基坑變形監測大全11篇

時間:2022-06-18 04:41:57

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篇(1)

中圖分類號: U23 文獻標識碼: A

前言

隨著我國城市建設的發展,基坑監測工程越來越多,基坑的現場監測、數據反饋分析,對其進行預測控制,是實時掌握基坑穩定性和指導下一步施工的重要手段。其中,基準點的穩定性檢驗和變形分析的方法,是本文嘗試進行討論的主要內容。基準點的選擇就是要全面地考慮、合理地解決變形觀測過程中基準點的穩定性;利用文字結合圖表來進行變形分析,直觀、形象地展示基坑變形狀態和趨勢,幫助管理部門的正確決策。

1、基坑監測實例

1.1 工程概況

某一工程基坑周長900多米,呈長方體。基坑挖深7.6米,基坑周圍建筑物、管線多,該項目基坑安全等級為二級。為確保支護結構和相鄰建筑物的安全,對基坑圍護結構墻頂的水平位移監測。設計要求:水平位移報警值為40mm,每天發展不超過3mm。基坑安全運行時間為6個月。基坑監測布置示意圖如下。

因施工場地狹窄,采用全站儀坐標法測定監測點的坐標,通過相鄰周期坐標計算,快速、準確地獲取監測點的位移量。

1.2 基坑變形監測

在基坑變形監測時,必須有一些固定的測量點作為基準點,以求得所需要的位移值。本基坑變形監測工程觀測網共包含5個點,3個已知點在基坑較遠穩定區域,另外2個為布置在基坑附近方便觀測的工作點。共對這5個點構成的基準網進行一等水準觀測,平均每個月都進行一次基準網的穩定性檢驗,以滿足工程精度的需要。

根據設計要求和現場情況,在基坑周圍共布設86 個監測點。由于基坑監測時間長,監測點很容易被破壞,監測網的網型可能發生變化。為判斷基準點的穩定性,不能無根據地以某一點作為起算點,而應根據重復觀測的成果,進行統計分析確定其穩定性。只有在監測的起算數據可靠的前提下,對數據成果進行變形分析才具有指導施工的意義。

2、基準網點的穩定性檢驗

2.1 穩定性檢驗方法

基坑監測點的變形是相對于監測基準網點的,如果基準點不穩定,所觀測的變形數據就是失真的。結合實際,我們采用平均間隙法對基準點的進行整體檢驗。其基本思想:先進行兩周期圖形一致性檢驗及整體檢驗,如果檢驗通過,則確認所有參考點是穩定的。否則,就要找出不穩定的點,尋找不穩定點的方法是“嘗試法”,依次去掉每一點,計算圖形不一致性減少的程度,使圖形不一致性減少最大的那一點就是不穩定點。排除不穩定點后再重復上述過程,直到去掉不穩定性點后的圖形一致性通過檢驗為止。

平均間隙法的原理:通過兩期觀測,可分別進行平差,得出各點兩期的坐標值,而且這些點的坐標值對同名點各不相同。如果各點(包括原來認為不動的基準點和可能動的移動物體上的點)在兩期觀測期間沒有移動,在同名點的坐標差只反映觀測誤差,因此通過這些坐標即可得到觀測值的一個經驗方差μ2。這個方差可由兩期觀測值改正數得到,即通常使用經驗方差μ2進行比較和檢驗。若QXV=0,QlV=0,說明平差后,觀測值改正數V 與未知數X 及觀測值平差值是相互獨立的,因此用這兩個方差的比構成的統計量服從F 分布。用此量進行檢驗,看出這兩個方差是否相等,即是否出自同一統計體,如果是,則表示坐標值的差完全由觀測誤差所引起的,因此判斷點位確實沒有移動,否則點位產生移動。

2.2 平均間隙法檢驗過程

用某兩周期的成果進行穩定性檢驗。設這兩周期分別為第1,j 周期根據每一周期觀測的成果,按秩虧自由網平差的方法進行平差,由平差改正數可以計算單位權方差的估值

式中分別用上表與下表1,j 表示不同的兩周期觀測的成果。一般情況下兩個不同周期觀測的精度是相等的。可以μ12將μj2與聯合起來求一個共同的單位權方差估值,亦即

式中,f=f1+f2。

如果作假設“兩次觀測周期間點位沒有變動”,則可以從兩個周期所求得的坐標差ΔX計算另一方差估值

式中, fΔX為獨立的ΔX的個數。可以證明方差估值μ2與Q2是統計獨立的

利用F檢驗法,我們可以組成統計量。

在原假設H0(兩次觀測期間點位沒有變動)F,統計量服從自由度為fΔX、f的F分布,故可以用下式

來檢驗點位是否有變動。置信水平通常取0.05或0.1,有與自由度fΔX、f可以從(概率論與數理統計)中查得分位值F1-α(fΔX、f)。當統計量小于相應分位值時,接受原假設,表明監測基準網點都是穩定的,穩定性分析即完成。反之,則認為網中存在變動點。為此,必須用平均間隙法進一步搜索不穩定的點。

3、基坑監測點變形分析

3.1 數據處理

每期觀測后,首先對基準網進行經典平差,以M1、M2、M3為基準,計算出工作點G1、G2的坐標,然后采用平均間隙法,以當期與首期兩期觀測作檢驗進行工作點穩定性分析,若存在不穩定點,再繼續尋找動點,并修正。最后,把基坑兩側工作點統一到穩定的基準網中,并以工作點平差計算每個監測點坐標。本工程以監測點B1、B2、B3、B4、B5、E1、E2、E3的部分觀測期過程中平面位移變化量為例,其位移變化量統計表如下。

3.2 變形分析

基坑變形監測點數量較多,如果僅對單一沉監測點的變化進行分析,即不方便,又不能全面地反映實際變形情況。所以,變形分析宜采取整體分析,較直觀的方法是將監測的報表繪制成“監測點變形量曲線圖”和“監測點變形量速率曲線圖”,即將每一期各測點的累計變形量或速率曲線繪制在以時間為橫軸、變形量為豎軸的坐標系中。變形分析如下:

(1)整個基坑出現了不同程度的變形。

(2)B3、B5、E1 三個監測點出現預警值,其余各點變形量都正常。

(3)在B3、B5、E1 三個監測點出現預警值后,及時采取措施進行加固基坑,經有效處理后變形量變化正常。

(4)結合實地踏勘和分析,三個監測點變形原因為:①周邊道路環境影響:基坑周邊都是交通要道,受震動較大;②土質原因:地質條件較差,基坑大部分是回填土;③地面荷載影響:三個監測點附近都有施工機械和運輸車輛通過。根據前12期觀測結果和基坑的變形情況,相關管理部門對基坑進行了加固和壓密注漿等處理。從第13期之后的觀測結果已看出加固取得得了明顯效果,基坑基本上處于了穩定狀態,為今后基坑下部施工建設的安全提供了保障。

結論

基坑變形監測網一般范圍不大,而精度要求較高,從保證成果可靠方面考慮,對監測網的穩定性檢驗是很必要的。用平均間隙法確定變形模型這種思路本身不需要考慮太多的地質信息,能從測量觀測數據中分析出近似變形模型。在工程上有一定的適用性。

在基坑變形監測中,圖表分析方法有其優越性。比傳統的文字成果更直觀豐富,既能全面地展示和分析基坑整體變形狀態和趨勢,又能明顯獲得哪些監測點變形較大,更便于理部門的正確決策。當然,在基坑工程監測技術、方法、數據處理等方面,內容還很多,有待于在今后的基坑工程中再學習,再實踐。

參考文獻

[1]張正祿等.工程測量學[M].武漢:武漢大學出版社,2005.

篇(2)

前言

深基坑的變形檢測直接關系到整個建筑在建設過程中的安全,建筑施工的質量和地基的強度有直接的關系,因此在故在深基坑施工過程中,除了要對基坑本身進行監測之外,還要對周圍建筑物的穩定性進行監測,監測量大且要求精度高。因此,對城市建筑區深基坑變形監測的實踐活動進行研究具有重要的現實意義。

一、深基坑監測的意義

對于復雜的大型工程以及與重要建筑物很近的深基坑項目,由于基坑周圍的環境非常的復雜,特別是當基坑周圍地質條件差,地下水豐富,距基坑周邊很近的距離有非常密集的地下管線,

監測是非常重要的,隨著基坑的開挖能夠及時了解周邊環境的狀況,還有就是基坑監測不容易從過去類似的基坑開挖過程中得到借鑒,也不容易從理論實驗中進行模擬結果,所以每當基坑開挖的時候就要隨時進行基坑監測。首先是根據現場采集的各種監測數據能夠判斷基坑的安全系數并做數據計算處理,為今后地質條件和周邊環境類似的基坑提供設計參考和施工參考。其次,為工程施工提供安全保障,特別是地下管線,地下設施,基坑的圍護結構,鄰近建筑物、構筑物等等在施工過程中所受的影響。最后,當監測過程中發現某些監測項目最大值超過允許范圍或者變化速率達到預警值的時候及時通過業主建立的信息平臺預警消息,這時各單位都及時收到預警消息,以較快的速度組織業主,監理,施工方進行協商解決,進行安全補救,為工程質量和安全提供可靠保障。

監測數據的大量積累對工程經驗的總結,方法的完善,手段的創新和設計水平的提高也有著重要意義,總體概括分析可以分為實際意義和理論意義。實際意義主要是通過監測各種建筑物和構筑物等等的穩定性,及時了解它們的穩定情況,如果發現數據速率變化太大以及數據超過控制值或者是基坑出現裂縫或漏水等現象以便采取方法,理論上的意義是指通過數據分析更充分地理解基坑開挖過程中的變形機理和變形規律,驗證有關的變形理論,為今后的變形監測理論和方法提供有價值的參考。在進行地鐵或者是建筑房屋的施工中,需要參照相關的基坑監測技術規范和大量的文獻資料,對基坑監測過程中的某些觀點進行論述,總結深基坑監測存在的某些問題以及解決方法。

