摘要本设计主要针对某深基坑工程施工过程中基坑变形及引起周边环境变形进行监测的 方法及相关数据处理方案的设计与分析主要监测内容对基坑壁进行水平位移监测和沉降 监测；内支撑格构柱进行沉降监测;周边临近基坑受基坑影响的建筑物作沉降监测；周边建 筑沉降超预警值后要求进行倾斜观测.采用监测方法为精密二等水准、极坐标法、投点法， 并对其可行性进行做了精度分析关键字：沉降观测；水平位移观测；倾斜观测；二等水准；极坐标AbtractThis design is mainly for a deep foundation pit during the construction of foundation pit deformation and cause the deformation of the surrounding environment monitoring methods and data processing program design and analysisThe main monitoring content of the foundation pit wall for monitoring horizontal displacement and settlement monitoring;In support of lattice column for subsidence monitoring ； near an excavation foundation pit surrounding by effect of buildings for subsidence monitoring;The surrounding building settlement of super early warning value requirements of the tilt observation。
The monitoring method for precision two level， the polar coordinate method ， points method,And its feasibility was made precision analysisKeyword： Horizontal displacement observation； settlement observation； tilt observation； two level； polar coordinates目录摘 要 IAbtract II1 工程概况 12 监测目的 23 编制依据 34 控制点和监测点的布设 441 变形监测基准网的建立 44 2 监测点的建立 44.3 监测级别及频率 45 监测方法及精度论证 65 1 水平位移观测方法 652 沉降观测方法 75.3 基坑周围建筑物的倾斜观测 86 成果提交 107 人员安排及施工现场注意事项 118 报警制度 139 参考文献 13附录 1 基准点布设示意图 15附录 2 水准观测线路设示意图 16附录 3 水平位移和沉降观测监测报表 17附录 4 巡视监测报表样表 18附录 5 二等水准测量观测记录手薄 19附录 6 水平位移记录表 201 工程概况黄金广场 6#楼基坑支护工程位于合肥市金寨路和黄山路交口西南角，基坑 开挖深度为12.4m〜13.3m,为临时性工程，为一级基坑，重要性系数1。
1,基 坑使用期为六个月由于多栋建筑物与基坑侧壁距离较近 ,均在基坑影响范围内按照国家现行 有关规范强制性条文，“开挖深度大于或等于5m或开挖深度小于5m但现场地质 情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工 程监测 "为了及时和准确地掌握基坑在使用期间的变形情况以及基坑相邻建筑 物主体结构的沉降变化,需对基坑进行水平位移（或沉降）变形监测，并对相邻建 筑物进行沉降监测为此,编制以下检测方案2 监测目的在基坑施工期间，由于坑内土体开挖，会引起基坑底面的回弹；在外侧土 压力的作用下,会引起围护结构内力发生变化，同时产生变形；如果围护结构强 度和刚度不足，将导致支护桩倾斜，甚至坍塌等严重事故；同时由于基坑降水， 水位的下降会引起坑外土体的固结,使地面发生沉降，特别是如果支护防渗系统 存在缺陷,将会发生渗漏，流沙等现象，结果导致地坪开裂以及周围建筑物产生 不均匀沉降.