深基坑监测项目案例

深基坑监测项目案例

1. 项目概况

1.1 工程基本信息

项目信息	内容
项目名称	某城市轨道交通3号线控制保护区深基坑监测项目（示例项目）
项目地点	某市主城区
建设单位	某城市建设投资有限公司
施工单位	某建筑工程集团有限公司
监测单位	宁波睿威工程技术有限公司（RailWise）
基坑用途	商业综合体地下室
基坑尺寸	平面约120m×100m，开挖深度14.5m
支护形式	地下连续墙（墙厚0.8m，墙深28m）+ 三道钢筋混凝土内支撑
监测周期	2023年6月~2024年3月（约9个月）

注：本项目为基于典型工程条件编制的示例案例，具体数据为典型值，仅供技术参考。

1.2 工程地质条件

土层序号	土层名称	层厚(m)	状态/密实度	特征描述
①	杂填土	1.5~3.0	松散	含建筑垃圾，不均匀
②	粉质黏土	2.0~4.5	可塑	中等压缩性
③	淤泥质粉质黏土	5.0~10.0	流塑~软塑	高压缩性，低强度
④	粉质黏土	3.0~6.0	可塑~硬塑	中等压缩性
⑤	粉细砂	4.0~8.0	稍密~中密	含承压水
⑥	中风化泥质砂岩	>10.0	中风化	基岩

场地地下水主要为潜水（埋深1.5~2.5m）和承压水（⑤层粉细砂，水头高度约8m）。

1.3 与轨道交通结构关系

关系参数	数值
轨道交通线路	地铁3号线
结构形式	盾构隧道（外径6.2m）
与基坑最近距离	约12m
隧道埋深	约16m（隧道顶部高程）
保护区等级	一级保护区
轨道运营状态	运营中

基坑与轨道交通隧道平面关系示意：

                    ← 地铁3号线盾构隧道 →
    ←────────────── 一级保护区范围 ──────────────→

    ○──○──○──○──○──○──○──○    地表沉降监测点
    │
    │  ○──○──○──○──○──○        隧道结构监测点（间距5m）
    │
    │  ┌────────────────────┐
    │  │    地下连续墙       │
    │  │  ○            ○     │  墙顶监测点
    │  │                    │
    │  │  ◇            ◇     │  测斜孔
    │  │                    │
    │  └────────────────────┘
    │
    │  ════════════════════    第一道支撑
    │  ════════════════════    第二道支撑
    │  ════════════════════    第三道支撑
    │
    │  ○──○──○──○──○──○        坑底隆起监测点

    ←────── 基坑开挖范围（120m×100m）──────→

    比例示意：基坑边缘距隧道外边线约12m

2. 监测设计

2.1 监测等级确定

根据GB 50497-2019综合判定：

判定因素	等级	依据
基坑安全等级	一级	开挖深度14.5m，邻近运营地铁
环境保护等级	一级	邻近运营地铁隧道，距离12m
综合监测等级	一级	按最高等级执行

2.2 监测项目与布点

2.2.1 监测项目清单

监测项目	监测点数量	布设说明	监测方式
围护墙顶水平位移	26点	沿基坑周边间距约15m	自动化+人工
围护墙顶竖向位移	26点	与水平位移点相邻	自动化+人工
围护墙深层水平位移	10孔	东侧（邻近隧道侧）加密	固定式测斜+人工
支撑轴力	15点	每道支撑5点	自动化
地表沉降	52点	基坑周边及隧道上方加密	自动化+人工
深层土体水平位移	6孔	隧道邻近区域	固定式测斜
地下水位	8孔	潜水层4孔，承压层4孔	自动化
隧道结构水平位移	32点	沿隧道纵向间距5m	自动化全站仪
隧道结构竖向位移	32点	与水平位移点共用	自动化全站仪
隧道结构收敛	12断面	每断面3条测线	人工
邻近建筑沉降	20点	周边5栋建筑	人工
管线沉降	15点	重要管线	人工

