摘要 通过对基坑周围建筑物的沉降监测，研究深基坑开挖对周围建筑物的影响。以合肥地铁一号线芜湖路车站深基坑工程为例，对该深基坑西侧又一居小区相邻住宅楼在开挖全过程的沉降监测进行和数据分析，研究深基坑开挖对周围建筑物的影响，并将数据及时反馈给施工单位，保证基坑顺利施工，为深基坑基坑设计施工提供参考。
关键词 深基坑 基坑监测 建筑物沉降
引言
随着国家城市化快速发展，为了尽可能有效地利用有限的城市土地资源，城市中高层和超高层建筑迅速发展，建筑物的基础越来越深。与此同时，城市地铁工程的大规模建设，也出现了大量的深基坑工程。深基坑的开挖很可能引发的基坑周边地表变形，影响相邻建筑，给人民生命和国家财产造成极大危害。需要加强基坑监测，保障基坑顺利施工、减小对周围环境的影响。
1 深基坑工程和基坑监测
1.1深基坑工程
近年来，随着高层建筑的兴起与普及，深基坑工程越来越多。进入二十世纪90年代，我国的高层建筑迅猛发展，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等,导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过
在实际工程中基坑支护结构除满足强度要求外，还应控制其变形，基坑的设计也应从传统的强度控制转变为变形控制，以免对周边环境造成破坏。城市的地铁车站深基坑和其它的地下工程一般都处在在密集的建筑群中，施工场地十分狭窄，有些工程的基础就紧挨着相邻建筑物或者构筑物的基础，在这种环境中来进行深基坑的施工，必然引起基坑四周地面与原有建筑物的沉降变形，从而引发基坑安全问题。基坑事故一般表现为支护结构位移过大、基坑周边的道路开裂或者塌陷、基坑周围的地下管网线路因位移过大而破坏、相邻的周边建筑因不均匀沉降等原因而开裂甚至倒塌等等。造成这些事故的主要原因已不再是支护构件的强度破坏，而是因为支护结构的变形过大。虽然近年来很多学者和工程技术人员已经在基坑工程设计的变形控制方面作了很多研究，但在寻找基坑开挖过程中有关基坑支护结构变形和近临建筑变形两者之间关系的规律方面仍然存在很多要解决的问题。
（1）深基坑工程具有很强的区域性
岩土工程区域性强，岩土工程中的深基坑工程，区域性更强。如黄土地基、膨胀土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。因此，深基坑开挖要因地制宜，根据本地具体情况，具体问题具体分析，而不能简单地完全照搬外地的经验。
（2）深基坑工程具有很强的个性
深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的，应结合地区具体情况具体运用。
（3）深基坑工程具有较强的时空效应
深基坑的深度和平面形状，对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中，要注意深基坑工程的空间效应。土体蠕变体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性。作用在支护结构上的土压力随时间变化，蠕变将使土体强度降低，使土坡稳定性减小，故基坑开挖时应注意其时空效应。
（4）深基坑工程具有较强的环境效应
深基坑工程的开挖，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。
（5）深基坑工程具有较大工程量及较紧工期
由于深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形，减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。
（6）深基坑工程具有较大的风险性
深基坑工程是个临时工程，安全储备相对较小，因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测，并应具备应急措施。深基坑工程造价较高，但有时临时性工程，一般不愿投入较多资金，一旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。
（7）深基坑工程具有较高的事故率
深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。
