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摘要：通过对株洲市XX小区基坑变形监测，阐述了工作基点及监测点布设原则、方法、观测精度及观测周期，并对外业观测和监测数据处理及分析等内容作了较为详细的说明。通过监测得到该工程的自然放坡支护段、悬臂桩支护结构段的水平位移及竖向位移值均小于本项目监测报警值，说明该基坑的施工满足工程要求。
关键词：基坑；变形监测；数据处理；数据分析
1、工程概况
XX小区位于株洲市石峰区荷花村内，周边情况相对简单，没有地下管线和已建建筑。小区拟建8栋高层住宅楼、4 栋多层住宅楼和一栋多层邻里中心，其中4#、5#、6 #、7#、8#栋为高层住宅，所在区域设计有一层地下室。根据设计及甲方要求，我们将对地下室基坑悬臂桩支护结构段及自然放坡支护段进行监测，监测其顶部的水平位移及竖向位移。该基坑长约140米，宽约125米，基坑最深处约 9.6米，最浅处约6.0米。变形观测前，此基坑已挖好，基坑坡顶1.5米范围内地面已硬化。自然放坡段钢筋网用土钉固定于坡面，喷射厚度为10厘米的混凝土。自然放坡段最陡段坡率为1：0.5，最缓段坡率为1：1。坡顶设置截水沟，坡底在基坑的四角及每隔30米设置一集水井，用于排除地下水及施工废水，此项目未对地下水位进行监测。基坑的abcd段、hijk段、ka段地层为风化泥质粉砂层，de段地层为素土层，ef段为粉质粘土层（见图1）。为保证基坑施工安全顺利地进行，预测基坑支护变形的趋势，掌握它们的变形规律，受业主单位的委托，我院承接了此次XX小区基坑支护变形监测任务，对该基坑支护进行为期约半年的变形监测。基坑支护监测开始于2013年7月19日，结束于2013年12月26日。
2、监测内容
基坑工程的现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。现场监测对象为：
1、悬臂桩支护结构
2、自然放坡段支护结构
3、基坑底部及周边土体
4、其他应监测的对象
基坑监测方案与基坑设计、施工方案相匹配，针对关键部位重点监测。
3、监测方案
基坑工程施工和使用期内，安排专人定期进行巡视并做好记录。巡视内容有：支护结构、施工工况、周边环境、监测设施等内容。
3.1 监测网布设
考虑到本项目监测周期短，故采用独立坐标。由于通视条件良好、距离较近、观测项目较少，所以直接布设工作基点，在基坑的南边和西边相对稳定和方便使用的位置布设4个竖向位移工作基点（即JD3、JD4、JD5、JD6），在基坑的北边和西边布设4个水平位移工作基点（即JD1、JD2、JD3、JD4），其中JD3、JD4既为水平工作基点又是竖向工作基点（见图1）。
3.2 监测点布设
本着经济合理的原则，根据规范和甲方要求我们对悬臂桩支护结构段及自然放坡支护段进行监测点布设。基坑西北侧ak 段为悬臂桩支护结构，布设了5个监测点（JK1～JK5）；基坑北侧abcd段为自然放坡支护，布设了8点（JK6～JK13）；基坑东北侧de段为悬臂桩支护结构，布设了3点（JK14～JK16）；基坑东边北段ef段为自然放坡支护，布设了4点（JK17～JK20）；基坑东侧南端和南侧东端fgh段，此段场地标高与基坑底标高相差不大，未布设监测点；基坑南侧西端和基坑西侧南端hijk段为自然放坡支护，布设了11点（JK21～JK31），共计布设监测点31个（每个点既为竖向位移点又为水平位移点）（见图1）。
3.3监测的级别及周期
变形监测级别为三级，位移观测变形点坐标中误差为±10.0mm；沉降观测观测点测站高差中误差为±1.5mm。经综合考虑规范和甲方要求，监测周期拟前二个半月按1次/7d，其余按1次/15d。
3.4 基坑监测报警值
监测项目 支护结构顶部水平位移 基坑周边地表竖向位移 基坑周边地表裂缝
报警值（mm） 30 25 10
4 外業观测和监测数据处理
4.1 外业观测
4.1.1 观测遵循原则
工作基点和零方向固定，观测人员固定、仪器设备固定、路线固定、观测方法固定。
4.1.2 水平位移观测
水平位移监测可采用前方交会法、后方交会法、极坐标法、GPS测量法等，本项目根据监测的实效性和周边情况特点，采用极坐标法进行观测。极坐标法观测水平位移点点位中误差公式为：ms2=mx2+my2=mD2+D2×mβ2/ρ2 （1）
式中：ms为水平位移点点位中误差，mx、my分别为纵、横坐标中误差，D为设站点至监测点的水平距离，mD为距离观测中误差，mβ为测角中误差，ρ为一常数，将mD=a+b×D代入（1）中得：
ms2=（a+b×D）2+ D2×mβ2/ρ2 （2）