对基坑及周边环境进行监测,预警并防范过大位移、变形与工程事故 的发生，并通过监测,保证整个基坑工程的安全施工.进行基坑围护安全监测,可使基坑开挖工作顺利进行，及时了解基坑围护结 构本身的受力和变化情况,同时关注基坑周围建筑物的变化情况，对基坑开挖工 程进行动态监测,在预知可能出现危险的情况下及时报警，以便采取相应的应急 措施,从而使基坑在施工期间确保围护结构不产生过大的位移和变形，使基坑施 工最大地处于安全经济的状态下进行。
对基坑向外1〜2倍开挖范围内相邻建筑及道路进行沉降监测，预警基坑开 挖引起的环境问题.3 编制依据(1)设计方提供的设计图纸(格构柱确认及东侧支护方案 20110607)(2)《工程测量规范》GB50026-2007( 3)《建筑变形测量规范》 JGJ8—2007(4)《国家三角测量规范》 GB/T17942-2000( 5)《国家一、二等水准测量规范》 GB12897—91(6)《精密工程测量规范》 GB/T15314—944 控制点和监测点的布设4.1 变形监测基准网的建立选择通视良好、无扰动、稳固可靠、距离基坑 3 倍开挖深度的位置布置三个 基准点（如图 4-1），组成监测基准网（见附图 1）,编号分别为 BM1、BM2 和 BM3图 4 — 1 混凝土普通水准标石（单位：cm）4.2 监测点的建立监测点应布置在边坡变形较大、坑边存在严格控制变形的建筑物以及土质相对较差处在基坑边坡顶和内支撑上布置22个监测点，编号分别为东侧为J—1〜 J—33.平面布置见附图用膨胀螺栓植入冠梁或护坡混凝土中，用红色油漆做标 记钢筋顶部刻十字标记在周边建筑物上布置18个沉降观测点用①18螺纹 钢端部磨光滑，折成90度，分别布置于每栋楼承重墙高出土 0.000m约400mm〜 500mm 区域。
测点安装如图（4—2）图 4—2 沉降点（单位： mm）43 监测级别及频率根据设计图纸及国家相关规范要求，基坑的检测级别为二级预计基坑有效 使用期为六个月，如无异常变形，每开挖一层土方监测一次，雨后须加测一次，基 坑开挖到底后 3 天监测一次，如有异常，每天监测一次，直至变形收敛至正常.具 体监测频率视现场施工情况而定5 监测方法及精度论证5.1水平位移观测方法根据设计图纸及相关规范要求，在黄金广场 6#楼基坑支护工程施工过程中需对场区内及周围环境进行日常的基坑壁坡顶的水平及沉降和周边建筑物沉降 及倾斜的常规监测变形监测采用平面导线测量，通过测量距离与方位角 ,按极坐标计算公式可准确求出每周期各变形点的三维坐标:Xp=DpcoSHzp + XoYp=DpSinHzp + YoHp=hp+ Zo式中 Hzp-—--—监测点至变形点的方位角；Xo、Yo、Zo—-—-——监测站的坐标值求出各监测点坐标，平差后与初始值对比推算得到桩顶水平位移值 .51 水平位移精度论证由基坑监测平面图知，以BM1为测站点,BM2为后视点时，C 10点为最弱点.图 5—1 极坐标法观测原理全站仪测量坐标的计算公式为:=s • cosHap + (1)=s • sinHap + (2)利用误差传播定律，可以导出坐标测量的中误差计算公式为:2=2・cosHap2+s2・sinHap2・()2— ・s・ sin2Hap •()2 =2・sinHap2 +s2^cosHap2^()2+ •s^ sin2Hap •() 2二2+2二2+ s2 ・()2式中ms、ma按全站仪的标称精度计算。