2.2.2 监测点平面布置

监测点平面布置遵循以下原则：

• 基坑东侧（邻近隧道侧）监测点加密，间距缩小至10~12m
• 隧道结构监测点沿隧道纵向每5m布设，重点断面（对应基坑中部）加密至3m
• 地表沉降监测点在隧道正上方及基坑与隧道之间区域加密
• 围护墙测斜孔在东侧布设6孔，其余各侧1孔

2.3 预警阈值设计

2.3.1 围护结构预警阈值

监测项目	黄色预警	橙色预警	红色预警	黄色速率	橙色速率	红色速率
围护墙顶水平位移	12mm	20mm	25mm	2mm/d	3mm/d	5mm/d
围护墙顶竖向位移	8mm	15mm	20mm	2mm/d	3mm/d	5mm/d
围护墙深层最大位移	18mm	30mm	40mm	2mm/d	3mm/d	5mm/d
支撑轴力	设计值×60%	设计值×80%	设计值×100%	日变化>10%	日变化>15%	日变化>20%

2.3.2 轨道交通结构预警阈值

监测项目	黄色预警	橙色预警	红色预警	黄色速率	橙色速率	红色速率
隧道结构水平位移	3mm	5mm	6mm	1mm/d	1.5mm/d	2mm/d
隧道结构竖向位移	3mm	5mm	6mm	1mm/d	1.5mm/d	2mm/d
隧道结构收敛	6mm	10mm	12mm	1mm/d	1.5mm/d	2mm/d

注：轨道交通结构预警阈值较常规值从严控制，按常规值的75%执行。

3. 监测实施

3.1 实施进度

阶段	时间	主要工作内容
准备阶段	2023.06.01~06.15	方案编制、评审、仪器采购、人员进场
布设阶段	2023.06.16~07.05	监测点布设、保护装置安装、设备调试
初始观测	2023.07.06~07.15	初始值采集、基线建立、平台配置
围护施工期	2023.07.16~09.30	地下连续墙施工期间监测
土方开挖期	2023.10.01~12.15	土方分层开挖、支撑架设期间监测
支撑拆除期	2023.12.16~2024.01.31	支撑拆除、底板施工期间监测
结构施工期	2024.02.01~03.15	主体结构施工期间监测
收尾阶段	2024.03.16~03.31	监测总结、资料归档

3.2 仪器配置

仪器类型	数量	品牌/型号	用途
自动化全站仪	2台	高精度（±0.5″）	隧道结构、地表自动化监测
固定式测斜仪	16孔	高精度（0.001°）	围护墙及土体深层位移
振弦式轴力计	15套	量程2000kN	支撑轴力自动化监测
投入式水位计	8套	精度±0.1%F.S.	地下水位自动化监测
精密水准仪	1台	DS1级	沉降人工观测
精密全站仪	1台	±1.0″	位移人工复测
便携式测斜仪	1台	系统精度±0.1mm/500mm	深层位移人工复测
数据采集器	6台	16通道	传感器数据采集

3.3 监测频率执行

施工阶段	设计频率	实际执行频率	说明
围护施工期	1次/天	1次/天	按设计执行
土方开挖期	2次/天	2~3次/天	关键层加密至3次/天
支撑拆除期	2次/天	2~4次/天	自动化连续监测
结构施工期	1次/2天	1次/2天	按设计执行
稳定期	1次/周	1次/周	按设计执行

4. 监测数据分析

4.1 围护结构变形分析

4.1.1 围护墙顶水平位移

围护墙顶水平位移监测结果（典型值）：

监测点位置	最大累计位移(mm)	发生时间	最大速率(mm/d)	最终状态
东侧（邻近隧道）WS-H05	18.5	2023.11.15	3.2	稳定
东侧（邻近隧道）WS-H06	16.2	2023.11.18	2.8	稳定
南侧 WS-H12	12.5	2023.11.20	2.1	稳定
西侧 WS-H18	10.8	2023.11.22	1.8	稳定
北侧 WS-H24	11.2	2023.11.19	1.9	稳定