二、主要監測內容

在建筑基坑的施工過程中,監測工作主要分為兩個部分,沉降監測和位移監測,監測的對象主要包括支護樁、周圍土體和周邊建筑物。從保證基坑工程的施工安全角度出發,支護樁監測活動中,樁體累計水平位移32mm,或者連續3d內位移速率大于5mm/d,就可以判定為基坑施工的穩定性不足;對建筑物的監測因為涉及到沉降和水平位移,所以要結合建筑物自身的高度,以及建筑物本身的水平位置進行監測標準的針對性設定;對周邊土體的監測主要涉及到沉降和水平位移,為了保證檢測工作的準確性,原則上周邊土體的累計沉降或位移超過10mm,或者連續3d的位移速率超過2mm/d就應該發出警報,以免土體沉降和位移對淺層地表的各種管線造成損壞。

三、監測網設置

1、平面監測網

在基坑建設施工過程中,水平位移對基坑本身和周邊建筑物的危害最大,所以是監測的主要內容,為了實現對水平位移的監測,要進行平面監測網的布設。該工程因為周圍的建筑物分布比較密集,且安全范圍較小,在基坑形變影響區外的控制點看不見基坑,能看間基坑的控制點在基坑形變影響區內。平面監測網的整體布置遇到了一定的困難。因此,初次監測網布置主要按照點時基準點與工作點四等一次的布置方法,例如針對某城市建筑區域深基坑施工變形檢測中,布置了15個監測點,形成邊長為23耀24m的監測網。

2、高程監測網

高程監測是對基坑開挖過程中可能導致的地面沉降進行監測的監測環節,采取的主要監測措施是固定點仰角監測法,在基坑形變影響區范圍外水平設置基準網點7個,形成閉合線路總長度為1.3km的監測網絡,對周圍建筑物的沉降變化進行監測,經過逆向測算高程監測網的每公里水準測量偶然中誤差為依0.5mm,每公里水準測量全中誤差為依0.3mm。

四、坑的監測頻率、方法及注意的事項

1、基坑的監測頻率

基坑的嗡測頻率一般根據基坑的等級不同而有所不同,具體的監測頻率需要根據施工設計圖紙和施工監測方案進行具體規定,總之監測頻率的確定應能系統地反映監測對象所測項目的重要變化過程雨又不遺漏其變化的重要時刻。

當出現下列情況時應提高監測頻率:1)監測數據達到報警值。2)監測數據變化較大或速率加快。3)存在勘測未發現的不良地質。4)超深、超長開挖或未及時加撐等違反設計工況施工。5)基坑及周邊大量積水、長時間連續降雨、市政管道出現泄漏。6)基坑附近地面荷載突然增大或超過設計限值。7)支護結構出現開裂。8)周邊地表突發較大沉降或出現嚴重開裂。9)臨近建筑突發較大沉降、不均勻沉降或出現嚴重開裂。10)基坑底部、側壁出現管涌、滲漏或流沙等現象。

2、圍護結構頂部水平位移的監測方法

圍護結構頂部水平位移的監測方法一般用極坐標法,基準點要選在3倍基坑以外土質堅固的地方,每個基坑工程至少應有3個穩定、可靠的點作為基準點,工作基點應選在相對穩定和方便使用的位置。每次觀測都必須定向,每次觀測值與前一天觀測值之差為日變化量,每次觀測值與初始觀測值之差為累計變化量,當然也可以用余弦定理公式進行位移變化的計算,一般認為,當日變化量超過設計值的80%或者累計值超過設計值的80%時應向業主,施工,監理各單位進行數據報警。

3、測斜儀的測量

連接好探頭和電纜,電纜和測讀儀,當連接探頭和電纜時一定要用原裝的扳手,接好以后要檢查一下探頭與電纜之間是否密封,要特別注意保護電纜和探頭之間這一部分,特別容易被損壞,所以要倍加小心,如果電纜里面的某條細絲被損壞,那么所測的數據就有錯誤不能利用,測量第一遍的時候要將低滑輪朝向基坑方向,同時使滑輪卡在導槽上,把電纜放到距離測斜管底部0.5 m的地方,一定要注意不要把探頭直接放到測斜管底部,以免損傷探頭,更不能“自由落體”讓探頭直接以重力加速度一下到底,測量自下而上一般是每隔0.5 m測讀一次,有時候也可以1 m測讀一次,為了保證測讀結果的準確性,一定要當測斜儀上出現一排菱形時再記錄。第一次測量完成以后,把探頭轉動180。,使探頭的兩個導輪與第一次相反,進行第二次測讀,第一次與第二次測讀的測點要在同一位置上,它們的誤差范圍是小于10%,而且符號相反,否則應重測本組數據。

結束語

綜上所述,本文首先分析了深基坑施工過程中變形監測的意義,隨后針對變形監測過程中的內容和詳細的檢測方法進行了詳細的分析,目的是提高深基坑的施工質量。

篇(3)

本項目位于城市中心地段,基坑南側及東側為城市道路,北側為距離基坑邊緣29m的12層建設銀行辦公樓,西側為距離基坑邊緣17m的8層高的商業大廈,基坑平面位置布置見圖1所示。

本工程為地下兩層,地上十七層(局部九層、六層)的鋼筋砼剪力墻結構,集融商業、停車場、公寓于一體的綜合樓,總建筑面積16809m2,建筑總高68.8m。

高層基礎采用大直徑鉆孔灌注樁(端承樁),樁端支承于風化白云巖中,巖石極限端阻力為15000KPa。地下室底板標高為7.90m,實際挖土深度7.5~8.2m。

2工程地質及水文地質條件

根據本次勘察結構圖,整個場地地基土除上部為厚度不一雜填土外,其下為坡殘積地層,下臥為侏羅―白堊紀泥質粉砂巖。根據土的物理力學性質差異及其工程特性分述如下:

①層―填土(耕土):褐黃色,主要以粘性土為主,偶夾風化碎石,局部地段為耕土層,該層成分雜亂,固結差,結構松散,厚度為0.9~5.1m;②層―粉質粘土:褐紅、褐黃色,可塑狀態、干強度低、韌性中等,局部為粉砂,厚度為2.3~6.2m;③層―風化泥質粉砂巖:褐紅色及褐黃色,已基本風化成粉砂狀,局部夾薄層強風化巖層呈碎塊狀,整塊場地均布,厚大于21m。

場地地下水有基巖孔隙、裂隙承壓水類型,地下水埋深為-5.1m,由大氣降水及上覆蓋土層孔隙水補給。

3基坑降水及圍護方案

3.1基坑圍護方案

因基坑周邊為房屋建筑及市政道路,無放坡開挖條件,根據基坑深度、地質水文條件及周邊建筑分布情況,擬采用以間隔式鉆孔灌注護坡樁與土針墻聯合支護方式,具體初步設計如下:

護坡樁擬采用φ1200m的C30混凝土鉆孔灌注樁,樁中間距為2m,樁配筋為22Φ25,箍筋為φ8@200mm。樁頂標高為+0.20m,樁插入土基坑深度未定,需通過受力計算來決定。樁頂封閉圈梁采用寬1.2m,高0.6m。配筋16φ16,砼強度C30。

樁間設土釘墻,其主要技術參數如下:

1)土釘孔徑:土釘鉆孔直徑為110mm,采用機械或洛陽鏟成孔;

2)鉆孔深度,在圈梁底往下3m高度內為1.5m,其余部分為2.0m;

3)鉆孔間距:水平間距為2.0m,豎向間距為1.2m;

4)錨桿及布置:錨桿采用HRB335級熱軋帶肋Φ22鋼筋;梅花形布置;

5)網片鋼筋及噴射砼:采用φ6.5鋼筋,間距250mm鋼筋網片,噴射C20混凝土厚100mm。

3.2降水方案

基坑降水采用管井降水法,沿基坑設82眼管井,管井間距為8m,井深15m,管徑為60cm。共設兩個抽水泵站不間斷進行抽水,使地下水位降到基坑底以下2m,以獲得干燥的施工環境。

基坑圍護布置如圖1所示。

圖1 基坑平面位置布置及支護圖

4基坑支護受力檢算

由支護的結構形式可知,主要由混凝土灌注孔樁承受基坑壁的荷載,因此關鍵是孔樁的受力檢算。以下以承受最不利荷載處的孔樁進行承載力驗算及確定孔樁入土深度,以確保結構安全,計算簡圖如圖2所示。

孔樁最不利荷載處各土層的加權平均參數經計算為:φ=26°,c=16kPa,=19.3 kN/m3。其結構算簡圖如圖2所示,考慮到基坑下的摩擦力,計算被動土壓力系數時采用土與樁的摩擦角δ=2/3×φ=17.3°進行計算。

圖2孔樁計算簡圖

4.1插入深度計算

樁后主動土壓力系數,。

樁前被動土壓力系數

主動土壓力強度41.88kN/m2

u=(20×0.39+41.88)/77.39=0.64m

=8.2+0.64=8.84

=20×0.39×8.2+1/2×41.88×8.2=235.7kN/m

主動土壓力合力作用點距樁頂距離a=(20×0.39×8.2×8.2/2+1/2×41.88×8.2×2/3×8.2)/235.7=5.1m

按下式進行計算:

將數據代入上式,整理得

解上式得:

所以埋深(計算出的值增加20%):

t=1.2×5.54+0.64=7.29m

從計算可得,孔樁最少埋深為7.29m,綜合考慮其它因素,施工時實際采用的埋深為13m。即樁總長為13+8.2=21.2m,經按13m入土深度進行穩定性復核,得穩定安全系數為2.1。

4.2進行孔樁最大彎矩計算

孔樁的最大彎矩處為剪力Q=0處,設從0點往下處Q=0,按下式進行計算:

因樁的中間距為2m,所以

4.2樁體抗彎強度校核計算、

混凝土抗彎強度為14.3N/mm2,鋼筋抗拉強度為310N/mm2,樁半徑為600mm,樁身均勻配筋為22根Φ25mm,主筋距樁中心距離為rs=570mm。則有效混凝土面積A=113×106mm2,主筋的截面積AS=10793.8mm2

受拉鋼筋混凝土的相對面積為:

at=1.25-2a=0.39

樁的極限抗彎彎矩按下式計算:

從以上的計算分析可知,孔樁的穩定性及抗彎強度滿足安全施工要求。

5 變形監測

鑒于巖土工程的復雜性及本基坑工程的重要性,本工程采用信息化施工方法,邊施工邊監測,及時反饋監測結果,以掌握基坑邊坡、周邊建筑物沉降及變形情況,分析邊坡穩定狀況;觀測圍護結構在受土體分步開挖壓力所引起的水平位移和豎向位移,以掌握圍護結構分步受壓的穩定情況,對位移數據及時分析,如位移過大時,及時分析原因,有問題及時解決。確保基坑及周邊建筑物的安全。

1)觀測項目的設定及觀測辦法

本工程根據設計和施工的實際要求,選擇進行支護結構水平位移、豎向位移觀測,周圍建筑物和地下管線變形。在基坑每側選擇有代表性的6根護坡孔樁作為監測對象,設置水平位移及豎向位移觀測點,觀測點間距20~30m。在待觀測的建設銀行辦公樓、商業大廈及其它構筑物上設置足夠的觀測點。

在基坑開挖深度3倍距離外設置監測基準點,采用自動安平精密水準儀及全站儀等儀器進行位移及沉降量的觀測。

基坑開挖前測得初始讀數。在開挖過程中,每天觀測兩次。如發現位移量較大或有突變時,則應加強觀測,每間隔6小時觀測一次;觀測階段由土方開挖開始至土方回填完畢。

將每次測定的位移及沉降量數據,填入表格,繪制各測點的位移量與時間關系曲線圖。基坑回填完成后,再持續觀測一周,每天兩次,觀測結果表明位移穩定后,停止觀測,提交位移觀測報告。

2)監測控制基準、警戒值

變形監測前根據本項目的客觀實際情況和設計計算書,事先確定了位移及變形警戒值,據以判斷變形、沉降是否會超過允許的范圍,判斷圍護結構及建筑物是否安全可靠。否則需要改變施工順序或調整支護設計參數。因此,確定監測項目的警戒值是至關重要的。

根據設計及規范要求,并結合我方多年實踐經驗,確定警戒點及警戒值:

a)警戒點:S-T曲線的突變點為警戒點,出現警戒點時應及時反饋信息。

b)警戒值:經綜合考慮本工程允許最大水平及豎向位移量為30mm,當天最大水平及豎向位移量不超過3mm。

3)監測數據處理及信息反饋

隨施工進度嚴格按要求進行上述各施工監測內容,監測人員根據開挖部位、步驟及時監測,及時繪制測值隨時間變化圖、速度變化趨勢圖、加速度變化趨勢圖,并依據變化曲線及速率判斷相應測點的變化趨勢,及時反饋于施工,必要時采用回歸分析推測測試終值。

數據整理:把原始數據通過一定的方法,如按大小的排序,用頻率分布的形式把一組數據分布情況顯示出來,進行數據的數字特征值計算,離群數據的取舍。

數據的曲線擬合:在取得一定監測數據后,繪制位移時態變化曲線圖,然后尋找一種能夠較好反映數據變化規律和趨勢的函數關系式,對下一階段的監測數據進行預測,防患于未然。當檢測數據出現警戒點或變形量超過警戒值時,分析原因,及時采取補救措施,必要時修改支護設計參數。

4)測試結果及分析

通過監測數據記錄可看出,基坑開挖到底部后,圍護孔樁達到最大樁頂位移,本項目最大值為靠近建設銀行辦公樓側的一個觀測點,其值為8.6mm,其余觀測點的數值在3.5~7.9mm之間,均未超出安全區域。在進行基坑開挖初期,位移變化顯著,后期逐漸減少直到停止,施工中沒有產生位移突變現象。

周邊建筑和管線監測記錄表明,沉降量最大值為3.1mm,說明基坑土體處于穩定的安全狀態。

6結束語

在本項目的支護設計中,針對周邊建筑情況及地質構成,選擇了使用鉆孔灌注樁結合土針墻的綜合支護方案,并對鉆孔灌注樁的插入深度進行了計算。同時也對鉆孔灌注樁的抗彎強度進行了驗算,確保施工安全。

在后續基坑土方開挖及地下樓層施工過程中,基坑邊坡未發生土方坍塌及支護變形超警戒值位移及其它危及施工安全的現象,證明采取的基坑圍護方案是安全有效的。

篇(4)

前言:基坑變化細節監測和工程總體布置形式設計,如今已經被定義為深基坑工程安全質量完善期間的特定要素,其間對于鉆孔灌注樁以及內部支撐單元產生更加嚴格的規范要求。可現實中,我國在基坑支護控制經驗上仍舊處于單一落魄境遇,因此后期工程系統化覆蓋指標不可避免地遺留某種滯后效應。這就需要研究主體結合施工現場試驗數據、以往研究經驗,加以科學整編演練,確保基坑監測創新形式的舉措得以快速浮出水面。

一、針對基坑變形細節加以科學監控的現實意義論述

首先,技術人員在基坑挖掘期間會借助某類高新技術手段,將施工現場內部各類動態信息傳輸出去,可因為內部因素影響狀況極為復雜,使得基坑和周圍建筑物安全穩定性難以貫徹落實。由此,一切監測數據的搜集便是為了進一步掌控基坑內部結構參數變化狀況,使得對應施工管制部門能夠及時吸納最新監測數據信息,避免今后施工方案創新改良和覆蓋進度遭受不必要的限制作用。

其次,聯合基坑變形監測數據加以精準解析調試,能夠為各類建筑、生活設施威脅程度校驗快速提供疏導線索。也就是說,一旦基坑變形程度超出預設要求,施工管制主體就可借助變形監控分析系統整編現場資料內容,確保施工方案得以快速改良和順利落實。

最后,基坑內部任何險情預測和警告。施工期間一切安全事故,其實都與基坑施工監測人員正向態度相關,一旦任何數據校驗分析不當,都會令現場失去控制,造成不必要的人員傷亡和成本損失結果。針對施工流程和深基坑各類變動參數加以解析,可以在合理期限范圍內預測險情狀況,為施工流程布置期間可能遭遇的不安問題提早加以預防補救。

二、深基坑變形狀況監測分析的科學舉措內容解析

(一)監測點的精確選取

監測點設置工作主要針對基坑開挖期間核心影響部位加以掌控,基本上會超出基坑預設深度兩倍左右,如若想要在合理期限范圍內獲得合理經濟效益,布置流程必須足夠科學。技術人員在進行測點布設前期,有必要適當將核心注意力投射在基坑區域地質變動細節和維護方案設計層面之上,后期聯合以往安全保護經驗和支承控制理論,進行測點布置范疇和密度檢驗調試。客觀層面理解,可以加以預埋的監測點必須在工程開始之前加以快速埋設,在對應工作穩定期限得以延續基礎上,異質化靜態初始值都應該測取完備。需要注意的是,有關沉降、位移的觀測點有必要直接在被監測的物體之上安裝。

(二)輔監測儀器的科學匹配沿用

主要結合施工現場地質檢驗結果,進行容易引起坍塌結果的位置埋設,全程沿著圍護結構平行方向25m間距加以布置。需要注意的是,用于圍護樁體結構的測斜管,大致上會在圍護樁澆灌期間放入。具體規范流程如下所示:首先,技術人員有必要結合基坑整體開挖深度事先測斜管孔深確認目標,其實就是將基底標高特定支護結構的土體側向位移數據暫且視為零,并且將其作為預測判定基準媒介。其次,快速將測斜管放置在底蓋之上,并進行逐層組裝。技術人員要做的是,詳細檢驗內部導槽穩定性,確保其能夠時刻和坑壁走向保持平行、垂直關系;再就是管內需注入合理數量的清水,持續到沉管到達孔底期間,在斜管、孔壁之間遺留的空隙,要用砂子逐層填實。最后,便是針對測斜管管口坐標、高程進行精確計算,提供明顯的標示以保護管口位置。畢竟現場測量前期,技術人員始終須依照孔位科學布置指示圖,進行鉆孔列表結構完善布置。確保最終測量結果分析預測能夠有據可依。

(三)監測頻率的確認和科學調試

基坑工程監測頻率,核心價值在于精準映射既定項目變化細節,技術人員可以考慮依照不同工程管理機動需求,進行監測方案精確調整。實際上,開挖期間監測間距不宜過長,持續到外界條件變化劇烈期間適當增加監測管控能效。需要注意的是,一旦說基坑冠梁衍生任何裂縫問題時,監管主體可以依照實際狀況加以科學監測,針對單位裂縫寬度極限位置和末端進行觀測標示匹配,其中裂縫觀測周期主要依照現場數據變化速度而定。

另外,各監測點和監測基點要嚴格保護并做明顯標記,施工過程中嚴禁破壞。監測應定人、定儀器、定時進行,不許漏測,開挖接近槽底時,應加強監測。對監測數據應如實記錄,及時進行匯總、分析和評定,并根據變形趨勢做出預報。監測中如發現變形異常,應及時提交變形資料以便及時進行處理。同時后期實踐驗證,邊坡沉降控制在規定的沉降值范圍內,并且在基坑開挖過程中,通過變形監測,施工方及時掌握基坑的各種變形值,對可能發生的安全險情,進行預防和安全措施補救,在整個基坑開挖過程中,基本未發生任何安全事故,施工工期得到有效保障,經濟效益明顯。

結語:綜上所述,在進行深基坑開挖過程中內部變形狀況監測方面,相關部門主張大力推動對應監測設備更新效率,確保當中邊坡、附近管線的水平和豎向細節都得到合理檢驗,進一步為后期施工期間一切可能滋生的安全險情加以精準預測,防治。相信長此以往,必定為我國深基坑施工工期、社會經濟效益指標完善奠定深刻適應基礎,再就是為今后超大型深基坑變形精準監測和系統防護工作提供更多標準指導性建議。

參考文獻:

[1]李永輝.黃土深基坑施工監測分析與數值模擬[D].西安建筑科技大學,2009.