基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和周围土体的变形，以保证周围环境(相邻建筑物和地下公共设施等) 的安全。因此，如何确保基坑工程的安全可靠、经济合理、实用可行是当前现代化城市建设中一个非常重要和迫切的问题。特别是在21世纪，随着超大基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越多。下面就深基坑工程存在的几个问题进行讨论：
（1）设计阶段存在的问题
①基坑工程结构选型不合理
分析众多深基坑支护工程事故发生的原因，其中最主要的还是基坑工程结构选型不合理，考虑的因素不够全面。基坑支护及撑锚方法较多，为达到同一目的，可以有多种方法，而每一种方法都有其独特的优点，有的速度快,有的投资少，有的噪音小等。
②基坑工程结构设计土压力的确定
基坑支护结构设计计算包括外力（土压力及地基超载）和支护结构内力（弯矩和剪力）、支撑体系的设计计算、基坑整体稳定性和局部稳定性、地基承载力、支护结构顶部位移、结构和地面的变形以及软弱土层的局部加固、对相邻建筑的影响等诸方面的计算。目前的支护结构设计中,一般都以古典的库伦公式或朗肯公式作为计算土压力的基本公式。土压力大小及分布规律的研究是一项极为复杂的课题，它与支护结构的形式、刚度、土的性状、地下水状况等因素有关，现有库仑和朗肯理论均存在一定的局限性。
（2）施工阶段存在的问题
深基坑工程数量、规模、分布急剧增加，导致深基坑施工技术以及在施工过程中现场监测技术等还有待尽快提高，而且施工管理不力，施工资质限制不严，所以在施工中暴露出来许多问题值得注意。搞好基坑挖土还需要施工、业主、设计及监测各方面配合和协作。
①基坑施工中地下水的处理不当
基坑施工中，地下水的处理是一个难点，因土质与地下水位的差异，基坑开挖施工的方法也随之不同，尤其是在沿海等高水位地区或者表层滞水很丰富的地区，深基坑工程施工中地下水的处理基本是整个工程成败的关键。
所以，在很多失败的深基坑工程中，有很多是因为基坑施工中地下水的降排水没有处理好，排水主要解决上部土层的滞水和降雨积水的疏排，降水包括采用轻型井点、喷射井点和深井井点降水等。降低地下水位可能引起地面沉降，将对环境造成不良影响，尤以深井降水影响最大，会造成基坑周围地表和建筑物沉降增大。
②信息化施工的程度不高
由于深基坑工程的地质条件复杂多变，加之特殊的受力特点，使其在工程设计阶段的预估值与其在施工过程中的实际值存在一定的差异.。因此，深基坑工程的安全不仅取决于合理的设计、施工，而且取决于贯穿在工程设计、施工全过程的安全监测.安全监测是深基坑工程安全的重要保证条件之一，基坑监测与工程的设计、施工也被称为深基坑工程施工的三大基本要素。基坑工程在发生事故前或多或少都有预兆，因为基坑工程支护结构的破坏要经历一个由量变到质变的过程，通过信息化施工可以不断优化设计方案，确保基坑开挖安全可靠而又经济合理.基坑信息化施工是指将所采集的信息，经过处理后与预测结果比较，通过反分析推求较符合实际的土质参数，并利用所推求的土质参数再次预测下一施工阶段围护结构及土体的性状，又采集下一施工阶段的相应信息。如此反复循环，不断采集信息，不断修改设计并指导施工，将设计置于动态过程中.通过分析预测指导施工，通过施工信息反馈设计，使设计及施工逐渐逼近实际从而排除险情，实现最佳工程。这是一项很有发展前途的新技术，具有代价小成效大的优点，目前在一些工程中已初步应用。目前仍没有进入普及阶段关键是如下两个原因：一是专家匮乏；二是反馈信息速度慢。但是随着计算机技术进步和科技的发展，这些问题一定会迎刃而解。
可以预见，随着人类和经济的发展，地面的资源空间会越来越紧张，地下空间资源的开发与利用是大势所趋。科学家预言，21世纪是“地下空间”的世纪，21世纪末将有1/3的人口穴居地下。城市建设“向地下索取空间”是城市可持续发展的必由之路。地下空间的开发，必然会遇见深基坑工程，由此可见，今后会有越来越多的深基坑工程。正如上文所说深基坑工程还存在许多问题，对深基坑的施工技术还不成熟，这就要求我们不断地加大对深基坑工程的研究，不断的积累对深基坑施工的经验。同时也要加大对深基坑的监测，及时地把监测数据反馈于施工方，指导施工方施工。
（1） 监测的定义