分析结论：围护墙顶水平位移呈现“东侧大、西侧小”的空间分布特征，与基坑与隧道的空间关系一致。最大位移发生在基坑东侧中部（WS-H05），累计位移18.5mm，未超过橙色预警值（20mm）。

4.1.2 围护墙深层水平位移

围护墙深层水平位移典型断面（WS-D05，东侧中部）：

深度(m)   位移(mm)   方向
─────────────────────────────────────
 0.0       18.5      向坑内
 2.0       22.3      向坑内
 4.0       28.6      向坑内
 6.0       32.1      向坑内  ← 最大位移位置
 8.0       29.5      向坑内
10.0       24.8      向坑内
12.0       18.2      向坑内
14.0       12.5      向坑内
16.0        6.3      向坑内
18.0        2.1      向坑内
20.0        0.5      向坑内
─────────────────────────────────────
最大位移: 32.1mm (深度6.0m)

分析结论：围护墙深层水平位移呈“弓形”分布，最大位移位于深度6m处（约0.4倍开挖深度），符合悬臂式围护结构的变形规律。最大位移32.1mm，未超过橙色预警值（30mm为橙色，实际按设计允许值40mm控制，处于安全范围）。

4.1.3 支撑轴力

支撑轴力监测结果（典型值）：

支撑道数	监测点	设计轴力(kN)	最大实测轴力(kN)	轴力比	发生时间
第一道	SF-A01-01	850	620	0.73	2023.11.10
第一道	SF-A01-03	850	580	0.68	2023.11.12
第二道	SF-A02-01	1200	890	0.74	2023.11.15
第二道	SF-A02-03	1200	950	0.79	2023.11.18
第三道	SF-A03-01	1000	720	0.72	2023.11.20
第三道	SF-A03-03	1000	680	0.68	2023.11.22

分析结论：各道支撑轴力实测值均小于设计值的80%，支撑系统处于安全状态。第二道支撑轴力最大（轴力比0.79），与第二道支撑位于开挖深度中部、受力最大的规律一致。

4.2 轨道交通结构变形分析

4.2.1 隧道结构水平位移

隧道结构水平位移监测结果（典型值）：

监测点	距基坑距离(m)	最大累计位移(mm)	最大速率(mm/d)	预警状态
TN-H01	12	4.2	0.8	正常
TN-H02	12	4.8	1.0	黄色预警
TN-H03	13	3.9	0.7	正常
TN-H04	14	3.2	0.6	正常
TN-H05	15	2.8	0.5	正常
TN-H06	16	2.3	0.4	正常

分析结论：隧道结构水平位移呈“近大远小”的分布规律，最大位移发生在距基坑最近的TN-H02点（4.8mm），触发黄色预警（阈值3mm），但未达到橙色预警值（5mm）。

4.2.2 隧道结构竖向位移

隧道结构竖向位移监测结果（典型值）：

监测点	最大累计沉降(mm)	最大速率(mm/d)	预警状态
TN-V01	3.5	0.6	黄色预警
TN-V02	4.2	0.9	黄色预警
TN-V03	3.2	0.5	黄色预警
TN-V04	2.5	0.4	正常
TN-V05	2.1	0.3	正常
TN-V06	1.8	0.3	正常

分析结论：隧道结构以沉降为主，最大沉降发生在TN-V02点（4.2mm），触发黄色预警。沉降分布与基坑开挖引起的土体应力释放和降水影响一致。

4.2.3 隧道结构收敛

隧道结构收敛监测结果（典型断面）：

断面位置	水平直径变化(mm)	竖向直径变化(mm)	预警状态
断面1（对应基坑中部）	5.2	3.8	正常
断面2（对应基坑中部）	6.1	4.2	黄色预警
断面3	4.5	3.2	正常
断面4	3.8	2.8	正常

分析结论：隧道结构收敛变形较小，最大水平直径变化6.1mm（断面2），触发黄色预警（阈值6mm），接近但未超过橙色预警值（10mm）。

4.3 周边土体变形分析

4.3.1 地表沉降

地表沉降监测结果（典型值）：

监测点	距基坑边缘距离(m)	最大累计沉降(mm)	最大速率(mm/d)	预警状态
DS-01	5	18.5	2.8	橙色预警
DS-02	8	15.2	2.3	黄色预警
DS-03	10	12.8	1.9	黄色预警
DS-04	15	9.5	1.4	正常
DS-05	20	6.2	0.9	正常