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隨著我國經濟的高速發展,高層、超高層建筑大量興建,深基坑工程越來越多,而深基坑開挖和暴露期間的安全,會直接影響到周圍建筑、公路、管線等的基礎穩定。深基坑開挖后,由于土體平衡被打破而導致土應力發生改變,土體支護結構及本身出現變形,導致周邊建筑物出現不同的沉降、位移、撓曲、傾斜和裂縫等現象,因此在基坑施工過程中,不僅要對基坑及周邊建筑物進行連續的變形觀測,也要對發現的問題,及時采取措施,做好預防工作,確保建(構)筑物的安全。

一、基坑變形

(一)基坑變形概述

基坑在開挖施工過程中由于受基坑土質、開挖深度及尺寸、周圍荷載、支護系統及施工方法等諸多因素影響,變形將是不可避免的。盡量減少基坑開挖對周邊環境的影響。加強對基坑周邊建筑物、基坑土體及支護樁的位移等進行變形監測。盡可能的對它們在后續施工中的變形進行預測。了解其有無較大的不均勻沉降,以便采取有效的補救措施等,是現代建筑基坑施工中面臨的必須解決的重要問題。

(二)基坑變形機理

深基坑無論是哪種形式的變形,究其原因,主要是由于基坑開挖而導致的基坑周圍地層移動。基坑的開挖過程是基坑開挖面上卸載的過程,卸載會引起土體在水平或者垂直方向上原始應力的改變。隨著基坑的開挖,水平方向上由于坑內外土壓力的作用而使圍護結構產生位移,周邊地表產生沉降。垂直方向上由于基坑內外高差所形成的加載和地面各種超載的作用而使坑底產生向上的隆起。這就是基坑變形機理

二、基坑變形監測

(一)基坑變形監測的目的

在基坑施工過程中,由于地質條件、荷載條件、材料性質、施工條件等復雜因素的影響,很難單純從理論上預測施工中遇到的問題。基坑工程的設計預測和預估只能夠大致描述正常施工條件下,圍護結構與相鄰環境的變形規律和受力范圍,僅此是不夠的,還必須在基坑開挖和支護施工期間開展嚴密的現場監測。基坑工程施工及地下結構施工期間,應對基坑支護結構受力和變形、周邊建筑物等保護對象進行系統的監測,通過監測,及時掌握基坑開挖及施工過程中支護結構的實際狀態及周邊環境的變化情況,做到及時預報,為基坑邊坡和周邊環境的安全與穩定提供監控數據,防患于未然;同時通過監測資料與設計參數的對比,可以分析設計的正確性與合理性,科學合理的安排下一步工序,必要時及時修改設計,使設計更加合理,施工更加安全,相鄰建筑物不受施工的危害。在實際施工中我們經常采用信息化施工的方法,實施邊施工邊監測,并及時反饋監測結果。通過信息化施工,監測小組與駐地監理、設計、業主及相關各方建立良性的互動關系,積極進行資料的交流和信息的反饋,進一步優化設計,調整方案,確保工程施工的順利進行和構筑物的安全。

(二)基坑變形監測的內容

(1)水平位移監測。圍護結構頂部水平位移是圍護結構變形最直觀的體現,是整個監測過程的重點。圍護結構變形是由于水平方向上基坑內外土體的原始應力狀態改變而引起的地層移動。基坑開挖時水平方向影響范圍為1.5倍開挖深度,水平位移及沉降的監測控制點一般設置在基坑邊2.5~3.0倍開挖距離以外的穩定區域。變形監測點的布置和觀測間隔應遵循以下原則:間隔5~8m布設一個變形監測點,在基坑陽角處、距周圍建筑物較近處等重要部位適當加密布點。基坑開挖初期,可每隔2~3d觀測一次;開挖深度超過5m到基坑底部的過程中,可適當增加觀測次數,以1d觀測一次為宜。特殊情況要繼續增加監測頻次,甚至實時監測。

(2)垂直沉降觀測。沉降監測高程控制網測量:采用獨立水準系。在遠離施工影響范圍以外兩側各布置一組穩固水準點。沉降變形監測基準網以上述永久水準基準點作為起算點,組成水準網進行聯測。

(3)沉降監測。基坑圍護結構的沉降多與地下水活動有關。地下水位的升降使基底壓力產生不同的變化,造成基底的突涌或下陷。通常使用精密電子水準儀按水準測量方法對圍護結構的關鍵部位進行沉降監測。觀測的周期、時間和次數,應根據工程的性質、施工進度、地基地質情況及基礎荷載的變化情況而定。

(4)傾斜監測。傾斜監測應根據監測對象的現場條件,采用垂準法或外部投點法。垂準法應在下部測點上安置光學垂準儀或激光垂準儀,在頂部監測點上安置接收靶,在靶上直接讀取或量取水平位移量與位移方向。外部投點法應采用經緯儀瞄準上部觀測點,在底部觀測點位置安置水平讀數尺直接讀取傾斜量,換算成傾斜度。經緯儀正、倒鏡法各觀測1次取平均作為最終結果。

(5)裂縫監測。地基發生不均勻沉降后,基礎產生相對位移,建筑物出現傾斜。傾斜使結構上產生附加拉力和剪力,當應力大于材料的承載能力時即會出現裂縫。裂縫多出現在房屋下部沉降變化劇烈處附近的縱墻。對裂縫的觀測應統一編號,每條裂縫至少布設二組(兩側各一個標志為一組)觀測標志,裂縫寬度數據應精確至0.1mm,一組在裂縫最寬處,另一組設在裂縫末端。并對裂縫觀測日期、部位、長度、寬度進行詳細記錄

(6)道路、管線變形監測。基坑開挖過程中,應同時對鄰近道路、管線等設施進行水平位移和沉降觀測。盡可能以儀器觀測或測試為主、目測調查為輔相結合,通過目測對儀器觀測進行定性補充。例如:目測調查周圍地面的超載狀況,周圍建(構)筑物和地面的裂縫分布,周圍地下管線的變位與損壞,邊坡、支護結構滲漏水狀況或基坑底面流土流砂現象。

(三)基坑工程監測儀器

(1)水準儀應用于基坑圍護結構的沉降觀測。基坑周圍地表、地下管線、四周建筑物的沉降。基坑支撐結構的差異沉降。確定分層沉降管、地下水位觀測孔、測斜管的管頂標高。

(2)經緯儀可以用作周圍建筑物、地下管線的水平位移測量。主要用在:圍護結構的頂面及各層支撐的水平位移和測斜管頂的絕對水平位移測量上。

(3)測斜儀按其工作原理有伺服加速度式、電阻應變片式、差動電容式、鋼弦式等多種。比較常用的是伺服加速度式、電阻應變片式兩種,伺服加速度式測斜儀精度較高,目前用得較多。

(4)鋼筋計可用于測量基坑圍護結構沿深度方向的應力換算為彎矩。基坑支撐結構的軸力、平面彎矩。結構底板所受彎矩。另外還有土壓力計和孔隙水壓計。

三、工程案例分析

某工程地下2層,用作地下停車庫。基坑開挖深度(場內地面計起)平均8.25m,平面面積約5476m2,基坑周邊長約329m。基坑支護結構形式為:①為防止邊坡出現較大的變形,邊坡支護采用剛度較好的“人工挖孔樁+預應力錨索”支護結構;②在支護樁外側采用單排深層攪拌樁止水,防止基坑開挖引起四周地下水位下降,導致周邊建筑物開裂并危及市政管線的安全;基坑側壁安全等級為一級。

(一)水平位移監測

水平位移監測主要采用極坐標法。本項目支護結構頂部水平位移監測點沿基坑四周布設,共設20個,根據《工程測量規范》和JGJ/T897《建筑變形測量規程》中對水平位移變形測量的有關細則和二等水平位移測量精度要求進行。采用萊卡全站儀進行觀測,在被測設的點位上可以安置棱鏡的條件下,用極坐標法放樣觀測墩中心位置并檢查是否穩定。在穩定的的前提下,以觀測墩為基礎對監測點進行變形監測,按計算的放樣數據角度和距離測設點位。采取多個測回測量取其平均值減少角度誤差;用多次觀測法;對全站儀進行精密檢定;選擇在溫度穩定,濕度變化不大的天氣觀測等,以減少測距誤差。

式中a、b分別為測距儀固定誤差和比例誤差。可見,位移點點位誤差與觀測距離和測角中誤差均成正比例關系。根據上面公式和方法得表1。

觀測結果表明,基坑南側A02測點的最大變形速率達0.2mm/d,整個監測過程最大位移量為A13測點的1.6mm,均超出設計報警值。由于此期間業主、監理及施工單位根據實際情況及時采取基坑周邊禁止堆放超重荷載、局部加固等有效措施,位移量及變形速率開始減小,變形量未再繼續發展。在土方開挖過程中,根據監測反映的情況采取一系列相應措施,基坑變形幅度不大,變形速率變緩且趨于穩定,最終監測到的最大位移量為A13N點的1.6mm。由最后1個監測周期數據可計算出各監測點的變形速率均小于0.1mm/d,說明基坑水平變形微小,基坑已趨于穩定。由于作業員細心觀測,點位中誤差均在毫米級水平,達到了監測的要求。

(二)沉降觀測

沉降觀測采用工程測量方法,監測儀器使用精密電子水準儀,觀測精度為0.3mm,觀測時按照精密水準測量(國家二等水準測量)的技術要求進行。觀測路線要固定,觀測時要前后視距相等,采用后一前一前后的觀測順序,測站數盡可能為偶數,一個測站調焦一次,前后視距用鋼尺丈量,往返觀測形成閉合環線,閉合差限差為± (n為測站數)。

沉降監測基點為標準水準點(高程已知),監測時通過測得各監測點與水準點(基點)的高差h,可得到各監測點的標準高程Ht,然后與上次測得的高程值進行比較,其差值H即為該測點的沉降值。

觀測結束后對觀測成果進行整理,待觀測數據各項限差滿足《規范》要求后,采用測量平差軟件進行嚴密平差,求得各點高程并作精度評定(表2)。

由表2可以看出監測點的最大沉降均在規范要求的限差范圍內,建筑物及地表的觀測點的日沉降量均小于等于0.1mm/d。一般性觀測項目的日沉降量在0.1—0.104mm/d之間,可認為沉降已趨于穩定,所以可以認為該建筑物及地表的沉降處于穩定狀態。