所谓基坑监测是指在基坑开挖施工过程中，借助仪器设备和其它一些手段对围护结构、周围环境（土体、建筑物、构筑物、道路、地下管线等）的应力、位移、倾斜、沉降、开裂及对地下水位的动态变化、土层孔隙水压力变化等进行综合监测。
（2）基坑监测的重要性和意义
深基坑开挖工程往往在建筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。同时，基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载，基坑周围的管线常引起地表水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原因。因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。
① 检验设计假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。
基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，因此，在施工过程中需要知道现场实际的受力和变形情况。验证原设计和施工方案正确性，同时可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，并根据受力和变形实测和预测结果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。
② 确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。
在深基坑开挖与支护结构施工过程中，必须避免产生过大变形而引起邻近建筑物的倾斜或开裂，防止邻近管线的渗漏等。在工程实际中，基坑在破坏前，往往会在基坑侧向的不同部位上出现较大的变形，或变形速率明显增大。因此，基坑开挖过程中进行周密的监测，在建筑物和管线的变形在正常的范围内时可保证基坑的顺利施工；在建筑物和管线的变形接近警戒值时，可以及时采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果。
③ 积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。
现行设计分析理论尚未完全成熟。现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次现场原位实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实反应，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，因而也为该领域的科学和技术发展积累了第一手资料。
监控量测的项目主要根据工程的重要及难易程度、监测目的、工程地质和水文地质、围护结构形式、基坑深度、施工方法、经济情况、工程周边环境等综合而定，力求在满足需要的前提下，少而精。常见基坑具体监测项目见表1。围护桩桩身变形监测如图1所示，地下水位监测如图2所示。
表1 主要监控量测项目表
|
项目 |
方法及常用工具 |
测点布置及限制 |
|
围护结构裂缝及渗漏观察 |
目测 |
|
|
基坑周围地表沉降 |
精密水准仪、铟钢尺 |
基坑外 |
|
基坑周围建筑物沉降及倾斜 |
精密水准仪、铟钢尺 |
沉降限制 |
|
围护桩顶水平位移 |
经纬仪、水准仪、铟钢尺 |
沿围护结构布点，测点间距10 |
|
支撑轴力监测 |
轴力计、频率接收仪 |
各典型断面支撑布设，80%的设计允许最大值 |
|
桩体变形 |
测斜管、测斜仪 |
孔间距15 |
|
立柱变形 |
全站仪 |
柱顶，限值 |
|
地下水位 |
水位计 |
|
图1 围护桩桩身变形监测（测斜）
图2 地下水位监测
（1）时效性
普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。
基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
（2）高精度
普通工程测量中误差限值通常在数毫米，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在