式中：a、b分别为全站仪的固定误差和比例误差。由上式可见，水平位移点点位中误差与设站点至位移点的距离和测角中误差均成正比例关系。所以，在观测过程中提高测距和测角的精度可有效的提高水平位移监测精度。本项目采用索佳SET250型2〞级全站仪测量，加入棱镜常数改正和温度气压改正。水平角采用方向观测法，每组不多于4个方向，四个方向时归零；距离测量斜距，测一测回三次读数，垂直角测一测回。
4.1.3 竖向位移观测
悬臂桩支护结构及自然放坡支护段31个竖向位移监测点，使用DS05索佳 SDL30M 电子水准仪采用三等水准方法按闭合路线观测，测量过程中严格按三等水准测量精度要求实行，严格控制视线长度、前后视距差和视线高以及观测的各项限差。每次观测均在上午进行，从JD5开始经各竖向位移监测点和3个竖向工作基点闭合至JD5（即JD5-JK31-JK1～JK20-JD6-JK20～JK30-JD3-JD4-JD5）。 4.1.4 周边地表裂缝监测
每次设站测量监测前，都对基坑周边地表进行了巡视检查，未发现有新增裂缝，原有裂縫经目测或是钢尺丈量，未发现有加剧现象。
4.2 监测数据处理
每期数据观测结束后，对监测数据都进行了及时处理。水平位移用极坐标法测得的距离和角度数据， 计算出监测点的X、Y坐标。竖向位移采用三等水准方法进行，用清华山维平差软件严格按三等水准平差计算出各监测点高程。
5、监测数据分析
我院按观测周期对XX小区基坑支护各变形监测点进行了监测数据采集，共进行了17次（水平监测由于房屋已建至±0以上，视线遮挡，只观测了13次），其中第5次（8月24日）和第6次（8月25日）属连续观测两天，因其处于强干旱和强降雨的交界点。取第一次观测数据为初始观测值，后面每期观测数据都与其比较，以求得每期水平位移和竖向位移的累计变化量和变化速率，同时相邻两期之间也进行了比较，以求得单期变化量。通过5个多月的变形监测，经过对监测数据的分析处理，我们得出以下结论：
5.1 水平位移
①从监测日报表（略）中数据可看出，bcd段的JK8～JK13、ef段的JK17～JK20、hijk段的JK21～JK31监测点的水平位移单期变化量在2mm以内、累计变化量的绝对值不超过3mm，由于水平位移观测的精度只能达到±1mm，所以认为在监测期内，这几段水平位移不明显。de段的JK14～JK16，在受到2013年8月21日之前的强干旱和2013年8月22日之后两天的强降雨影响，发生了一次水平方向的位移，单期位移最大点为JK16，位移值为13mm，最小点为JK14，位移值为5mm。
②从水平位移过程线图中数据可看出，水平位移累积变形量最大是JK16观测点，其值为8mm；最小值是JK1和JK3观测点，其值为1mm。de段（JK14～JK16）受基坑支护刚性结构的作用在后面略有回弹，截至2013年10月23日最后一次观测基本稳定至最大值8mm的水平位移量。其它各基坑支护略有轻微外移趋向，其值较小（见图2）。
5.2 竖向位移
①从监测日报表（略）中数据可看出，bcd段的JK8～JK13、ef段的JK17～JK20、hijk段的JK21～JK31监测点的竖向位移单期变化量和累计变化量的绝对值不超过2mm，所以认为在监测期内，这几段竖向位移不显著。
②从竖向位移过程线图中数据可看出，单期变化最大的JK7，其值达到5mm，竖向位移累积沉降量最大也是JK7观测点，沉降值为14mm；最小值是JK3、JK4观测点，沉降值为0mm。自然放坡ab段和悬臂桩支护结构ka段沉降仍在发生，偶见反弹，其值不大（见图3）。
6、结束语
6.1 强干旱后再强降雨对于不同土质和不同支护结构段影响有差异。强干旱后再强降雨应提高监测频率。
6.2 本项目基坑支护变形监测在2013年7月19日至2013年12月26日历时5个多月来的连续观测周期内，该阶段基坑支护没有较大变形，变形值都在报警值内，且变形日趋稳定，说明该基坑的施工满足工程要求。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部 JGJ8-2007 建筑变形测量规范 中国建筑出版社 北京 2007
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部 GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范 中国计划出版社 北京 2009
[3]中国有色金属工业总公司 GB50026-2007 工程测量规范[S] 中国计划出版社 北京 2007
[4]中国标准出版社 GB/T12898-2009 国家三四等水准测量规范[S]中国计划出版社 北京 2009