參考文獻:

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1高層建筑基坑工程變形監測的目的

高層建筑基坑變形監測,就是通過對所觀測基坑的變形量進行分析,發現基坑的安全隱患,危害程度,從而達到早發現、早預防、早處理,確保基坑及人的生命財產安全。在高層建筑基坑工程變形監測中,一旦監測發現支護結構變形異常,立即向業主和施工方發出警報,基坑施工方應立即調整施工方案或做好加固措施。同時,通過對基坑變形監測,掌握變形大小、速率,分析產生的原因,數據變化規律,達到驗證設計是否合理,為今后建筑結構設計和地基基礎設計積累經驗。

2高層建筑基坑工程變形監測方案的編制原則

監測人員在基坑監測之前必須針對基坑的實際情況制定詳細的監測方案。基坑監測方案的內容大致包括基坑的概況、基坑監測的依據、基坑的安全級別、基坑監測的項目、基準點及監測點的布置、檢測方法及精度、監測人員及主要儀器設備、監測頻率、監測報警值、出現險情的監測預案、監測數據記錄及處理方法、監測信息的反饋制度等。對于地質和環境復雜,周邊有歷史文物、重要古建筑、地鐵、隧道或管線、嚴重事故,重新組織施工的基坑必須組織專家進行方案論證。總之,編制方案要詳細,監測項目要全面,監測方法要得當,檢測人員要專業、儀器設備要滿足相應等級精度要求,基準點和監測點布點要均勻,監測頻率要恰當,報警值要準確。同時,基坑監測方案還應上報業主、設計單位及質量管理部門認可,確保監測方案具有針對性和可操作性,能準確反映基坑的變形情況。

3高層建筑基坑工程水平位移監測網、觀測點的建立及監測方法

基坑水平位移監測首先要建立水平位移基準點控制網,控制網一般由3~4個基準點組成,基準點應選在基坑開挖影響范圍以外,一般應選在基坑開挖深度3倍以外的非變形區,基準點之間組成閉合環,采用四等導線網精度進行測角、測邊,連續觀測3次,利用平差軟件進行導線計算,取平均值作為水平位移基準點初始值。坐標可以國家點聯測,也可以建立獨立坐標系統。其次是建立基坑水平位移監測點,根據規范要求,監測點應埋在冠梁頂部,沿基坑周邊布置,在周邊中部、陽角處應布設監測點,監測點水平間距不宜大于20m,每邊監測點數目不宜少于3個。水平位移監測應根據現場作業條件,采用全站儀測量、衛星導航定位測量、激光測量或近景攝影測量等方法。基坑頂部水平位移監測頻率的確定,根據《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497—2009)表7.0.3,例如某基坑安全級別為一級,設計開挖深度12m。

4高層建筑基坑工程豎向位移監測網、監測點的建立及監測方法

基坑頂部豎向位移監測首先要建立基準點控制網,基坑豎向位移基準點一般與水平位移基準點共用,采用二等水準測量方法連續觀測3次,平差后取平均值作為基準點的豎向位移初始值。其次是建立基坑豎向位移監測點,基坑豎向位移監測點一般與水平位移監測點共用。基坑豎向位移監測應根據現場作業條件,采用水準測量、靜力水準測量或三角高程測量等方法。基坑頂部豎向位移監測頻率與頂部水平位移監測頻率相同,此處不再重復。

5高層建筑基坑工程支護結構或土體深層水平位移監測點的建立及監測方法

為了掌握支護結構或土體內部微小變化,及時掌握基坑受到的側向壓力有多大,對基坑安全是否產生不良影響。必須對基坑支護結構或基坑周邊土體進行深層水平位移監測。深層水平位移監測,首先要埋設測斜管,測斜管的長度不能小于支護結構的深度,如果是埋設在土體中,測斜管的長度不宜小于基坑開挖深度的1.5倍。埋設測斜管時,要注意把管底密封,防止泥沙倒灌到管子里,鉆孔與測斜管之間縫隙用細沙填充密實;在埋設時注意把一對導槽的方向與所測量的位移方向保持一致,即對準基坑方向,同時要做好管口保護裝置,防止管口遭到破壞或雜物堵塞。其次是現場觀測,采用測斜儀分段采集,一般按照500mm采集一點,從底部向上采集,首次連續采集3次,取平均值作為該孔的初始值。第二次現場觀測時,測斜儀同樣從底部原來位置開始采集,如果支護結構或土體產生變形,測斜儀會根據導輪產生的傾角和固定采集的高度自動計算該點的位移量。1

6高層建筑基坑工程地下水位監測點的建立及監測方法

水位監測點應沿基坑周邊、被保護對象(如建筑物、地下管線等)周邊或在兩者之間布置,監測點間距宜為20m~50m。相鄰建(構)筑物、重要的地下管線或管線密集處應布置水位監測點;如有止水帷幕,宜布置在止水帷幕的外側約2m處。水位監測管的埋置深度(管底標高)應在控制地下水位之下3m~5m。采用鉆孔法埋設水位管,水位管管壁開有滲水孔,在下沉之前要使用紗布把水位管纏繞,管底要密封,防止沙子泥漿進入管內,鉆孔與水位管之間縫隙用細沙填充,管口做好保護裝置,防止管口遭破壞或雜物堵塞管口。水位管埋設完成后,利用水準儀聯測基準點,嚴格測出管口標高WO。地下水位采用水位儀觀測,將水位儀緩緩放入水位管中,當碰到水面時接收機會發出蜂鳴聲,上下多放幾次,準確讀出水位儀繩子上的讀數,記錄水位儀深度Wi,根據公式W=WO-Wi(W代表本次水位標高,WO代表管口標高,Wi代表本次水位儀深度)。

7高層建筑基坑工程變形常見監測項目報警值

根據基坑的支護類型不同,各級別基坑監測報警值大小各不相同,現以某一級基坑為例,基坑支護結構類型為灌注樁,其各項監測報警值應符合表2規定。

8監測數據處理與結果分析

每期基坑監測項目完成后,要及時對各項目數據進行整理,首先依據測量誤差理論和統計檢驗原理對獲得的觀測數據及時進行平差計算處理,并計算出各期的變形量;其次要對監測點進行變形分析,當兩期的變形量符合公式時,可以認為兩期之間沒有變形或變形不顯著:Δ<2μQ(其中Δ表示兩期間的變形量,μ表示單位權中誤差,可取兩期平差單位權中誤差的算術平均值,Q表示監測點變形量協因數);再其次就是對各項目多期變形觀測成果建立反映變形量與變形因子關系的數學模型,對引起變形的原因作出分析和解釋,必要時還應對變形的發展趨勢進行預報。

9結束語

總之,要做好高層建筑基坑工程變形監測,要從監測方案入手,制定好各個監測項目的監測點埋設及監測方法,明確各監測項目的報警值,每期監測結束,要及時處理數據,對監測點穩定性進行分析,同時還要建立變形量與變形因子關系數學模型,對基坑引起變形的原因做出分析和解釋,必要時還要對變形的發展趨勢進行預報,確保基坑工程在施工過程中的安全穩定,同時確保高層建筑地下室施工安全。

參考文獻:

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一、工程概況

某地擬建全科醫生臨床培訓基地大樓。擬建大樓由1棟17層主樓5層裙房組成,滿布2層地下室。該工程基坑南北長約86m,東西平均寬度約40m。開挖深度13.8m,基坑一次開挖完成。坑底標高-13.8m,基坑挖深自然地面以下13.0m,場地地下水位埋深約8.0米,水位降到基地下0.5-1.0m,考慮電梯井與集水坑深度1.5m,該工程水位降深按7.0m計算。水位降深影響范圍約380m。降水井設計16眼,沿基坑(礎)周邊布設,距基坑(礎)邊緣0.5-1.5m。

本基坑工程采用二級支護。支護上部5m采用放坡土釘墻支護;下部8.8m采用樁錨支護,排樁支護上部設有冠梁,錨索為1樁1索。基坑側壁安全等級為二級。基坑設計時限為12個月。

二、監測設計分析

本項目基坑周邊有道路、17層的大廈、地下管線等,對工程施工影響相當敏感,應嚴格控制土體的變形,確保周邊大樓、管線的安全和正常使用。因此,本工程應對基坑本體、周邊建筑物、道路和地下管線作重點監測。在基坑樁基施工期間,須周期性對周邊環境進行觀測,及時發現隱患,并根據監測成果相應地及時調整施工速率及采取相應的措施,確保道路、市政管線及建(構)筑物的正常使用。

根據本工程的要求、周圍環境、基坑本身的特點及相關工程的經驗,按照安全、經濟、合理的原則,測點布置主要選擇在基坑開挖深度2倍以內范圍布點,擬設置的監測項目如下:地面沉降、基坑頂部水平位移監測;基坑側壁的側向位移監測;錨樁支護錨索內部應力監測;④周邊道路及地面沉降;⑤周邊管線變形;⑥周邊建筑物監測;⑦地下水位、降水含沙量。

三、監測方案

為了保證所有監測工作的統一,提高監測數據的精度,使監測工作更為有效的指導整個工程施工,監測工作采用整體布設,分級布網的原則。首先布設統一的監測控制網,再在此基礎上布設監測點(孔)。

(一)精度要求

在監測工作中,監測精度滿足以下要求:

高程采用國家二級水準測量,進行閉合路線或往返觀測。按照要求水準測量觀測點測站高差中誤差精度為±0.5mm。觀測前對水準儀進行“i”角檢測,其“i”角小于15"即符合規范規定要求。每次觀測的高程中誤差均小于±0.5mm。

測斜儀的系統精度不宜低于0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。平面位移監測精度不大于1mm。

