天津某地铁车站基坑开挖监测技术研究

对基坑及邻近建筑物进行变形监测，本文基于笔者多年从事基坑变形监测的相关工作经验，以天津市某基坑开挖对建筑物影响的监测为
例，介绍了监测方案，并对不同的数据处理模型进行对比研究，得出对于本项目变形监测中精度较高的数学模型。
关键词：基坑 变形监测 数据处理 精度
中图分类号：TU443
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2018)01(c)-0027-02
1 工程概况 此 基 坑位于 天 津 某 地铁车 站。在 基 坑 开 挖 的 施 工 过 程
中，基 坑 内外 的土体 将由原 来 的 静止 土 压 力状 态向被 动 和 主 动土 压力状 态转变，应力状 态的改变将引起 土体的变形，因 此会对邻近建 筑 物 造成 影 响。此 次 观 测的目的 就 在 监 测 基 坑 的开 挖 对邻 近 建 筑 物 造成 的 影 响，以及了解 邻 近 建 筑 物 的 变 形 情况，从 而 控 制 开 挖 基 坑 的 进 度 来 保 证 工 程 的 安 全， 最 终 保证 周围几 座 建 筑 物 的 安 全。 1.1 基准点和监测点布设方案
近几年，随着科学技 术的不断发展，很多城市都开始 修 建 地铁，深 基 坑工程 是 地铁项目的一个重要 组 成部 分，其规 模 越 来 越 大，深 度 越 来 越 深，因此 深 基 坑 开 挖 和 支 护成 为 地 铁 工程 的 热点 和 难 点。由于基 坑 开 挖引起 的变 形 会对周边 建 筑 物 构成 威 胁，使得 在 施 工期间引起 的基 坑变 形及 基 坑 稳 定 状 况 成 为 许多设 计 和 施 工 单位 广 泛关 注 的问 题 之一，故 有必 要对支 护 结 构及周边环 境实 施 监 测，为勘 察设 计施 工 部门及 时 提 供 监 控 资 料，避 免 造成 不必 要 的经济损 失和 社 会影响。
基 坑 监 测工作 于2 014 年 6月17日开始布点，总计观 测 2 0 次。在 基 坑 上布设变形监 测点，平面位 置 上力求 对 称，做 到 全面监 测，突出重点。监 测 项目主要 是 对基 坑旁3 号、4 号、 5 号楼 进行 沉 降 监 测。本 次 共 布监 测 基点5 个 (Z B1、Z B2 、 Z B3、Z B 4、BM1)，水平 位 移监 测点 9 个（全 为基 坑 边 监 测 点，编号为JC1～JC9，间距约 2 0 m，距基 坑 边 线约 0.2 m）， 沉 降 监 测点16 个（11个 水平 位 移监 测点同时作为 沉 降 监 测 点,建 筑物 沉降 观测点为5个，编号为3D-1、3D-2、4D-1、 4D -2、5 D -1）。6月19日对监 测点进行了初始数 据的观测， 初 次 观 测 独 立 观 测 两 次，取 其 平均 值作为 初 始 数 据，并对 基点进行了联测。在基 坑开挖过程中，每3～4天 进行一次观 测，若沉降 观测点的沉降 量出现异常，则对各观测点进行加 a DNA03数字水准仪，水 准 尺为与DNA0 3配 套的L e i c a 编 码 标 尺。在 观 测 之前水准 仪 和 水 准 尺 经 过 严 格 检 验。我 们 的 控 制 点（B M 1）选 取 在 距离基 坑 2 0 0 m 以外比较牢固的建 筑物（6 号楼）上，控制点 （BM2）选取在距离基坑20 0 m以外比较牢固的建筑物（4号 楼）上。 1.2 建筑物沉降观测数据计算及分析
工程技术
DOI：10.16660/j.c n k i.1674-098X.2018.03.027
科技创新导报 2018 NO.03
Science and Technology Innovation Herald
天津某地铁车站基坑开挖监测技术研究
王晓烨 (天津市地球物理勘探中心 天津 300170)
摘 要：在地铁施工建设中，往往需要进行基坑开挖。由于基坑内外压力的变化，引起土体的变形，对邻近建筑物造成影响。因此，需要
对 建 筑 物 一 共 布 设了5 个 监 测 点，以 基 准 点 B M 1为 起 点，BM1高程为10.0 0 m。观测流程为由BM1→5 D-1→3D1→3 D -2→4 D -1→4 D -2→BM1形成一 个 观 测闭合 环，每 次 观 测 结 束 利用△h＝∑a -∑b ≤1.0 L ( 路线 距离) 检 查 记 录 的 数 据和 计算是否正确，精度是否合格，然后，调整 高差 闭合 差，推 算 出各 沉 降 观 测 点 的 高如 有 超 限 应当返 工。经 计算得出闭合水准路线全长闭合差为0.21m m,路线长为 0.8703k m,闭合差限差为±4 K =±3.8m m,故初次观测完 全符合二等水准测量要求。由于观测数 据很多，这 里取前10 期建 筑物 沉降 观测数 据 进行分析 研究：(1) 计算各观测点本 次 沉降 量:Δh =本 次 观测所得的高程H i为上次 观测所得的 高 程H i-1；(2) 计算累计 沉降 量：ΔH =ΣΔh ;(3) 计算 沉降 速 率：ν=沉降 量/观测天数,有观测数据绘制建筑物监测点沉 降观测曲线图，各点沉降 量如图1所示。
根据观测数据成果计算各观测点的累积沉降量如表1所示。 沉降 观 测 数 据 表明：大部 分房角沉降 观 测点变化 很少, 其中最大的变化是4D-1(-0.97m m)和3D-1(-0.95m m)， 但 监 测点的累积变化 量小于警 戒值，已 有 支 护 结 构 能 维 持 基 坑 边 坡 的 稳 定，目前 基 坑 处 于 稳 定 状 态。
变 形监 测 是 掌 握基 坑 形 变 规 律 以及 对周边环 境 影 响 进 行评 价的有 效手段，在建 筑物 兴建、施 工、运营阶段都起着 重要作用。通 过变形监 测，分析基 坑 形变 规律，以及 对周边 建 筑物 影 响的变化 趋势 进行有 效 的 预测，对基 坑 和建 筑物 的安全监控，确保建筑物安全 运营具 有重要意义。本文以天 津某基坑的监测为例，对变形监测的数据 进行处理分析，对 观 测 量 进行 预 报并与实际沉 降 量 进行比 较，以确 定 模 型的 有效性。