[5]夏才初、李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M]同济大学出版社 上海 1999
[6]黄声享、尹晖、蒋征.变形监测数据处理[M]武汉大学出版社 2003
关键词：基坑；变形监测；数据处理；数据分析
1、工程概况
XX小区位于株洲市石峰区荷花村内，周边情况相对简单，没有地下管线和已建建筑。小区拟建8栋高层住宅楼、4 栋多层住宅楼和一栋多层邻里中心，其中4#、5#、6 #、7#、8#栋为高层住宅，所在区域设计有一层地下室。根据设计及甲方要求，我们将对地下室基坑悬臂桩支护结构段及自然放坡支护段进行监测，监测其顶部的水平位移及竖向位移。该基坑长约140米，宽约125米，基坑最深处约 9.6米，最浅处约6.0米。变形观测前，此基坑已挖好，基坑坡顶1.5米范围内地面已硬化。自然放坡段钢筋网用土钉固定于坡面，喷射厚度为10厘米的混凝土。自然放坡段最陡段坡率为1：0.5，最缓段坡率为1：1。坡顶设置截水沟，坡底在基坑的四角及每隔30米设置一集水井，用于排除地下水及施工废水，此项目未对地下水位进行监测。基坑的abcd段、hijk段、ka段地层为风化泥质粉砂层，de段地层为素土层，ef段为粉质粘土层（见图1）。为保证基坑施工安全顺利地进行，预测基坑支护变形的趋势，掌握它们的变形规律，受业主单位的委托，我院承接了此次XX小区基坑支护变形监测任务，对该基坑支护进行为期约半年的变形监测。基坑支护监测开始于2013年7月19日，结束于2013年12月26日。
2、监测内容
基坑工程的现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。现场监测对象为：
1、悬臂桩支护结构
2、自然放坡段支护结构
3、基坑底部及周边土体
4、其他应监测的对象
基坑监测方案与基坑设计、施工方案相匹配，针对关键部位重点监测。
3、监测方案
基坑工程施工和使用期内，安排专人定期进行巡视并做好记录。巡视内容有：支护结构、施工工况、周边环境、监测设施等内容。
3.1 监测网布设
考虑到本项目监测周期短，故采用独立坐标。由于通视条件良好、距离较近、观测项目较少，所以直接布设工作基点，在基坑的南边和西边相对稳定和方便使用的位置布设4个竖向位移工作基点（即JD3、JD4、JD5、JD6），在基坑的北边和西边布设4个水平位移工作基点（即JD1、JD2、JD3、JD4），其中JD3、JD4既为水平工作基点又是竖向工作基点（见图1）。
3.2 监测点布设
本着经济合理的原则，根据规范和甲方要求我们对悬臂桩支护结构段及自然放坡支护段进行监测点布设。基坑西北侧ak 段为悬臂桩支护结构，布设了5个监测点（JK1～JK5）；基坑北侧abcd段为自然放坡支护，布设了8点（JK6～JK13）；基坑东北侧de段为悬臂桩支护结构，布设了3点（JK14～JK16）；基坑东边北段ef段为自然放坡支护，布设了4点（JK17～JK20）；基坑东侧南端和南侧东端fgh段，此段场地标高与基坑底标高相差不大，未布设监测点；基坑南侧西端和基坑西侧南端hijk段为自然放坡支护，布设了11点（JK21～JK31），共计布设监测点31个（每个点既为竖向位移点又为水平位移点）（见图1）。
3.3监测的级别及周期
变形监测级别为三级，位移观测变形点坐标中误差为±10.0mm；沉降观测观测点测站高差中误差为±1.5mm。经综合考虑规范和甲方要求，监测周期拟前二个半月按1次/7d，其余按1次/15d。
3.4 基坑监测报警值
监测项目 支护结构顶部水平位移 基坑周边地表竖向位移 基坑周边地表裂缝
报警值（mm） 30 25 10
4 外業观测和监测数据处理
4.1 外业观测
4.1.1 观测遵循原则
工作基点和零方向固定，观测人员固定、仪器设备固定、路线固定、观测方法固定。
4.1.2 水平位移观测
水平位移监测可采用前方交会法、后方交会法、极坐标法、GPS测量法等，本项目根据监测的实效性和周边情况特点，采用极坐标法进行观测。极坐标法观测水平位移点点位中误差公式为：ms2=mx2+my2=mD2+D2×mβ2/ρ2 （1）
式中：ms为水平位移点点位中误差，mx、my分别为纵、横坐标中误差，D为设站点至监测点的水平距离，mD为距离观测中误差，mβ为测角中误差，ρ为一常数，将mD=a+b×D代入（1）中得：
ms2=（a+b×D）2+ D2×mβ2/ρ2 （2）
式中：a、b分别为全站仪的固定误差和比例误差。由上式可见，水平位移点点位中误差与设站点至位移点的距离和测角中误差均成正比例关系。所以，在观测过程中提高测距和测角的精度可有效的提高水平位移监测精度。本项目采用索佳SET250型2〞级全站仪测量，加入棱镜常数改正和温度气压改正。水平角采用方向观测法，每组不多于4个方向，四个方向时归零；距离测量斜距，测一测回三次读数，垂直角测一测回。