(二)儀器選擇

本項目投入儀器設備水準測量采用數字水準儀配合精密數字條碼水準尺,其標稱精度為±0.5mm。平面控制點測量采用全站儀,其標稱精度為:測距1mm+0.5ppm,測角1"。深層土體水平位移監測采用抗沖擊智能數顯滑動式測斜儀及其配套的PVC測斜管,測斜觀測精度(靈敏度)0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。錨索應力監測采用錨索計測定。地下水位監測采用鋼尺水位計,測量重復性誤差為±2.0mm。地下水含沙量測定采用含沙量測定儀。

(三)監測詳細設計

1.垂直位移監測

高程控制網測量是在遠離施工影響范圍以外,布置3個以上穩固高程基準點,這些高程基準點與施工用高程控制點聯測,沉降變形監測基準網以上述穩固高程基準點作為起算點,組成水準網進行聯測。基準網按照國家Ⅱ等水準測量規范和建筑變形測量規范二級水準測量要求執行。

監測點垂直位移測量按國家二等水準測量規范要求,歷次垂直位移監測是通過工作基點間聯測一條二等水準閉合或附合線路,由線路的工作點來測量各監測點的高程,各監測點高程初始值在監測工程前期兩次測定(兩次取平均),某監測點本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移,本次高程減初始高程的差值為累計垂直位移。

2.監測點水平位移監測

基坑頂部水平位移監測采用視準線法。在某條測線的兩端遠處各選定一個穩固基準點A、B, 經緯儀架設于A點,定向B點,則A、B連線為一條基準線。觀測時,在該條測線上的各監測點設置活動覘板,在覘板上讀取各監測點至AB基準線的垂距E,某監測點本次E值與初始E值的差值即為該點累計水平位移,各變形監測點初始E值均為取兩次平均的值。

排樁支護上部冠梁上分段埋設水平位移監測點位,采用全站儀測定坐標方法測定冠梁水平位移。

3.側向位移監測

圍護結構側向位移監測在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導槽PVC管,測斜管管徑為Φ70mm,內壁有二組互成90°的縱向導槽,導槽控制了測試方位。埋設時,應保證讓一組導槽垂直于圍護體,另一組平行于基坑墻體。測試時,測斜儀探頭沿導槽緩緩沉至孔底,在恒溫一段時間后,自下而上逐段(間隔0.5米)測出X方向上的位移。同時用光學儀器測量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前,分二次對每一測斜孔測量各深度點的傾斜值,取其平均值作為原始偏移值。

坑外土體側向位移監測采用鉆孔方式埋設時可用Φ110鉆頭成孔,鉆進盡可能采用干鉆進,埋設直徑為Φ70的專用監測PVC管,下管后用中砂密實,孔頂附近再填充泥球,以防止地表水的滲入。

4.立柱樁垂直位移監測

由于基坑內土方的開挖,坑內土體卸載造成坑底土體回彈,帶動立柱上升,回彈量的大小關系到圍護結構的穩定性。采用瑞士WILD NA2自動安平精密水準儀來測試。

5.錨索應力監測

錨索應力采用錨索計測定,錨索計安裝在錨索的端部。錨索計須在錨索安裝后加力前安裝好,測量其初讀數,錨索施加預應力后再次進行量測。

6.坑外潛水水位觀測

對于水位動態變化的量測,可在基坑降水前測得各水位孔孔口標高及各孔水位深度,孔口標高減水位深度即得水位標高,初始水位為連續二次測試的平均值。每次測得水位標高與初始水位標高的差即為水位累計變化量。基坑內水位變化觀測一般由降水單位實施,可采用降水井定時停抽后量測井內水位的變化。

7.周邊地下綜合管線垂直、水平位移監測

取距施工區域最近的管線;取硬管線(如上水,煤氣,下水等);取埋設管徑最大的管線;一條路上盡可能取一條最危險的管線設直接監測點;監測點盡可能設在管線出露點,如閥門、窨井上。對于監測的管線不便設置直接點的盡可能以管線敞開井、閥門井、窨井等的井口地面結構直接觀測。具體布點時應針對不同管線性質以及與基坑的距離關系,確定不同監測力度,密切觀測其變形狀況。

8.周邊建筑物垂直位移、水平位移、裂縫監測

對3倍基坑開挖深度范圍內的主要建筑物進行垂直位移監測,并注意裂縫觀測。在基坑開挖施工以前對建筑物外觀進行觀察,對能布點的主要裂縫設置裂縫監測點進行觀測。

9.含沙量測定

只需利用含沙量測定儀測定周邊沉降管井內含沙量。

四、監測頻率與資料整理提交

(一)監測初始值測定

為取得基準數據,各觀測點在施工前隨施工進度及時設置,并及時測得初始值,觀測次數不少于2次,直至穩定后作為動態觀測的初始測值。測量基準點在施工前埋設,經觀測確定其已穩定時方才投入使用。穩定標準為間隔一周的兩次觀測值不超過2倍觀測點精度。基準點不少于3個,并設在施工影響范圍外。監測期間定期聯測以檢驗其穩定性。并采取有效措施,保證其在整個監測期間的正常使用。

(二)施工監測頻率

根據工況,合理安排監測時間的間隔,做到既經濟又安全。根據以往同類工程的經驗,擬定監測頻率。最終監測頻率須與設計、總包、業主、監理及有關部門協商后確定。現場監測將采用定時觀測與跟蹤觀察相結合的方法進行。監測頻率可根據監測數據變化大小進行適當調整。監測數據有突變時,監測頻率加密到每天二~三次。各監測項目的開展、監測范圍的擴展,隨基坑施工進度不斷推進。

(三)報警指標

監測報警指標一般以總變化量和變化速率兩個量控制,累計變化量的報警指標一般不宜超過設計限值。工程報警指標須得到有關單位的確認。

(四)資料整理、提交及流程

在現場設立微機數據處理系統,進行實時處理。每次觀察數據經檢查無誤后送入微機,經過專用軟件處理,自動生成報表。監測結果當天提交給業主、監理、總包及其它有關方面。

現場監測工程師分析當天監測數據,及累計數據的變化規律,并經項目負責人審核無誤后當天提交正式報告。如果監測結果超過設計的警戒值即向建設方、總包方、監理方發出警報,提醒有關部門關注,以便及時決策并采取措施。同時根據相關單位要求提供監測階段報告,并附帶變化曲線匯總圖;監測工程結束后一個月內提供監測總結報告。

五、結束語

1)對于大面積深基坑的支護,可以采用合理監測方案,配合合理的設計與施工,變形控制可取得預期的效果。

2)在兩級基坑支護中,二級基坑對一級基坑變形的影響較大,因此在兩級基坑的設計及施工中應嚴格監測控制二級基坑的變形。

3)應隨著測量儀器、測量方法等技術條件的提高,而隨時更新監測方案。

參考文獻

[1] 黃聲享,尹暉,蔣征.變形監測數據處理[M]. 武漢:武漢大學出版社, 2004

[2] 工程測量規范 GB 50026-2007. 中國人民共和國國家標準[S]. 北京: 中國計劃出版社,2008

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Analysis and application of deformation monitoring technology for deep foundation pit

Hao Xiao-dong

(Hohhot Urban Rail Transit Construction Management Co., LtdInner MongoliaHohhot010020)

【Abstract】In supporting structure for deep foundation pit monitoring as a case study, analysis of the horizontal displacement, the settlement of the surrounding buildings, the anchor pres-tress loss and groundwater level changes, and analysis of monitoring results of the foundation pit, according to the monitoring results to take preventive measures, the full use of information technology construction method, effective to ensure pipeline safety and road construction of foundation pit and surrounding buildings and structures.

【Key words】Deep foundation pit engineering; Deformation monitoring; Supporting structure; Information construction

隨著城市現代化進程的加快,高層、超高層建筑競相發展,隨之而來的深基坑工程越來越多,其開挖深度也越來越深。由于深基坑工程施工期(自基坑開挖至基坑回填)較長、施工場地狹窄、受自然氣候、復雜的工程地質條件等因素影響大,所以深基坑施工往往施工條件差、安全隱患很大。為了減少外部因素對支護結構的工作狀態和基坑的穩定性帶來不利的影響,消除安全隱患,在基坑開挖過程中,應對周邊環境安全信息(房屋沉降、房屋傾斜及裂縫、地面沉降)、基坑邊坡穩定信息(頂部垂直及水平位移、土移)、地下水位動態變化信息進行監測。為了準確地掌握基坑特別是深基坑工程在施工過程中的變形情況,需從基坑主體結構、圍護結構、地下水位和相鄰環境等諸多方面對基坑進行全面的變形監測。

1. 工程概況

(1)該項目擬建高171米。總建筑面積:268214.4m2。設5層地下室,地下室開挖深度-21米。建筑主體組合成L型布局,通^底部五層裙樓將主體建筑連接為一整體。1、2號辦公樓與3號樓(辦公及酒店)在造型上結合成一體,1、2號辦公樓地面40層,3號樓(辦公及酒店)45層。地基基礎設計等級為甲級, 1、2號樓中筒采用筏板基礎,筏板厚度3.0米,框架柱下采用柱下獨立基礎。3號樓主樓全部采用筏板基礎,筏板厚度3.0~3.4米,局部柱下設柱帽。

(2)本工程基坑安全等級為一級,由建設方委托具備相應資質的第三方對基坑支護結構的水平和垂直位移進行監測,以確保基坑安全。變形監測應貫穿基坑施工整個過程,既從基坑開挖起,到基坑回填為止。

2 基坑位移變形觀測點的設置

在支護結構應力比較集中的部位(基坑變形最敏感的部位)和基坑周邊對變形比較敏感的部位(包括臨近建筑的墻體)設監測點,設置水平位移監測點17個,沉降監測點13個,支護樁鋼筋應力及錨索拉力監測樁8根,地下水位監測點30個。以上觀測點可根據現場實際情況進行增設和調整位置,并保證觀測點的有效性和不被破壞。在基坑變形影響范圍外設2個基準點。如圖1所示。

(1)基準點設置:基準點應設在變形影響范圍之外的便于長期保存的位置,至少有2個可靠點作為基準點。

(2)工作基準點設置:工作基點是變形監測中起聯系作用的點,是直接測定變形觀測點的依據。應放在靠近觀測目標的地方,在通視條件較好或觀測點較少的工程中可不設工作基準點,在基準點上直接觀測變形監測點。