分析结论：地表沉降呈“近大远小”分布，最大沉降发生在距基坑边缘5m的DS-01点（18.5mm），触发橙色预警（阈值15mm为橙色）。沉降槽影响范围约25m。

4.3.2 地下水位

地下水位变化监测结果（典型值）：

监测孔	含水层类型	初始水位(m)	最低水位(m)	最大降深(m)	预警状态
GW-01	潜水	2.3	4.8	2.5	黄色预警
GW-02	潜水	2.1	4.5	2.4	黄色预警
GW-05	承压水	8.5	10.2	1.7	黄色预警
GW-06	承压水	8.3	9.8	1.5	正常

分析结论：基坑降水导致周边地下水位下降，潜水层降深2.5m（GW-01），触发黄色预警（阈值1.0m）。承压水层降深相对较小，对隧道结构影响可控。

5. 预警与处置

5.1 预警统计

本项目监测期间预警统计如下：

预警等级	发生次数	占比	主要监测项目	主要发生阶段
黄色预警	28次	73.7%	隧道位移、地表沉降、水位	土方开挖期
橙色预警	8次	21.1%	地表沉降、围护墙位移	土方开挖期
红色预警	2次	5.3%	地表沉降	第三层土方开挖期
合计	38次	100%	—	—

5.2 典型预警处置案例

5.2.1 案例一：隧道结构黄色预警处置

预警信息：

• 预警时间：2023年11月8日 08:15
• 预警点：TN-H02（隧道水平位移）
• 预警等级：黄色
• 当前值：4.8mm（阈值3mm）
• 变化速率：1.0mm/d（阈值1mm/d）

响应措施：

1. 监测人员立即现场核查，确认数据无误
2. 加密观测频率至1次/2h
3. 通知施工单位放慢第三层土方开挖速度（由0.5m/d降至0.3m/d）
4. 加强隧道结构巡查，检查有无裂缝等异常
5. 每日编制专项监测报告

处置效果：

• 11月10日位移速率降至0.6mm/d
• 11月12日累计位移稳定在5.0mm，未继续增大
• 11月15日预警解除

5.2.2 案例二：地表沉降橙色预警处置

预警信息：

• 预警时间：2023年11月12日 14:30
• 预警点：DS-01（地表沉降）
• 预警等级：橙色
• 当前值：18.5mm（阈值15mm为橙色）
• 变化速率：2.8mm/d（阈值3mm/d为橙色）

响应措施：

1. 启动最高频观测（1次/2h）
2. 通知施工单位暂停该区域土方开挖
3. 组织设计、施工、监测专家现场会商
4. 在沉降区域实施注浆加固
5. 调整降水方案，减小降水影响范围
6. 通知运营单位加强隧道结构监控

处置效果：

• 11月13日沉降速率降至1.5mm/d
• 11月15日累计沉降稳定在19.2mm，未继续增大
• 11月18日预警降级为黄色
• 11月25日预警解除

5.2.3 案例三：地表沉降红色预警处置

预警信息：

• 预警时间：2023年11月18日 20:45
• 预警点：DS-01（地表沉降）
• 预警等级：红色
• 当前值：25.2mm（阈值25mm为红色）
• 变化速率：3.5mm/d（阈值5mm/d为红色）

响应措施：

1. 启动连续自动化监测（1次/15min）
2. 立即停止该区域土方开挖作业
3. 启动应急预案，疏散危险区域人员
4. 在坑内实施回填反压（回填高度2m）
5. 紧急增设临时支撑
6. 通知运营单位视情况采取限速措施
7. 上报监管部门
8. 组织应急专家现场会商

处置效果：

• 11月19日沉降速率降至1.2mm/d
• 11月20日累计沉降稳定在25.8mm
• 11月22日预警降级为橙色
• 11月28日预警降级为黄色
• 12月5日预警解除