（3）等精度
基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。
由于这个鲜明的特点，使得深基坑施工监测有其自身规律。例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差，但在基坑监测中，受环境条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在基坑监测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。
因此，基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。
（1） 对基坑围护体系及周边环境安全进行有效监护
基坑开挖过程中进行周密的监测，可以保证在建筑物和管线变形处在正常范围内时基坑的顺利施工，在建筑物和管线的变形接近警戒值时，有利于采取对建筑物和管线本体进行保护的技术应急措施，在很大程度上避免或减轻破坏的后果。
（2）为信息化施工提供参数
基坑工程监测不仅即时反映出开挖产生的应力和变形状况，还可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，同时可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，并根据受力和变形实测和预测结果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。
（3）验证有关设计参数
因基坑支护结构设计尚处于半理论半经验的状态，现行设计分析理论尚未完全成熟。基坑围护的设计和施工，应该在充分借鉴现有成功经验和吸取失败教训的基础上，力求在技术方案中更趋完善。对于某一基坑工程，在方案设计阶段需要参考同类工程的图纸和监测成果，在竣工完成后则为以后的基坑工程设计增添了一个工程实例。现场监测不仅确保了本基坑工程的安全，在某种意义上也是一次1：1的实体试验，所取得的数据是结构和土层在工程施工过程中真实反应，是各种复杂因素影响和作用下基坑系统的综合体现，因而也为基坑工程领域的科学和技术发展积累了第一手资料。
下面结合合肥地铁一号线芜湖路车站基坑监测中建筑物沉降监测研究基坑开挖对周围建筑物沉降的影响。
2.1车站主体
合肥地铁一号线芜湖路车站位于马鞍山路与芜湖路的交叉路口南侧，沿马鞍山路路中布置。车站外皮长度
基坑采用钻孔灌注桩+旋喷桩止水帷幕+内支撑围护结构型式，围护桩采用φ1000~1200钻孔灌注桩，竖向设四道支撑，第一道支撑采用1000×
2.2工程地质和水文地质条件
根据勘察结果，工程场区地面以下
人工填土层（Q4ml）：
杂填土①1层：杂色，松散～稍密，湿，以建筑垃圾为主，含大量灰渣、砖块、碎石。
该大层连续分布，层底标高9.72～11
第四纪全新世冲洪积层（Q4al+pl）：
粘土②层：灰黄色、褐黄色，坚硬-硬塑，中压缩性，含氧化铁、少量铁锰结核及灰白色高岭土，局部夹粉质粘土薄层或透镜体，断面粗糙，干强度高，该层连续分布；
粉土②2层：灰黄色、黄色，湿-很湿，密实，中压缩性，含铁锰结核，局部夹粉细砂薄层，含氧化铁、少量有机质。
该大层连续分布，层底标高0.64～3
第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl）：
粉土③2层：灰黄色、灰绿色，湿-很塑，密实，中压缩性，含铁锰结核，局部夹粉细砂薄层，断面粗糙。
该大层连续分布，层底标高-2.74～1
白垩纪泥质砂岩（K）：
全风化砂质泥岩⑥层：棕红色，密实，湿，已风化成砂土状，原岩结构可辩，主要矿物成分为石英、云母，手捏易碎，遇水软化；
强风化泥质砂岩⑥1层：棕红色，密实，湿，原岩结构大部分已破坏，但可辩认，局部夹有中风化岩块，主要矿物成分为石英、云母，手捏易碎，遇水软化；
中风化砂质泥岩⑥2层：棕红色，细粒隐晶质结构，块状构造，泥质胶结、胶结程度低，岩芯呈短柱状、长柱状，裂隙较发育，裂隙面见铁锈渲染，主要矿物成分为石英、云母。
根据勘察报告各土层的主要设计参数建议值见下表2。
表2 各土层的主要设计参数建议值
|
地层代号 |
岩土 名称 |
天然密度 |
直接 快剪 |
压缩模量 |
