｍ。观测仪器选用ＣＸ－Ｏｌ型测斜仪，每间隔０．５米且０“一１８０。二次测读，观测精度蕊士１． ０ ｍｍ．４数据分析４．１周围环懊监刹成果分析 拱衰桥是此次丽水路基坑施工周围环境监测重点，分别进行了水平、垂直、测斜等观测，监测成果表明拱衰桥从开挖至箱涵回填其水平位移和垂直位移都在正常值之间变化，拱衰桥桥上共布设４个观测点。Ｇｌ－－Ｇ４其最大沉降量为桥顶Ｇ３点３． ５ ｍｍ，，其余各点最大沉降量在１ ｍｍ－２．７ｍｍ之间．水平位移量最大Ｇ３点为５ ｍｍ其余各点位移量在１ ｍｍ－４ ｍｍ之间，据综合分析主要是由于仪器对中等观测误差所引起，拱衰桥东侧斜Ｑ３＃孔，其最大位移也只有９ ｍｍ，表明基坑开挖对该建筑物影响较小，从整个观测成果表明基坑。周围环境是安全的，不影响建构筑物的正常使用，拱衰桥东侧２号箱涵西侧后面加强的９根围护桩起到了较好的保护作用．４．２坑周边土体深层水平位移监测成果及分析基坑周边土体深层水平位移， 从基坑开挖至箱涵回填监测成果表明：从开挖至回填土体最大水平位移２９．７４ ｍｍ（Ｑｌ ＃） ｏＱ２＃孔上部３ｍ施工过程被碰动无法反映真实状况。Ｑｌ＃．Ｑ２＃．Ｑ４＃水平位移速率在土体开挖过程中都出现大于报警值３ ｍｍ／天的情况，我方及时报警和施工单位采取相应措施后，使各孔水平位移速率逐，渐趋于稳定，确保了基坑安全施工。４．３ ＧＰＳ冠梁水平、垂直位移监侧成果分析 冠梁最大累计位移２１ ｃｍ．至使工字钢支撑变形，由于我方及时报警，后改用Ｈ钢和钢管支撑效果较好。垂直位移，最大为ｗ２点３．４ ｍｍ，主要是由于冠梁水平位移而引起．此项影响是正常的．丽水路基坑在整个开挖和施工过程围护冠梁水平位移，土体位移，多次达到和超过预警值，由于报警及时，以及甲方、设计、施工、监理各方面采取措施得力，使整个工作顺利完成。５结束语 （１）当监测变形值接近达到报警值时，要充分考虑施工的实际情况，进行综合分析，及时准确地把握基坑位移的发展趋势，会同各方，得出正确判断结论，提出切实可行的对策，以正确的信息全面指导施工，使工程保质、安全地顺利实施。（２）深基坑的监测涉及众多学科交叉，随着城市市政工程深基坑施工大量采用，只要基坑一开 挖，各种险象环生，周边地表即刻出现裂缝或塌陷已成规律，故工程环境监测尤为重要。（ ３）本次监测说明，只要选用设备和技术措施合理，ＧＰＳ定位技术完全可用于市政工程基坑变形监测，而且具有许多常规测量所不能及的优越性。随着ＧＰＳ技术的不断发展，仪器功能增加和完善．价格进一步降低，各种解算模型的完善，相信ＧＰＳ在市政工程施工监侧中有非常广阔的应用前景。参考文献：［１１ ＣＪ１７３－１９９７，全球定位系统城市侧ｆ技术规Ｗ［Ｓ］［２１ ＧＢ５００２６－１９９３，工程测Ｉ规范［Ｓ］［３］张成，张文华，徐飞，等．市政工程侧且监理［１］．侧绘通报，２０００（１）：２５一２６（资任编辑：陈石平）