西安地铁凤栖原站深基坑监控量测技术
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摘要：西安地铁凤栖原车站传感器监测项目实施、测斜监测、地下水位监测、地表沉降、桩顶位移监测、监控量测分析方法及预报、反馈等。
关键词：深基坑；监控；量测
1引言
在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和周围的土体有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采用必要的应急措施。
2主要监测项目和仪器
车站基坑围护等级为一级。基坑监测以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主，以现场目测检查为辅。各监测项目在基坑支护施工前需测得稳定的初始值，且不少于两次。监测过程中，当变化值超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测频率，当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。
在凤栖原站明挖基坑施工监测中，主要监测项目及使用仪器见表2-1。
3主要监测项目的实施
3.1传感器监测项目实施
本项目主要使用的传感器类型主要有轴力计、钢筋计、孔隙水压力计、土压力盒等。
3.1.1传感器的安装
（1）轴力计安装
钢支撑安装前，先将轴力计固定支架焊接在钢支撑的固定端，待钢支撑吊装到位后，将钢支撑轴力计放入固定支架内，并调整固定螺丝保证钢支撑与轴力计受力结合面平贴，在钢支撑未施加轴力前测量轴力计的初始值，并将测量数据线调整至安全位置。
（2）钢筋计安装
钢筋计可采用对焊、双面帮条焊连接在钢筋笼主筋上。
（3）土压力盒安装
安装土压力盒有两种方法，第一种方法是钻孔埋设，第二种方法为挂布法埋设。
3.1.2监测数据的采集
在基坑开挖前应对所有埋设在围护结构内的传感器进行初始数据的采集，数据采集仪器为频率仪。
轴力计应在安装钢支撑的同时安装并读取基准值，并用轴力计检测钢支撑预加轴力的大小及其预应力损失情况；
桩体内力（钢筋计）量测初始值应该在基坑开挖前取两次的量测平均值作为其初始值。
土压力盒应在埋设后立即进行测试，基坑开挖前应至少经过1周时间的监测并取得稳定的初始值。
3.2测斜监测
3.2.1滑动式测斜仪的工作原理
滑动式测斜仪由探头和数字记录仪组成，在需要观测的结构物体上埋设测斜管，测斜管内径上有两组互成90°的导向槽，将测斜仪顺导槽放入测斜管内，逐段一个基长（测点间距）进行测量。根据测量数据可描述出测斜管随结构变形的曲线，以此计算出斜管每个基长上的轴线与铅垂线所成倾角的水平位移。
3.2.2测斜管安装
选定测孔部位后，钻直孔，孔径大于测斜管外径50mm。钻孔完成后，将测斜管沉入钻孔。测斜管在下沉过程中要使测斜管中的一对导槽与岩体的滑动方向一致。
3.2.3测斜实施
（1）测斜数据收集
测斜仪在测斜管中每基长（测点间距）单位长度测读一次，测斜仪运动到位后，停留3秒钟左右，当读数稳定后，将实测值存储在读数仪中。
（2）测斜数据的传输
将通讯线连上计算机和读数仪，按照界面上的提示传输读数仪中各存储单元中数据，计算机显示出的数据是已经将电量计算为物理量，单位mm。
3.2.4 数据处理与分析
测斜数据处理全部由电脑进行，数据导入电脑后自动计算当天以及累计的位移变化量。
3.3地下水位监测
钢尺水位监测分为地下埋入部分和地面接收部分。地下埋入部分由水位管和底盖组成，地面接收部分由测头、钢尺电缆、接收系统和绕线盘等组成。
3.3.1地下水位监测实施
测量时，让绕线盘自由转动，按下电源按钮，把测头放入水位管内，手拿钢尺电缆，让测头缓慢的向下移动，当测头的接触点接触到水面时音响器会发出连续的蜂鸣声。此时读出钢尺电缆在管口处的深度，即为地下水位管口的距离。
3.4地表沉降、桩顶位移监测
3.4.1测量仪器（全站仪）变形监测原理
全站仪的变形监测原理就是利用全站仪测角、测距精度高、全自动化程度高等优点，结合工地现场实际布设的导线网进行各监测点位的角度、距离测量，经过内业精算推算出各量测点位的变形值。
3.4.2全站仪位移观测方法
监测点观测
监测点水平位移观测可采用监测控制点之间加密水平位移监测点的观测方案，一般采用测水平小角度法。水平位移监测的中误差m为±8mm，满足变形监测精度要求。
3.4.3电子水准仪沉降观测方法
（1）基准网观测
按国家一等水准测量的技术要求进行观测，每次观测均由固定的测量人员，采用固定仪器按相同的观测路线进行，观测记录保留至0.01mm，计算结果至0.1mm。
（2）监测点位观测
按国家二等水准测量的技术要求施测。
3.4.4监测点位布设
（1）地表、管线、建筑物沉降点位布置
在基坑四周二倍范围内，沿基坑周边布设沉降测点，排距4m，点距15～20m。采用水钻开孔至原状土层，孔径与保护筒直径一致。然后将直径18～30mm，长约0.8～1.0m的螺纹钢标志点在所开孔中间位置竖直砸入原状土层，使监测点标志头至地表以下3～5cm左右。
（2）桩顶位移、建筑物倾斜测点布置
桩顶水平位移监测点位于基坑两侧的围护桩顶，每10m布设一主测断面。
建筑物倾斜监测点位布置在建筑角点、沉降缝、基础变化等处。测点间距不超过15m，
3.4.5地表沉降、桩顶位移数据采集与处理
外业工作完成后，将采集数据输入电脑，经计算后生成沉降-历时曲线和位移-历时曲线。
3.5监控量测分析方法及预报、反馈
监测信息包括施工观察、现场监控量测信息等内容。
应及时对现场量测数据绘制时态曲线（或散点图）和空间关系曲线。如当位移―时间曲线趋于平缓时，应进行量测数据处理或回归分析，以推求最终位移和掌握位移变化规律。
（1）监测数据分析方法
一般情况下，观测资料的分析包括：成因分析和统计分析。
（2）变形预报
在成因分析和统计分析的基础上，可根据求得的变形值与引起变形因素之间的函数关系，预报未来变形值的范围和判断建筑物的安全程度。
（3）信息反馈
通常地铁施工信息反馈均由日报、周报、月报、年报等组成；施工期间有特殊情况时，将以阶段小结形式进行及时反馈。
4结语
本文主要介绍西安地铁凤栖原车站深基坑环境监测施工技术，从主要监测项目和仪器、主要监测项目的实施、监控量测分析方法及预报、反馈等多方面介绍了深基坑环境监测的施工过程，并对主要监测项目的实测数据进行分析处理，并与规范要求相对比，以确保凤栖原车站深基坑施工过程的安全，并为以后类似项目提供借鉴参考。
参考文献：
[1]GB50299-1999，地下铁道工程施工及验收规范[S].
[2]GB50308-1999，地下铁道、轻轨交通工程测量规范[S]
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