静止侧压力系数 |
基床系数 |
渗透系数 |
|||
|
粘聚力 |
内摩擦角 |
水平 |
垂直 |
水平 |
垂直 |
|||||
|
ρ |
c |
Φ |
Es0.1-0.2 |
K0 |
KX |
Kv |
K |
K |
||
|
g/cm3 |
kPa |
° |
Mpa |
|
Mpa/m |
Mpa/m |
m/d |
m/d |
||
|
①1 |
杂填土 |
|
0 |
8 |
11.2 |
0.46 |
22 |
25 |
|
|
|
② |
粘土 |
1.98 |
38 |
10 |
10 |
0.45 |
35 |
35 |
0.00060 |
0.00062 |
|
②2 |
粉土 |
2.00 |
24 |
20 |
10 |
0.43 |
35 |
30 |
0.00565 |
0.0333 |
|
③2 |
粉土 |
2.00 |
25 |
22 |
10 |
0.43 |
40 |
35 |
0.0596 |
0.0367 |
|
⑥ |
全风化 泥质砂岩 |
2.01 |
30 |
20 |
10 |
0.41 |
40 |
35 |
0.05 |
0.05 |
芜湖路车站地下水位埋深5.98～
1）膨胀土变形
本场地膨胀土属弱膨胀潜势，呈硬塑-坚硬状态，含铁、锰质结核及斑状灰色粘土团，主要成分为蒙脱石、高岭土，断面光华，有光泽。膨胀土厚度约为20～30m，其中地面下2.5～4
2）人工填土
本场地区域内地表分布有人工堆积填土层，厚度一般为1.2～3
2.3 周边环境条件
芜湖路车站东南侧地块内有省工商局宿舍、锦绣园等住宅小区；车站西侧地块内有又一居小区、合肥医药站宿舍、省体委宿舍、安徽省体育场等人员集聚点。其中，又一居小区近似平行车站基坑，最近处仅6.0左右。根据设计资料现场调查，车站基坑周围管线错综复杂图，有热力、给水、雨水、通信、污水等管线，以及不同时期的废弃管线。
3 房屋沉降监测
合肥地铁一号线芜湖路车站周围建筑物密集，主要有又一居小区、万达广场（在建）等（见图4），其中又一居小区为砖混结构（对不均匀沉降尤为敏感），其距基坑仅有
图4 芜湖路车站周围密集的建筑物
图5距基坑约
3.1 沉降监测的重要性
沉降是指工程建筑物及其基础在垂直方向的变形，其表现为在不同时期高程值H的变化。当建筑物的沉降超过了规定的限度时，会影响正常使用，严重时甚至危及建筑物的安全，另外从建筑物沉降的变化也可间接了解基坑支护结构的工作状态，为工程的顺利施工提供保证。因此，对建筑物沉降进行有效地监测与预报，已成为施工期间及竣工后确保建筑物安全的重要工作。
3.2 周围建筑物情况调查
对建筑物的调查主要是了解地面建筑物的结构型式、基础型式、建筑层数和层高、平立面形状以及建筑物对不同沉降差的反应。
对于类似于又一居小区的一般砖混结构，天然地基（条形基础），当差异沉降达到1/150时分隔墙及承重砖墙会发生相当多的裂缝，可能发生房屋结构性破坏，造成经济损失和不良的社会影响。
3.3 沉降监测方案设计
沉降监测是采用精密水准测量的方法，测定布设于建筑物上观测点的高程变化，来监测建筑物的沉降情况。在周期性的监测过程中，一旦发现观测点下沉量较大或者不均匀沉降比较明显时，需要及时向施工单位报告。在对合肥地铁芜湖路车站又一居小区的沉降观测中，依据《城市测量规范》（CJJ8-99）、《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）等规程，运用精密几何水准测量方法，按照精密水准测量的技术要求进行施测，并且将建筑物沉降观测点与基准点构成闭合水准路线。
为了保证测量成果准确、可靠，达到精度要求，采用索佳SDL30 精密电子水准仪（如图6所示）及配套铟钢高精度水准标尺（如图7所示）。在作业前，要对仪器作有关检校，使各项指标全部符合国家有关规定。该仪器能自动采集、自动记录和进行相关的处理，并能将所观测到的结果以一定的记录格式和特定的存储方式保存下来。电子水准仪所存储的原始数据经计算机预处理后，最终成为可供平差软件直接调用的数据文件。
图6 索佳SDL30精密电子水准仪
图7 铟钢高精度水准尺
（1）水准基点与工作基点埋设
①水准基点应布设在监测对象的沉降影响范围以外（最少大于5倍的基坑开挖深度），确保坚固稳定；
②力求通视良好，与监测点接近，距离不宜超过
