基坑工程在建筑工程中幾點監(jiān)測方法

孫冶

【摘 要】雖然人們在基坑開挖和基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，為了保證基坑的安全，通常都會采用了一系列的技術(shù)措施，但依然有很多基坑事故發(fā)生，當(dāng)基坑工程事故發(fā)生，就會給國家和人民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損失，而且還會產(chǎn)生不良的社會影響。只有及時準(zhǔn)確的進行監(jiān)測，才能驗證支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，為施工提供實時反饋，從而指導(dǎo)基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)施工，切實保障施工安全下文本人就對建筑工程中基坑工程的監(jiān)測方法展開了詳細(xì)的論述。

【關(guān)鍵詞】基坑；工程；檢測

1.監(jiān)測目的

在深基坑開挖施工過程中，對建筑物、土體、道路、構(gòu)筑物、地下管線等周圍環(huán)境和支護結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力、沉降、傾斜、開裂和對地下水位的動態(tài)變化、土層孔隙水壓力變化等，借助儀器設(shè)備或其他一些手段進行綜合監(jiān)測，就是深基坑開挖監(jiān)測。

在開挖前期，對土體變位動態(tài)等各種行為表現(xiàn)進行監(jiān)測，通過大量巖土信息的提取，及時比較勘察出監(jiān)測結(jié)果和預(yù)期設(shè)計的性狀差別，分析評價原設(shè)計成果，對現(xiàn)行施工方案的合理性進行判斷，有效預(yù)測下階段施工中可能出現(xiàn)的新情況，此時可以借助修正巖土力學(xué)參數(shù)和反分析方法計算來完成預(yù)測。為了能為后期開挖方案和步驟提出有用的建議，就需要合理和優(yōu)化組織施工提供可靠信息，從而能夠及時預(yù)報施工過程中可能會出現(xiàn)的險情；當(dāng)有異常情況發(fā)生時，應(yīng)及時采取一定的工程措施，防止問題事故的發(fā)生，以確保工程安全。

2.監(jiān)測內(nèi)容

2.1周圍環(huán)境監(jiān)測

周圍環(huán)境監(jiān)測主要包括：鄰近構(gòu)筑物、地下管網(wǎng)、道路等設(shè)施變形的監(jiān)測，鄰近建筑物的傾斜、裂縫和沉降發(fā)生時間、過程的監(jiān)測，表層和深層土體水平位移、沉降的監(jiān)測，坑底隆起監(jiān)測，樁側(cè)土壓力測試，土層孔隙水壓力測試，地下水位監(jiān)測。具體監(jiān)測項目的選定需要綜合考慮工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、周圍建筑物及地下管線、施工連受和基坑工程安全等級情況。

2.2支護體系監(jiān)測

支護體系監(jiān)測主要包括：支護結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測，支護結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測，支護體系應(yīng)力監(jiān)測，支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測，支護體系受力監(jiān)測，支護體系完整性及強度監(jiān)測。

3.監(jiān)測儀器

通常情況下，基坑的監(jiān)測是需要借助一些設(shè)備的，一般使用的儀器主要包含以下幾種：

（1）測斜儀：該儀器主要用在支護結(jié)構(gòu)、土體水平位移的觀測。

（2）水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀：該設(shè)備主要用在測量地下管線、支護結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境等方面的沉降和變位。

（3）深層沉降標(biāo)：用于量測支護結(jié)構(gòu)后土體位移的變化，以判斷支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）土壓力計：用于量測支護結(jié)構(gòu)后土體的壓力狀態(tài)是主動、被動還是靜止的，或測量支護結(jié)構(gòu)后土體的壓力的大小、變化情況等，來檢驗設(shè)計中的判斷支護結(jié)構(gòu)的位移情況和計算精確度。

（5）孔隙水壓力計：為了能夠較為準(zhǔn)確的判斷坑外土體的移動，可用該儀器來觀測支護結(jié)構(gòu)后孔隙水壓力的變化情況。

（6）水位計：為了檢驗降水效果就可以采用該儀器來量測支護結(jié)構(gòu)后地下水位的變化情況。

（7）鋼筋應(yīng)力計：為了判斷支撐結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，使用該設(shè)備來量測支撐結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力等。

（8）溫度計：溫度對基坑有較大影響，為了能計算由溫度變化引起的應(yīng)力，則需要將溫度計和鋼筋應(yīng)力計一起埋設(shè)在鋼筋混凝土支撐中。

（9）混凝土應(yīng)變計：要計算相應(yīng)支撐斷面內(nèi)的軸力，則需要采用混凝土應(yīng)變計以測定支撐混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變。