6. 监测成果总结

6.1 监测成果汇总

监测项目	监测点总数	总观测次数	最大累计值	最大预警等级	最终状态
围护墙顶水平位移	26	约3500次	18.5mm	橙色	稳定
围护墙顶竖向位移	26	约3500次	12.5mm	黄色	稳定
围护墙深层位移	10孔	约2800次	32.1mm	橙色	稳定
支撑轴力	15	约2000次	950kN	黄色	稳定
地表沉降	52	约4500次	25.8mm	红色	稳定
隧道水平位移	32	约5000次	5.2mm	黄色	稳定
隧道竖向位移	32	约5000次	4.8mm	黄色	稳定
隧道收敛	12断面	约300次	6.8mm	黄色	稳定
地下水位	8	约4000次	降深2.5m	黄色	稳定

6.2 变形规律总结

通过本项目监测数据分析，总结出以下变形规律：

变形特征	规律描述	工程意义
空间分布	变形呈“近大远小”分布，基坑东侧（邻近隧道）变形最大	验证了监测布点加密原则的正确性
时间分布	变形主要发生在土方开挖期，支撑拆除期有次生增长	开挖期和拆除期是监测重点阶段
围护变形	深层最大位移位于0.3~0.5倍开挖深度处	与悬臂结构变形理论一致
隧道响应	隧道位移滞后于基坑开挖约3~5天	预警响应应预留时间余量
支撑受力	第二道支撑轴力最大，轴力比0.68~0.79	支撑设计安全储备充足
水位影响	潜水层降深对地表沉降影响显著	降水方案优化可有效控制沉降

6.3 预警处置经验

经验要点	具体内容
预警阈值从严	轨道交通结构预警阈值按常规值的75%执行，确保安全余量
自动化优先	隧道结构采用自动化全站仪监测，实现分钟级预警响应
加密及时	黄色预警即加密观测，橙色预警启动连续监测，响应迅速
联动有效	与施工单位、运营单位建立联动机制，预警信息直达决策层
处置果断	红色预警立即停止作业、回填反压，措施果断有效
专家支撑	橙色及以上预警均组织专家会商，确保处置方案科学

7. 经验总结与建议

7.1 成功经验

1. 监测设计合理：东侧监测点加密、隧道监测自动化、预警阈值从严等设计措施有效保障了监测效果
2. 自动化监测高效：隧道结构自动化全站仪监测实现了高频连续观测，为预警响应赢得了宝贵时间
3. 预警响应迅速：从预警触发到应急响应启动，平均响应时间<30min，有效控制了风险发展
4. 多方联动顺畅：监测-施工-运营-监管多方联动机制顺畅，信息共享及时

7.2 改进建议

方面	建议内容
监测设计	建议在基坑与隧道之间增设土体深层位移监测，更早发现变形传递
预警算法	建议引入变形趋势预测算法，提前1~3天预测预警
数据融合	建议加强监测数据与施工进度、降水数据的关联分析
报告效率	建议进一步优化RAILWISE-TSM自动报告功能，减少人工编制工作量
知识沉淀	建议将本项目经验纳入RailWise知识库，形成可复用的案例模板

7.3 技术亮点

本项目在以下方面形成了技术亮点：

1. 自动化监测全覆盖：隧道结构、围护墙顶、地表沉降、支撑轴力、地下水位等关键项目实现自动化监测，自动化监测占比达65%
2. 智能预警平台：RAILWISE-TSM平台实现预警自动识别、自动推送、自动统计，预警响应效率提升50%
3. 移动端应用：WorkWise移动端实现监测数据实时查询、预警信息即时接收，管理人员随时随地掌握监测状态
4. 数据可视化：三维可视化看板直观展示监测数据空间分布和变化趋势，便于快速决策

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元数据

• 作者: RailWise技术团队
• 版本: 1.0.0
• 创建日期: 2024-07-08
• 更新日期: 2024-07-08
• 状态: 已发布
• 审核状态: 已通过技术评审