③避免将水准基点设在低洼容易积水处。
工作基点是直接用于测定监测点的相对稳定的测量控制点，宜布置在变形区附近且相对稳定的地方，其高程尽可能接近监测点的高程。
根据《建筑变形测量规程》中基准点的布设要求，基准点的位置根据实地情况而定，标石可以选埋钻孔水准标石、混凝土普通水准标石或墙角、墙上水准标志距离应大于基坑深度2倍以上，同时为了防止基准点受到冻胀的影响埋设深度不小于
图8 水准测量基准点
（2）监测点埋设
本标段明挖基坑周围分布着许多重大建（构）筑物。对建筑物测点部位应埋设可靠，不允许松动，并用（红色）油漆标明点号和保护标记，随时检查，保证测点在施工期间绝对不遭到破坏。施工期间应对这些建筑物的变形进行监测，以确保建筑物的安全。建筑物上沉降监测点的埋设方法如图9所示。
图9建筑物上沉降监测点埋设示意
基坑旁邻近建筑物沉降监测点布设的位置和数量应根据基坑开挖有可能影响到的范围和程度，同时考虑建筑物本身的结构的点和重要性综合确定。与建筑物的永久沉降观测相比，基坑引起周围建筑沉降的现场监测具有测点数量多，监测频率高（通常1～2天一次），监测周期较短（一般为数月）等特点。
监测点设置的数量和位置应根据建筑物的体型、结构形式、工程地质条件、沉降规律等因素综合考虑，尽量将其设置在监测建筑物具有代表性的部位，以便能够全面反映监测建筑物的沉降；同时，监测点的设置必须便于监测和不易遭到破坏。
布设总的原则是：从整体到局部，观测点位应该能够从总体上控制建筑物的沉降特性。根据建筑施工规程要求和地基不均匀沉降将引起建筑物破坏的机理，一般应在建筑物四个角、围墙每个大转角及沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上，布设一个观测点，并且需要考虑观测方便、易于保存、稳固和美观。依照有关规范，结合设计要求和又一居小区房屋结构的特点，在又一居小区居民建筑物上共布设了39个沉降观测点。观测点的分布如图10又一居小区建筑物沉降观测点布设图所示。
图10又一居小区建筑物沉降观测点布设图（注：SWY+数字为观测点编号）
布设沉降观测点时用打孔钻机在建筑物需要布点的地方打孔，然后把建筑物沉降观测标插入孔中。为了使其牢固，再用水泥砂浆填实其空隙。布点时情形及布设好点的建筑物沉降监测点如图11及图12所示：
图11 布设建筑物沉降观测点
图12已布设好的建筑物沉降观测点
3.3 监测方法
运用精密几何水准测量方法，基本上按照《建筑变形测量规程》（JGJT8-97）二等精密水准测量的技术要求施测。
待埋设的基准点稳定后（埋设后不少于15 天），按二级水准测量精度要求使用索佳SDL30精密电子水准仪及配套的铟瓦合金高精度水准标尺，首次观测采用往返测量、其观测顺序按国家现行水准测量规范执行。水准路线闭合差≤±
建筑物沉降观测点与基准点构成闭合水准路线。为提高监测效率，在一个测站上往往同时观测3～4个沉降观测点，由于深基坑监测只关心相对变化值，在每次监测测站不变的等精度的情况下可满足监测要求。
（1） 监测频率
正常情况下，开挖面距量测断面＜2B时:1次/天，开挖面距量测断面≤5B时:1次/2天，开挖面距量测断面＞5B时:1次/7天（B为开挖基坑宽）。如出现异常情况，提高监测频率。
（2）使用电子水准仪时的注意事项
电子水准仪对震动十分敏感，在布设水准路线时必须避开周围有较大震动的地带，同时因其对光线的强度也十分敏感，在强光、逆光、阴天光线不足时，经常会出现无法读数，所以一般选择光线相对柔和、均匀的时候进行监测。
沉降观测是一项长期的系统观测工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到如下几点：
① 固定人员观测和整理成果。
② 固定使用的水准仪及水准尺。
③ 使用固定的水准点。
④按规定日期、方法及路线进行观测。
⑤仪器要经过国家认可有证书编号及标定书。
⑥视距一般不应超过
⑦前视各点观测完毕后，应加视后视点，最后应闭合于水准点上。
4 房屋沉降监测工作的实施
4.1 前期准备工作
根据监测项目购置监测设备及相应辅助材料，并完成仪器设备的率定工作。在基坑开挖前完成测试仪器设备和有关点位的布设。并做好相应的标志和保护工作，确保监测工作的连续性和完整性。