采用测距精度(2mm+2ppmXD)、测角精度ma的全站仪观测距离工作基点120m 处的监测点C23,则监测点的点位中误差计算：2 =2 + $2・()2由二级观测点坐标中误差为3mm,即mp不应大于3 mm.=2mm+2X012mm=2.24mms=120m2=2242+03384 2 <9<3.4即可采用标称测距精度为(2mm+2ppmXD),测角精度不大于3.4〃的任一全 站仪本次采用GTS—332W型全站仪，其标称测距精度为(2mm+2ppmXD),测角 精度为2 〃 .52沉降观测方法沉降观测采用严格的二等水准线路测量，测出个监测点的高程，平差后与初 始值对比推算得到桩顶沉降值.测量路线如图(见附录1)，分 3 条路线，第一条 以BM1为基准点C1〜CIO、J14〜J17、J22和J1闭合到BM1 .第二条以BM3为基 准点C11〜C18、J13和J33闭合到BM3.基坑内支撑和其他基坑壁的观测点作为 第三条观测路线1 沉降监测精度论证由水准路线略图知线路测站最多的为17站C7为最弱点设最弱点精度为o, BM1至C7的中误0 1,权为P;贝y： 2=2+2+・.・+2=N .2—•由于从BM1至C7两端的站数均为9站所以—・DS1级水准仪每公里往返测平均高差中误差为1mm。
本次观测最远距离为50m则每站高差中误差最大值为—• —0.32mm取1 站的高差中误差作为单位权中误差，贝：P=带入公式=得=0.78mm而允许的变形值10mm，取其作为高差中误差,由于：0.78mm V 1mm因此本次采用 DS1 级水准仪按二等水准测量施测符合精度要求.5.3基坑周围建筑物的倾斜观测当建筑物累积沉降达到预警值10mm,就要对该建筑物进行倾斜观测•在建筑 物顶部和底部安装观测点,在合适的地方架设全站仪,采集两点的坐标差，计算建 筑物的倾斜度对需要进行倾斜观测的一般建筑物,要在几个侧面观测在观测之前，要用 全站仪在建筑物同一个竖直墙面的上、下部位,各设置一个观测点M为上观测 点、N为下观测点.如果建筑物发生倾斜，则MN连线随之倾斜观测时,在距离 大于建筑物高度15倍距离的地方安置全站仪，照准上观测点M,用盘左、盘 右分中法将其向下投测得N1点，如N1与N点不重合，则说明建筑物产生倾斜， N1与N点之间的水平距离d即为建筑物的倾斜值若建筑物高度为H,则建筑物 的倾斜度为i = d/H6 成果提交根据图形和数据资料进行分析，建筑物是否进入稳定阶段，一般情况 ,若沉 降速率满足《建筑变形测量规程》中对日沉降速率（-0。
02〜一0.04mm/日）的要 求,可以认为已进入稳定阶段，若最后三个周期沉降速率大于其要求，应建议继 续观测.1 每次的监测结果,以文字或表格形式提供见附录3、4）2 如监测期间发现变形量达到或超出预警值，首先通知，并于第 二天以文字形式提供预警通知7 人员安排及施工现场注意事项作业人员必须严格按规范要求监测并进行自检,做到记录清晰、齐全，计算 准确无误检查员应及时对测量成果进行检查，发现问题及时处理审核员负责 报告的审核，把好质量的最后一道关，并在监测工作过程中注意以下事项：(1) 采用相同的观测路线和观测方法2) 观测时应选择同一晴朗天气时进行观测3) 使用同一仪器和设备4) 固定观测人员，减少人为误差5) 每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并作出详细记录6) 应保证观测数据的真实性，并保留原始观测数据，以备查核7) 按国家有关测量规范进行观测.(8) 全站仪在进行坐标测量时要尽量减少仪器的对中误差和调焦误差的影响, 尽量减少测点架设棱镜的对中误差，测量时仪器不能受太阳直射，气泡应严格居 中，并在通视良好、成像清晰的有利时刻进行9) 观测时每次观测均要对基准点进行边长、角度检测检核，验证其点位 稳定可用后才对水平位移观测点进行观测.(10) 每次观测前按技术要求对仪器进行检查和校正，观测应遵守“五固定 "原则，沉降观测依据的基准点及沉降观测点，点位要固定;所用仪器、设备要固 定；固定测量人员；固定测量仪器和固定路线；观测环境和条件基本相同，以保 证观测结果精密。