（10）低應(yīng)變動測儀和超聲波無損檢測儀：用來檢測支護結(jié)構(gòu)的完整性和強度。

無論是哪種類型的監(jiān)測儀器，在埋設(shè)前，都應(yīng)從外觀檢驗、防水性檢驗、壓力率定和溫度率定等幾方面進行檢驗和率定。應(yīng)變計、應(yīng)力計、孔隙水壓力計、土壓力盒等各類傳感器在埋設(shè)安裝之前都應(yīng)進行重復(fù)標(biāo)定；水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測斜儀等除須滿足設(shè)計要求外，應(yīng)每年由國家法定計量單位進行檢驗、校正，并出具合格證。由于監(jiān)測儀器設(shè)備的工作環(huán)境大多在室外甚至地下，而且埋設(shè)好的元件不能置換，因此，選用時還應(yīng)考慮其可靠性、堅固性、經(jīng)濟性以及測量原理和方法、精度和量程等方面的因素。

4.監(jiān)測方法

施工前，應(yīng)對周圍建筑物和有關(guān)設(shè)施的現(xiàn)狀、裂縫開展情況等進行調(diào)查，并作詳細(xì)記錄。

也可拍照、攝像作為施工前的檔案資料。對于同一工程，監(jiān)測工作應(yīng)固定觀測人員和儀器，采用相同的觀測方法和觀測線路，在基本相同的情況下施測。

基準(zhǔn)點應(yīng)在施工前埋設(shè)，經(jīng)觀測確定其已穩(wěn)定時方可投入使用；基準(zhǔn)點一般不少于2個，并設(shè)在施工影響范圍外，監(jiān)測期間應(yīng)定期聯(lián)測以檢驗其穩(wěn)定性。為了能有效確保其在整個施工期間都能夠正常使用，在整個施工期內(nèi)都應(yīng)該采取一定的保護措施。

在施工之前，應(yīng)進行不少于兩次的初始觀測。而在開挖期間則每天一般觀測一次，在觀測值相對穩(wěn)定后則可適當(dāng)降低觀測頻率。而當(dāng)出現(xiàn)報警指標(biāo)、觀測值變化速率加快或者出現(xiàn)危險事故征兆時，則應(yīng)增加觀測次數(shù)。在布置觀測點時，要充分考慮深埋測點，其不能影響結(jié)構(gòu)的正常受力的同時也不能削弱結(jié)構(gòu)的變形剛度和強度，通常情況下為了便于監(jiān)測工作開始測量元件已進入穩(wěn)定的工作狀態(tài)時，深埋測點的埋設(shè)的提前量一般不少于30d。

5.支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測

觀測點沿基坑周邊布置，一般埋設(shè)于支護結(jié)構(gòu)圈梁頂部，支撐頂部宜適當(dāng)選擇布點，觀測點精度為2mm。在監(jiān)測過程中，測點的布置和觀測間隔需要遵循一些原則，通常原則如下：

（1）一般間隔10～15m時則可布設(shè)一個監(jiān)測點；而在距周圍建筑物較近處、基坑轉(zhuǎn)折處等重要位置都應(yīng)該適當(dāng)加密布點。

（2）在基坑開挖之初，只需每隔2～3d監(jiān)測一次，然而隨著開挖過程的不斷加深，應(yīng)適當(dāng)增加觀測次數(shù)，最好為1d一次觀測，在發(fā)生較大位移時，則需要每天1～2次的觀測。考慮到基坑開挖時，施工現(xiàn)場狹窄，測點常被阻擋等實際情況，在有條件的場地，可以采用視準(zhǔn)線法比較方便。

6.支護結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測

在監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)傾斜時，通常采用測斜儀進行監(jiān)測。由于支護結(jié)構(gòu)受力特點、周圍環(huán)境等因素的影響，需要在關(guān)鍵地方鉆孔布設(shè)測斜管，并采用高精度測斜儀進行監(jiān)測。根據(jù)支護結(jié)構(gòu)在各開挖施工階段傾斜變化情況，應(yīng)該及時提供支護結(jié)構(gòu)沿深度方向水平位移隨時間變化的曲線，測量精度為1mm。

設(shè)置在支護結(jié)構(gòu)的測斜點間距一般為20～30m，每邊不宜少于2個。測斜管埋置深度一般是基坑的開挖深度的2倍，當(dāng)埋設(shè)在支護墻內(nèi)時，則應(yīng)該同支護墻深度相同，當(dāng)埋設(shè)在土內(nèi)時，宜大于支護墻埋深5～10m。埋入的測斜管應(yīng)保持豎直，并使一對定向槽垂直于基坑邊。在測斜管放置于支護結(jié)構(gòu)后，一般用中細(xì)砂回填支護結(jié)構(gòu)與孔壁之問的孔隙，最好用膨脹土、水泥、水按1：1：6.25的比例混合回填。目前。工程中使用最多的是滑移式測斜儀，其一般測點間距是探頭本身的長度相同，因而通常認(rèn)為沿整個測斜孔量測結(jié)果是連續(xù)的，或者在基坑開挖過程中，及時在支護結(jié)構(gòu)側(cè)面布設(shè)測點并采用光學(xué)經(jīng)緯儀觀測支護結(jié)構(gòu)傾斜。