结合芜湖路车站的施工日期，我们于2010年6月中旬开始着手布设监测相关点，点位布设好之后进行了试测。根据监测的需要，我们增设了监测点的数量并重新布设了监测点。于2010年7月中旬完成了新点位的布设，并做了相应的标志和保护措施。
4.2 初始数据的采集
由于原基准点距房屋沉降观测点较远，为了监测时的方便，我们由原基准点引测了距房屋沉降观测点较近且不受基坑开挖影响的新的基准点。在引新的基准点时，我们进行了多次引测以保证新基准点高程的准确性(监测人员采集新基准点的高程如图13所示)。为了使监测人员熟悉监测路线和检验仪器的精确性，我们进行了多次的试测工作，待检测人员熟悉监测路线和确保仪器的精确性之后，采用闭合路线对各沉降观测点进行观测。
图13 监测人员正在采集新基准点的高程
在进行初值采集时，按有关要求须对各沉降观测点测量2～3次，但我们为了保证初值数据的准确可靠及使监测人员熟练掌握操作流程，我们连续对各测点进行了8次观测（观测频率为每天一次）。此时已是7月底了，距基坑开挖时间还有一个多星期，此时车站基坑正在做冠梁。如图14所示。
图14 车站基坑正在做混凝土支撑和冠梁
为了验证初值数据的准确性，我们对各测点进行了一次验证性观测，观测的结果出乎人的意料：各沉降观测点普遍上升。对于这个观测结果没人能给出令人信服的原因（一般来说，基坑周围的建筑物是不会上升的）。所以，我们只有怀疑此次的监测结果有问题。于是我们又进行了多次验证性观测，发现观测结果与上次相差无几（在此期间也进行了仪器的校核和监测人员的更换，发现仪器和监测人员并没有什么问题）。此时，有人提出是不是由于基准点下沉了，这倒提醒了我们，我们之前引测的基准点位置不太理想容易受为外界条件的影响。于是我们测量引测基准点的高程，发现推测是正确的，引测的基准点的确下沉了。之后我们选择合适的场地重新引测了基准点，如图15所示。
图15重新引测的基准点
4.3 监测工作实施
监测时，根据基坑开挖的进程，按监测方案实施监测工作，如出现异常或险情，应随时进行监测，以确保基坑开挖的安全。
基坑开挖前一天（基坑状况如图16所示），开始了监测工作。监测的结果与初值一致（考虑误差因素），建筑物沉降监测工作正常开展。
图16 车站基坑开挖前状况
之后，按照每两天监测一次的频率对又一居建筑物进行沉降监测。监测时监测人员严格按照仪器操作规范，每次监测尽量沿相同的监测路线，及时准确地记录监测数据，监测时的工作情况如图17所示。
图17 监测人员正在监测
每次监测之后，我们都及时地整理监测数据：本次高程—上次高程=本次变量；本次高程—初值高程=累计变量，把有关数据填入相应的表格中。
为保证测量精度，应控制误差，下面分析一下水准测量误差来源及控制方法。
（1）仪器误差
水准仪和水准标尺各部件之间的关系不正确，或部件的效用不正确都会影响水准测量成果的精度，在施工前，必须对仪器进行相关检校。精密水准仪的检校包括光学测微器隙动差和分化值的检校，视准轴与水准轴相互关系的检校，倾斜螺旋隙动差和分化值的检校，调焦透镜运行误差的检校；水准标尺的检校包括水准标尺分划面弯曲差的检校，水准标尺零点不等差及基辅分化读数差的检校。在搬运和运输仪器设备时要使仪器处于平稳状态，避免发生强烈振动。
（2）观测误差
① 仪器未整平时的影响
当仪器未完全水平时，将对监测数据产生很大的误差。应要保证仪器处于平整状态（图18为监测人员正在整平仪器）。
图18 监测人员正在整平仪器
② 视差的影响
当眼睛在目镜端上、下微动，若看到十字丝的横丝所对应的水准尺读数也随之变化，这种现象称为十字丝视差(简称视差)。产生视差读数的原因是目标成像所在的平面没有与十字丝分化板平面重合，由于视差的存在，当眼睛与目镜的相对位置不同时，会得到不同的读数，从而增大了读数的误差，必须予以消减，消减的方法是在每次读数前应仔细调节物镜和目镜的调节螺旋，直到眼睛上下移动时读数不变为止。
③ 水准尺倾斜的误差影响
水准尺倾斜，将使尺上读数增大，从而带来误差，为了减少这种误差的影响，水准尺必须扶直（本工程采用的是带圆气泡铟钢尺，将其气泡居中即可）。
（3）外界条件的影响误差
① 下沉误差
下沉误差包括仪器下沉误差和水准尺下沉误差。为了防止水准尺下沉和尺垫下沉采取的措施有：1)固定观测路线，在最初开始时就选择了合适的位置作为架站位置和转点位置，并标注符号，以后每次都沿这条路线进行观测。2)熟练操作，缩短观测时间。3)采用往返测和测闭合的方法，取成果的中数，减弱其影响。