4.1.3 竖向位移观测
悬臂桩支护结构及自然放坡支护段31个竖向位移监测点，使用DS05索佳 SDL30M 电子水准仪采用三等水准方法按闭合路线观测，测量过程中严格按三等水准测量精度要求实行，严格控制视线长度、前后视距差和视线高以及观测的各项限差。每次观测均在上午进行，从JD5开始经各竖向位移监测点和3个竖向工作基点闭合至JD5（即JD5-JK31-JK1～JK20-JD6-JK20～JK30-JD3-JD4-JD5）。 4.1.4 周边地表裂缝监测
每次设站测量监测前，都对基坑周边地表进行了巡视检查，未发现有新增裂缝，原有裂縫经目测或是钢尺丈量，未发现有加剧现象。
4.2 监测数据处理
每期数据观测结束后，对监测数据都进行了及时处理。水平位移用极坐标法测得的距离和角度数据， 计算出监测点的X、Y坐标。竖向位移采用三等水准方法进行，用清华山维平差软件严格按三等水准平差计算出各监测点高程。
5、监测数据分析
我院按观测周期对XX小区基坑支护各变形监测点进行了监测数据采集，共进行了17次（水平监测由于房屋已建至±0以上，视线遮挡，只观测了13次），其中第5次（8月24日）和第6次（8月25日）属连续观测两天，因其处于强干旱和强降雨的交界点。取第一次观测数据为初始观测值，后面每期观测数据都与其比较，以求得每期水平位移和竖向位移的累计变化量和变化速率，同时相邻两期之间也进行了比较，以求得单期变化量。通过5个多月的变形监测，经过对监测数据的分析处理，我们得出以下结论：
5.1 水平位移
①从监测日报表（略）中数据可看出，bcd段的JK8～JK13、ef段的JK17～JK20、hijk段的JK21～JK31监测点的水平位移单期变化量在2mm以内、累计变化量的绝对值不超过3mm，由于水平位移观测的精度只能达到±1mm，所以认为在监测期内，这几段水平位移不明显。de段的JK14～JK16，在受到2013年8月21日之前的强干旱和2013年8月22日之后两天的强降雨影响，发生了一次水平方向的位移，单期位移最大点为JK16，位移值为13mm，最小点为JK14，位移值为5mm。
②从水平位移过程线图中数据可看出，水平位移累积变形量最大是JK16观测点，其值为8mm；最小值是JK1和JK3观测点，其值为1mm。de段（JK14～JK16）受基坑支护刚性结构的作用在后面略有回弹，截至2013年10月23日最后一次观测基本稳定至最大值8mm的水平位移量。其它各基坑支护略有轻微外移趋向，其值较小（见图2）。
5.2 竖向位移
①从监测日报表（略）中数据可看出，bcd段的JK8～JK13、ef段的JK17～JK20、hijk段的JK21～JK31监测点的竖向位移单期变化量和累计变化量的绝对值不超过2mm，所以认为在监测期内，这几段竖向位移不显著。
②从竖向位移过程线图中数据可看出，单期变化最大的JK7，其值达到5mm，竖向位移累积沉降量最大也是JK7观测点，沉降值为14mm；最小值是JK3、JK4观测点，沉降值为0mm。自然放坡ab段和悬臂桩支护结构ka段沉降仍在发生，偶见反弹，其值不大（见图3）。
6、结束语
6.1 强干旱后再强降雨对于不同土质和不同支护结构段影响有差异。强干旱后再强降雨应提高监测频率。
6.2 本项目基坑支护变形监测在2013年7月19日至2013年12月26日历时5个多月来的连续观测周期内，该阶段基坑支护没有较大变形，变形值都在报警值内，且变形日趋稳定，说明该基坑的施工满足工程要求。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部 JGJ8-2007 建筑变形测量规范 中国建筑出版社 北京 2007
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部 GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范 中国计划出版社 北京 2009
[3]中国有色金属工业总公司 GB50026-2007 工程测量规范[S] 中国计划出版社 北京 2007
[4]中国标准出版社 GB/T12898-2009 国家三四等水准测量规范[S]中国计划出版社 北京 2009
[5]夏才初、李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M]同济大学出版社 上海 1999
[6]黄声享、尹晖、蒋征.变形监测数据处理[M]武汉大学出版社 2003