11) 水准仪i角是一个变化值，每次作业前，对i角进行检查,若发现i角大 于15秒，应及时进行检验校正布设观测路线时，前后视距不超过50m,前后视 距差不超过2Om,以控制i角的误差影响，同时提高观测时的成像清晰度12) 在观测过程中，也要做到步步有校核前后视距W 30m，前后视距差W 1.0m ；同一观测点的两次观测之差不大于1毫米13) 每测段往返测的测站数均应为偶数 ，否则应加入标尺零点差改正 .由往 测转返测时，两标尺记得互换位置，并重新整平14）在同一测站上观测时，不得两次调焦,转动一起的倾斜螺旋和测微鼓 时,最后旋转方向是旋进15） 观测时间及环境：不在日出前后 1 小时、中午时分进行观测，更不能 在大风或有雾的情况下进行观测16） 为保证水准尺气泡稳定居中，自制一些简单的水准尺辅助标杆，以使 扶尺员快速稳定地竖直标尺，提高观测效率8 报警制度将允许值的三分之二作为警告值,允许值的三分之一作为基准值，将警告 值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围 ,应提出警告，说明需商讨和 采取施工对策,预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测 值落在基准值以下,说明基坑是稳定的。
根据本工程土质条件以及业主方对基坑的变形要求，本基坑的变形预警 值如表9—1 .根据本工程土质条件以及业主方对基坑的变形要求，本基坑的变形预警值如 表 9 — 1 .表 9-1 基坑变形要求剖面号累计水平位移（mm）水平位移速率（mm/天）连续3天累计沉降（mm）1—1、2-2222133-3252154-430315周边建筑10210注:立柱桩的差异沉降:基坑开挖所引起的立柱桩隆起或沉降不得超过10m m,变化速率不得 超过2mm/天在信息化施工中,监测后应及时对各种监测数据进行整理分析,判断监测对 象的稳定性,并及时反馈到施工中去指导施工9 参考文献[1] 伊晓东，李保平，变形监测技术及应用,黄河水利出版社[2] 潘正风，杨正尧，程效军，成枢,王腾军,数字测图原理与方法，武汉大学出 版社[3] 武汉大学测绘学院测量平差学科组，误差理论与测量平差基础，武汉大学出 版社[4] 孔祥元，郭际明,控制测量学，武汉大学出版社[5] 张正禄，等,工程测量学，武汉大学出版社[6] 顾孝列，鲍峰，程效军，测量学（第四版），同济大学出版社[7] 张祖勋，刘经南，李德仁,陈俊勇,宁津生，测绘学概论，武汉大学出版社附录 1 基准点布设示意图附录 2 水准观测线路设示意图附录3水平位移和沉降观测监测报表(）监测报表 第 次工程名称:报表编号天气：观测者：计算者测试日期:年月日占八、、号水平位移量/mm备注竖向位移量/mm备注本次 测试 值单次 变化累计 变化 量变化速率本次测 试值单次 变化累计变化量变化速率说 明1. 所填写数据正负号的物 理意义；2. 测点损坏的状况（如被 压、被毁）；3. 备注中注明该测点数据 正常或超限状况。
测点布置示意图工 况项目负责人： 监测单位:注:应视工程及测点变形情况,定期绘制测点的数据变化曲线图附录 4 巡视监测报表样表（ ）监测报表 第 次工程名称: 报表编号：分类巡视检查内容巡视检查结果备注自然 条件气温雨量风级水位支护 结构支护结构成型质量冠梁、支撑、围檩裂缝支撑、立柱变形止水帷幕开裂、渗漏墙后土体沉陷、裂缝及 滑移基坑涌土、流砂、管涌施工 工况土质情况基坑开挖分段长度及 分层厚度地表水、地下水状况基坑降水、回灌设施运 转情况基坑周边地面堆载情 况周边 环境地下管道破损、泄漏情 况周边建（构）筑物裂缝周边道路（地面）裂缝、 沉陷邻近施工情况监测 设施基准点、测点完好状况观测工作条件监测元件完好情况观测 部位观测者: 观测日期： 年 月 日 时附录 5 二等水准测量观测记录手薄测自 至 20 年 月 日 时刻:始 时 分天气： 温度： 成像： 末 时 分云量： 风向风速： 土质: 太阳方向：测站编后 尺上丝、八 刖 尺上丝方向 及尺号标尺读数基+K减 辅 ①一②备注下丝下丝后 距前 距基本分 划①辅助分 划②视距差后、八 刖后前后、八 刖后-前后、八 刖后前后、八 刖后前后、八 刖后-前后、八 刖后前检核计算：附录 6 水平位移记录表水平位移记录表测量日期： 年 月 日 天气JH 口 点号坐标距测站平距(m)角度X (m)Y (m)度分秒备注。