② 大气折光的影响
大气折光使视线成为一条曲率约为地球半径7倍的曲线，使读数减少，可以用公式△h=D2／(2×7R)表示，视线离地面越远，折射越大。在监测中，尽量缩短视线长度，提高视线高度(视线需高出地面
虽然上面分析了误差的来源及控制方法，但误差是不可避免的，只有尽可能地减小。
5 监测数据的分析
沉降数据的采集和分析也就是沉降观测和沉降规律分析研究，他们是沉降工作不可缺少的两个工作阶段。规律分析研究是对所采集的数据进行整理、归纳和研究，是观测工作的重要组成部分。观测的真正价值在于能起到工程安全监测和工程状态说明或预测的作用，及时采取相应措施，保证工程顺利进行，并由此提出工程评价，指导工程施工。因此观测分析应及时进行，否则就失去观测意义。
基坑开挖从
图19 建筑物沉降分析断面
在基坑开挖期间（
图20 每次基坑开挖的时间和深度
基坑开挖深度
图21 基坑开挖
图22 基坑开挖到底层时
5.1 断面1各建筑物沉降监测点的监测数据分析
图23 断面1各监测点所在的位置
由图23可知，断面1上各监测点的编号依次为：SWY09﹑SWY27﹑SWY26﹑SWY25﹑SWY04（它们距基坑的距离依次增大）。基坑开挖期间不同时间断面1各监测点的沉降量曲线如图24所示。
图24 断面1各监测点沉降量
从整个曲线可知：沉降量最大量为
分析断面中部靠近基坑的单个监测点SWY27，其沉降量随基坑开挖期间时间的变化如图25所示。
图25 监测点SWY27沉降量随基坑开挖期间时间的变化曲线
5.2 断面2各建筑物沉降监测点的监测数据分析
图26 分析断面2各监测点所在位置
从图26可以看出，监测点SWY10、SWY23、SWY24、SWY03距基坑的距离逐渐增大。基坑开挖期间不同时间它们的沉降量如图27所示。
图27 不同时间分析断面2各监测点沉降量
从图27可以看出，此断面各监测点的最大沉降量为
此断面中单个监测点SWY23沉降量随基坑开挖期间时间的变化如图28所示。
图28 监测点SWY23随基坑开挖期间时间的变化曲线
5.3 断面2各建筑物沉降监测点的监测数据分析
图29 分析断面3各监测点所在位置
从图29可以知，监测点SWY46、SWY43、SWY42、SWY41、SWY31距基坑的距离逐渐增大。基坑开挖期间它们在不同时间的沉降量如图30所示。
图30 不同时间分析断面3各监测点的沉降量
从上图可以看出，此分析断面各沉降点的最大沉降量为
此断面中部靠近基坑的单个监测点沉降量随基坑开挖期间时间的变化如图31所示。
图31 监测点SWY43随基坑开挖期间时间的变化曲线
5.4 建筑物沉降分析及结论
在监测过程中通过对监测数据的分析，掌握基坑周围建筑物的安全状况，及时将分析结果反馈与施工方，使其调整施工进度及措施，排除安全隐患，保证了工程的顺利施工，取得了良好的社会和经济效益。
由上文的数据图表并分析可得以下结论：
（1）在基坑开挖期间，建筑物沉降监测点的沉降量随时间（基坑开挖深度的增加）逐渐增大。对距基坑远的建筑物的沉降观测点影响较小，对基坑开挖影响范围之外的测点几乎无影响。即基坑开挖对建筑物沉降的影响随其距基坑距离的增大而减小。
（2）受各种因素的影响，比如测量时的误差、施工的进度和方法以及适逢合肥雨季，地基膨胀土浸水膨胀会引起部分监测点数据波动。
（3）整个监测过程，建筑物沉降和差异沉降较小，在可控范围之内。验证了设计和施工的合理性。
（4）该场地的特殊岩土状况（弱膨胀土和较厚的人工填土）在合理的设计和施工措施下对深基坑施工的不利影响较小。
6 结语
基坑工程的发展，需要设计理论的完善和施工技术的进步作为支撑，但目前设计与施工仍存在一定程度的脱节。现场监测则是连接设计与施工的重要纽带，是了解工程真实面貌的一双“眼睛”，也是将理论与实践相结合的最佳手段，所以其重要性不可忽视。在本工程中现场监测已从多方面发挥了显著的作用, 保证了施工的顺利进行，也取得了可喜的经济效益。在今后采用信息化监控设计与施工的新技术中, 现场监测则成为与设计、施工相并列的三个基本要素之一, 并必将为基坑工程总体水平的提高发挥其有力的促进作用, 同时监测技术自身也将在实践中得到不断的完善和发展。
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