(3)變形監測點設置:變形監測點應設在變形體上,且設在能反映變形特征的位置。

3. 基坑變形監控值

監控值是指設計過程中的控制值,有時可用最大允許值作為監控值。報警值是指施工過程中需要采取應急措施的(警戒)值。

對本工程,支護結構水平位移:監控值為30mm,報警值為25mm。基坑周邊地面沉降:監控值為20mm,報警值為15mm。

4. 監測計劃

本工程按如下要求進行監測:

(1)基坑開挖前觀測一次,獲取原始數據。

(2)開挖第一層后每天觀測一次,直至土方開挖至設計標高。

(3)開挖到位后,每2天觀測1次,直到穩定為止。

(4)特別加強雨天及雨后的監測,并對各種可能危及支護安全的因素予以充分考慮。

(5)觀測中出現異常情況時,加密觀測次數。

變形監測信息分析:對基坑變形監測的信息,應及時進行分析,分析結果表明基坑變形位移超出容許值時,應停止基坑開挖,采取行之有效的應急措施。

5. 基坑變形監測內容

5.1施工前的監測內容。

施工前,施工單位應會同建設單位、監理單位、及臨近建筑物戶主、地下設施的有關單位,對基坑周邊既有建筑物的裂縫等情況進行測量、拍照或錄象工作,作好周邊建筑物情況的原始記錄。

5.2施工過程的監測內容。

(1)支護結構和被支護土體的水平位移變形觀測。

(2)相鄰建筑物及周邊管線的沉降:在兩倍基坑深度范圍內的建筑物外墻上或重要管線上設置沉降觀測點(設置點距地面200-1000mm,便于塔尺立在上面)。

(3)支護樁鋼筋應力及錨索拉力監測。

(4)基坑滲漏水及地下水位變化觀測。

6. 小結

綜合以上技術手段,對于基坑工程進行了基坑圍護樁體水平位移監測、基坑圍護樁頂水平位移監測、基坑圍護樁頂垂直位移監測、基坑外側地表沉降監測、基坑外側土體水平位移監測、基坑外側土體分層沉降監測、基坑外側深層水位監測等,為基坑安全施工提供了重要保障,減少了外部因素對支護結構的工作狀態和基坑的穩定性帶來不利的影響,消除安全隱患。為及時準確地掌握基坑結構和周圍構筑物的狀態提供了依據。

參考文獻

[1]上海巖土工程勘察設計研究院有限公司,上海市工程建設規范-基坑工程施工監測規范[R].2006:1~45.

[2]林宗元,巖土工程試驗監測手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2005:668-717.

[3]建設綜合勘察研究設計院,中華人民共和國行業標準-建筑變形測量規范[S].北京:中華人民共和國建設部,2008:12~50.

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中圖分類號:TV551.4 文獻標識碼:A 文章編號:

引言

隨著城市建設的高速發展,高層建筑越來越多,基坑工程施工朝著開挖深、工作面窄、周邊房屋及地下管線近的特點發展。當前,基坑工程監測與設計、施工同被列為深基坑工程質量安全保證的三大基本要素。基坑工程監測已成了工程建設必不可少的重要環節,同時也是指導正確施工,避免安全事故發生的必要措施,是一種信息技術。

1.主要監測內容

深基坑工程監測應以獲得定量數據的專門儀器測量或專用測試元件監測為主,以現場目測為輔。深基坑工程監測的主要內容包括:變形監測、應力監測、地下水動態監測三個方面。深基坑工程監測工作應根據設計要求、基坑周邊環境狀況及開挖施工方案等在基坑開挖前制定監測方案。監測方案應主要包括下列內容:

①監測目的、監測項目、監控報警值、監測方法與精度要求等;

②各監測項目的實施細則,包括監測儀器、監測點的布置、觀測周期、工序管理和記錄制度等;

③信息反饋體系。各種監測的具體對象、方法。

監測項目的選擇應根據基坑工程的安全等級而定,可以分為必需進行的項目和有條件時宜進行項目兩類。

2.支護結構的變形監測

支護結構的水平位移及沉降觀測是基坑變形監測工作的重要組成部分,具有直觀、操作性強等特點,所以一般的基坑變形監測都將其作為一個主要內容。它包括以下幾項基本要素:

(1)基準點。觀測基準點要求穩固,應設在開挖和降水影響范圍以外,數量不得少于2個。

(2).觀測點。在基坑周邊一定間距布置的水平位移監測點間距不宜大于20m,在關鍵部位宜加密測點,監測點的布置應滿足監控要求。

(3)觀測精度。觀測的基本精度要求,應根據觀測對象的容許變形范圍、變形速率、觀測周期等多種因素綜合分析確定,可分為高精度和中等精度兩類。

(4)觀測頻率。基坑開挖施工期間,每天應有專人進行現場目測。現場檢測人員應及時分析各種監測資料,捕捉險情發生前的種種前兆信息,實現險情預報。監測的時間間隔應根據施工的實際情況確定。

(5)觀測資料整理。每次水平位移觀測要求記錄各個觀測點的位移量、累計位移量、位移速率等。每次沉降觀測要求計算出各觀測點的高程、累計沉降量、本次沉降量、沉降速率。觀測期間應根據各個勘察觀測成果繪制沉降-時間關系曲線圖、水平位移-時間關系曲線圖、沉降-水平位移-距離關系展開曲線圖等,方便對數據進行科學分析。

3.全站儀直接坐標監測

目前水平位移及沉降觀測通常采用全站儀直接坐標法,全站儀直接坐標法采用的儀器一般是采用雙軸補償器的170m免棱鏡測距的Leica TCR402 power,該儀器測距精度為2mm+2ppm,測角精度(水平角和垂直角)為2";性能相對其他儀器較穩定。該儀器測高程的精度略高于S3型施工用水準儀,在安全等級要求“一般”的工程項目中完全可以用該全站儀測高程以取代S3型水準儀。當然沉降觀測精度要求比較高的工程項目,該儀器測高程就無法達到其精度要求了。

水平位移變形觀測點的設置采用貼上述(4cm×4cm)Leica棱鏡反光片于(100mm×50mm×500mm)木樁側面上,木樁用C20混凝土固定于樁頂梁或基坑邊坡坡頂處(在樁頂梁上預留錨固鋼筋或釬入錨固鋼筋于坡頂土體里,使該處樁頂梁或坡頂土體的位移變形與棱鏡反光片變形觀測點同步);所有位移變形觀測點棱鏡反光片對準方向均為儀器測站,每一項目均只設一站儀器測站。儀器站的設置必須能同時與該項目所有位移變形觀測點和兩個以上的首級控制點通視。

4.全站儀直接坐標法監測的誤差分析

(1)控制點間的點位誤差;

(2)測站儀器的誤差(儀器的測距精度、測角精度,儀器對中誤差,氣壓及溫度的影響);

(3)變形觀測點處來源于棱鏡反光片、手持棱鏡桿(或架)、手持Mini棱鏡桿的誤差。

仔細分析這三方面的誤差來源,控制點點位誤差一般可以控制在±3mm;(6cm×6cm) Leica棱鏡反光片若采用激光對中器對中、每次觀測前設置好儀器的氣壓和溫度改正,儀器站誤差可以控制在+2mm內。上述第三項誤差才是最主要的誤差來源,采用棱鏡反光片和采用上述固定棱鏡反光片的方法誤差可控制在+2mm。若控制點也采用(6cm×6cm)Leica棱鏡反光片和使用方向、距離后方交會時,前三項誤差可控制在±3mm。第三項誤差在使用Mini手持棱鏡桿時誤差有時可大到±20mm,因為該棱鏡桿在長期的使用過程中會彎曲變形。

5.結論

全站儀直接坐標法是目前位移變形觀測的首選,使用(6 ×6cm) Leica棱鏡反光片作為首級控制點和變形觀測點,能較有效地提高位移變形觀測的精度,避免了許多因轉儀器站控制點和設置反光前視棱鏡的人為的誤差來源,使測量成果更真實可靠。

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一、工程概述

梅江水岸位于梅州市城區新中路與梅水路交叉口西北側,擬建地上23層住宅樓,設2層地下車庫,基坑開挖最深位置按地面以下9.80~10.50m考慮。根據擬建項目基坑支護總圖,基坑支護結構設計為:基坑上部4.50m范圍內采用1:1人工放坡;4.50m以下采用C30旋挖灌注嚙合樁(直徑1.20m,間距1.10m)+排樁的支護方案。

二、監測技術方案

1.監測技術方案。基坑工程的監測是基坑工程設計的必要部分,基坑和支護結構的監測應根據支護結構的重要性、周邊環境的復雜性和施工的要求而定。選適合的監測手段是監測工作的第一任務,保證監測項目順利的完成,綜合基坑的監測的基本原則及本項目基坑監測的設計要求,基坑特點,周圍的環境,確定如下監測方法:變形測量點有:控制點和觀測點(變形點)。控制點包含基準點、工作基點和聯系點、檢核點、定向點等,各種測量點要按照以下要求選設和使用。2.監測平面控制網點和水平位移觀測點的布設及初始值的觀測。網點布設按兩個層次布設,即由控制點組成控制網,由觀測點及所聯測的控制點組成擴展網。各種測量點按下列要求選設和使用:(1)為了便于長期保存的穩定位置,基準點要選設在變形影響范圍以外。使用的時候要作穩定性的檢查或校準,并要以穩定或者相對穩定的參考點當做測定變形的參考點。(2)工作基點選要設在靠近觀測目標的位置,且要便于聯測觀測點的相對穩定位置。初始值的觀測要在基坑開挖之前來進行,要獨立觀測2次,初始值2次觀測時間間隔要盡可能短,取2次觀測的平均數當作初始值,水平位移的觀測值要以初始值當作基準。(3)觀測點(變形點)選設在支護結構樁(墻)頂,并能反映變形特征的位置。一般圍護墻水平位移觀測點:在支護樁頂部(冠梁)沿線路縱向基坑兩側每隔約20米布設一個水平位移監測點。測點采用焊接在冠梁頂面。測點布設后,就開始觀測了,并即時填寫水平位移觀測點和埋設考證表,要記錄好測點的埋設時間、具置、初始數據等數據。(4)數據采集方法水平位移的監測要按照布置好了的工作基點,主要由小角度法、極坐標法,前方交會法、后方交會法、導線測量法組成。其前方交會法、導線測量法和后方交會法主要是用來檢查工作基點的穩定性,小角度法和極坐標法是用于監測變形測點的。4.水準控制路線與沉降觀測點埋設4.1水準路線的控制網要分級布設,第一根據監測點的分布情況來布設水準基點控制網,用以校核工作基點;其次布設二等工作基點水準網,以觀測各沉降點高程,布設水準控制路線的時候,為了滿足前后視距差二等精度的要求,又同時滿足了變形監測的“三定”要求,在布設同時測量出每次儀器的放置位置,且用紅油漆在地面上作記號。4.2基坑外地表及基坑內坑底埋設沉降板,保護套管采用PVC管,套管尺寸能以套住測桿且半徑比測桿略大2~3cm為宜,測桿略高于套管頂,用頂帽封住管口。在設計位置挖坑(坑深0.8~1.5m)進行沉降板的埋設,埋設的時候要注意底板的放置水平,建議采用中、粗砂來墊層找平,如果測桿頂略高于地面5cm,要采用中細沙將坑回填至原地面高度。4.3基坑附近的建筑物沉降觀測點埋設:基坑附近的建筑物沉降測點埋設鋼筋條,即在建筑物首層柱子、墻角處植入直徑16mm圓鋼。4.4支撐立柱樁沉降觀測點埋設:在立柱設焊接16mm圓鋼。4.5埋設完畢之后,填寫好沉降的觀測點和埋設考證表,要記錄好測點的埋設時間、具置、初始高程等等數據。垂直沉降觀測點的具置按設計圖紙要求進行布置。5.基坑外水位監測5.1水位觀測點設置。在隧道圍護結構外側兩邊每隔25m對稱布置一個監測點。水井測點采用直徑Ф20的鋼管(鋼管按照5cm的間距梅花形布置小眼孔)埋設。基坑井點降水后,即開始觀測,并填寫水位觀測點布設考證表,記錄好測點埋設時間、位置、初始水位高程等數據。5.2測量方法。地下水的水位觀測采用電測水位儀,觀測的精度是0.5cm,它的工作原理為:水是導體,當測頭接觸到地下水的時候,報警器會及時發出報警信號,這時讀取和測頭連接的標尺刻度,這個讀數是水位和固定測定的垂直距離,再由固定測點標高和地面的相對位置來換算成從地面算起的水位埋深和水位標高。

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對于相對復雜的基坑工程來說,只憑借以往的工程施工經驗,難以準確的預測和判定基坑變形情況,這時就需要依賴施工現場的變形監測來定量評價基坑的變形情況。基坑變形監測的作用主要表現在以下三點:①動態的報告基坑變形信息。受到施工現場各種環境的綜合影響,基坑開挖時周圍的設施和建筑物始終處于不穩定狀態,其出現的變形和變化沒有合理的規律可循,此時就需要依據現場變形監測的數據來綜合評定基坑的變形情況,為施工單位制定合理的施工方案提供參考。②明確變形的大小。依據基坑變形監測所獲得的數據,可以定量的評定基坑開挖對周圍設施和建筑物的影響、基坑變形量的大小,以便施工單位能夠依據變形量合理的安全施工進度。③及時發現安全隱患。通過對以往基坑安全生產事故的分析可知,基本上所有的安全生產事故都是由于施工單位忽視了基坑監測數據的重要性,忽視變形量大小的檢測,進而導致生產事故的發生。通過對變形監測數據的分析,能夠初步判定變形發展的走勢,及早的發現安全隱患,為制定安全補救措施和改進施工方案提供依據。

2 基坑變形監測的方法分析

基坑變形監測的項目有周圍建筑物、基坑周圍土地及底部、地下水情況、施工工況、周圍的自然環境、維護結構以及地下設施等,而需要重點監測的內容為基坑底部管線的變形情況、基坑以及周圍建筑物的沉降量、周圍維護結構的穩定性等。實際監測過程中,由于不同工程地質情況不同、需要重點監測的內容也不同,這就需要監測人員抓住監測重點,確保基坑工程施工安全。

2.1 基坑變形監測點的設置與設備埋置

為了保證基坑變形監測點的有效性,在土體開挖以及基坑降水的影響區域,大約兩倍于基坑開挖范圍內要布設監測點。此外,還需要根據場地土體情況編制適宜的圍護設計方案,結合現有的理論知識和布設經驗,進而確定監測點布設的密度和范圍。通常情況下,在工程開工建設前就要完成可預埋的監測點布設,這樣監測點能夠具備一定的穩定期,并完成各項靜態初始值的測定。對于位移、沉降等的觀測點,可以之間在被監測物體上安裝。用于測定地下圍護結構、土地位移的測斜管,要考慮施工現場的實際地址情況,預先埋設在基坑陽角、中部等容易出現塌方的部位,沿圍護結構方向每隔大約25 m埋設一根。對于圍護樁體的測斜管,通常可以在樁體混凝土澆筑過程中安裝。

對于基坑所在的位置,正式開挖前要進行充分降水,但基坑處降水后將導致周圍土體內的地下水向基坑處匯集,地下水流動會引起土地的不穩定性,進而誘發土體塌方的出現,為此,在降水過程中要注重對地下水的觀測。在進行水位觀測管的埋設時,應當認真研究工程所在地的水文地質資料,對于滲水性強和水量較大的地方,應每隔大約25 m沿著基坑的外邊埋設觀測管。在埋設分層沉降測管時,應注意保護波紋銅管,避免不當的施工方式導致銅管破壞;通常可以每間隔一米放置一個銅環;此外,可以利用分層沉降管測定基坑底部的回彈,也可以利用精密度較高的水準儀測定基坑回彈。

2.2 確定適宜的監測頻率

合理的基坑變形監測頻率能夠有效的反映所監測內容的變化過程,在確定基坑監測頻率時,一般情況下以不錯過監測內容重要變化時刻為準則。在基坑開挖之前,應當預先測定基坑水平位移的初始值。基坑開挖期間的監測,應當根據監測部位、監測內容等的不同進行適當調整,并制定合理的監測方案。基坑開挖期間應盡量縮小兩次監測的時間,開挖結束以后可以增大監測的時間間隔,期間遇到外界施工環境發生變化時,可以適當增大基坑監測的頻率。地下水位監測周期、基坑水平位移、基坑垂直位移的監測可以同水平位移監測同步進行。對于基坑周圍建筑物的沉降變形監測,可以結合工程的施工進度和開挖的位置來確定,若發現有沉降異常和水平位移過大等情況發生時,可以適當縮短監測的時間間隔,完成開挖后再增大間隔時間。若基坑冠梁出現裂縫時,應當根據現場的實際情況組織監測,先對裂縫首先出現的時間編號,在裂縫的末端和最大寬度處設置監測標識,具體的監測時間間隔應當依據冠梁裂縫的發展速度而定。

2.3 基坑變形監測期間的巡查

在基坑施工過程中應指派專人負責施工巡查,巡查員應有一定的基坑監測經驗,巡查的內容應當包括監測設施的保護、周邊環境的變化、施工現場具體情況以及圍護結構等。若發現基坑周圍情況出現明顯的變化,應當適當縮短監測的時間間隔,并向技術人員提供有效的監測數據;如果監測設備出現損壞而不能獲取監測信息,將給基坑工程施工帶來不利影響,為此,巡查員應當主動與施工單位聯系,注重對監測點的保護;當發生損壞時,應當及時采取措施進行補救,保證基坑變形監測的順利進行。

3 加強基坑變形監測的預警工作

在正式進行基坑變形監測前,應當首先明確各個監測項目的報警值。我國的《建筑基坑支護技術規范》明確指出:“基坑開挖前應作出系統的開挖監測方案,監測方案中包括監控報警。”基坑變形監測的每個項目都需要依據設計計算書、周邊環境以及工程實際情況,預先確定合理的報警值,根據報警值來判定支護結構變形是否允許,是否有大于報警值的位移發生,進而確定基坑工程施工是否安全,是否需要對原有的施工和設計方案進行調整。在確定基坑監測報警值時,應當遵循以下原則:報警值應當在符合計算設計要求的前提下,小于設計值;應保證被監測對象不出現影響正常施工的情況,以確保監測對象的安全;符合國家現行各項規章制度、規范的要求;在確保基坑施工安全的前提下,綜合考慮監測工作量和經濟等因素,以求達到最優經濟效

益比。

4 監測過程中需要注意的問題

在基坑變形監測期間應當始終遵循“五定”原則,也就是監測地點要穩定,監測設備儀器要穩定,監測的環境要穩定,變形監測的人員要穩定,采用的變形監測方法和監測路線要穩定,這些措施的采用,從客觀上能夠盡可能的降低觀測誤差所帶來的影響,以確保各項監測數據能夠具有統一的趨向性,使首次觀測結果與各次觀測的數據具有可比性,這樣所獲得的監測數據就能夠真實的反映監測對象的實際情況。對于變形監測人員來說,應當對于監測的方法、程序、儀器設備等要足夠熟悉。儀器設備首次使用前要進行校正,對于精確度要求較高的儀器要由專門的計量單位進行校正。對于連續使用超過3個月的儀器設備,要進行必要的檢驗,以確保儀器設備能夠正常工作。

5 結束語

在進行基坑變形監測過程中,要明確基坑監測的作用和意義,依據監測內容進行監測點的布置和設備的埋設,確定適宜的監測頻率,注重基坑變形監測期間的巡查,確定基坑變形監測合理的報警值,降低變形監測的不穩定性,進而保證基坑監測的準確性,確保基坑工程施工安全。

參考文獻

[1]徐文冬.亦莊國融大廈深基坑監測及位移變形分析[J].科技致富向導,2011,27:121—122.

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