深基坑深層位移監(jiān)測(cè)方法探討

張金虎 上海鐵路局上海鐵路軌道交通開(kāi)發(fā)有限公司

1 工程概況及其地質(zhì)情況

1.1 工程概況

金昌路下穿寧杭高鐵段目前沿線多為農(nóng)用地、魚塘和農(nóng)居，場(chǎng)地基本平坦,且為分離式道路.寧杭高鐵京杭運(yùn)河特大橋687、689號(hào)墩分居金昌路兩側(cè)、688號(hào)墩位于金昌路線路中心位置，距離金昌路地下結(jié)構(gòu)較近，基坑高鐵承臺(tái)范圍段長(zhǎng)約52 m，基坑深度10.1 m～11.8 m?；訃o(hù)采用Φ100 cm@120 cm鉆孔樁，長(zhǎng)度為25 m，同時(shí)采用Φ60 cm@45 cm，長(zhǎng)度為16 m的雙排高壓旋噴樁作止水帷幕，基坑等級(jí)為一級(jí)。

1.2 地質(zhì)情況

①-1雜填土：灰、雜色，松散，以建筑垃圾為主，含腐殖質(zhì)，層厚0.50 m～5.20 m。

①-2素填土：灰黃色，松散，含有機(jī)質(zhì)，層厚 0.40 m～3.10 m。

①-3塘泥：灰色，松散，含較多有機(jī)質(zhì)，主要分布于魚塘、暗浜及河流位置，層厚0.80 m～0.90 m。

②-1粉質(zhì)粘土夾砂質(zhì)粉土：黃～褐黃色，軟～可塑，場(chǎng)區(qū)內(nèi)局部缺失該層，層厚0.70 m～2.50 m。

②-2砂質(zhì)粉土：灰～灰黃色，稍密，飽和，中等壓縮性土。層厚0.80 m～6.20 m。

③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，流塑，含有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)等，高壓縮性，低強(qiáng)度，層厚0.70 m～8.60 m。

④-1粉質(zhì)粘土：灰黃～褐黃色，硬塑，中等壓縮性，層厚0.70 m～8.80 m。

④-2粉質(zhì)粘土夾砂質(zhì)粉土：灰黃色，軟可塑，中等壓縮性，全區(qū)分布，層厚0.70 m～8.80 m。

④-3粉質(zhì)粘土：黃灰色，硬可塑，中等壓縮性，層厚0.90 m～3.80 m。

2 依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）；

（2）《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50497－2009）；

（3）《建筑變形測(cè)量規(guī)程》（JGJ/T8-2007）；

（4）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）。

3 土體深層位移

3.1 監(jiān)測(cè)工藝及方法

（1）側(cè)斜管的施工工藝：定位放樣→樁機(jī)成孔→ 埋設(shè)側(cè)斜管→校正測(cè)斜管方位→瓜子片（或粗砂）做孔口保護(hù)→測(cè)度初始值

（2）測(cè)斜管安裝：測(cè)斜管為外徑70 mm、內(nèi)徑66 mm內(nèi)壁有十字滑槽的PVC管，管長(zhǎng)與相應(yīng)圍護(hù)體等深。安裝測(cè)斜管時(shí)，其一對(duì)槽口必須與基坑邊線垂直，上下管口用蓋子密封，安裝完成后立即灌注清水，防止泥漿滲入管內(nèi)，剛埋設(shè)完的幾天內(nèi)，孔內(nèi)充填物會(huì)固結(jié)下沉，因此要及時(shí)補(bǔ)充，保持其高出孔口，管口一般高出地表20 cm左右，周圍圍砌保護(hù)井，豎立告示牌，以免遭受破壞，測(cè)斜管管口設(shè)可靠的保護(hù)裝置。

（3）監(jiān)測(cè)方法：本項(xiàng)監(jiān)測(cè)是用測(cè)斜儀自下而上測(cè)量預(yù)先埋設(shè)在土體內(nèi)的測(cè)斜管的變形情況，以了解基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中，圍護(hù)體因相應(yīng)位置土體的挖除對(duì)其整體水平位移的影響程度，分析圍護(hù)體在各深度上的穩(wěn)定情況。測(cè)量時(shí)將測(cè)斜儀探頭輕輕滑入預(yù)埋的斜管底部自下而上每50㎝間隔測(cè)量一次撓度，前后兩次差即為在該段時(shí)間內(nèi)改測(cè)點(diǎn)的側(cè)向位移。

3.2 針對(duì)本工程情況，測(cè)斜時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)

（1）測(cè)斜管管段連接時(shí)，必須將上、下管端的滑槽相互對(duì)準(zhǔn)，使測(cè)斜儀的探頭在管內(nèi)平滑運(yùn)行；為了防止泥漿從縫隙中滲入管內(nèi)，接頭處應(yīng)進(jìn)行密封處理，涂上柔性密封材料或貼上密封條。

（2）埋入測(cè)斜管時(shí)，應(yīng)保持垂直。

（3）測(cè)斜管有兩對(duì)方向相互垂直的定向槽，其中一對(duì)須與基坑邊線垂直。其埋設(shè)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 斜測(cè)管埋設(shè)示意圖

（4）埋設(shè)好測(cè)斜管后，需測(cè)量測(cè)斜管導(dǎo)槽的方向、管口位置及高程，并做好保護(hù)工作，在測(cè)斜管上部設(shè)置金屬保護(hù)套，在測(cè)斜管管口處澆注混凝土窨井并加蓋進(jìn)行保護(hù)。

（5）在開(kāi)挖前的3～5天內(nèi)重復(fù)監(jiān)測(cè)2～3次，待判明測(cè)斜管已處于穩(wěn)定狀態(tài)后，將其作為初始值，開(kāi)始正式測(cè)試工作。

（6）每次監(jiān)測(cè)時(shí)，將探頭導(dǎo)輪對(duì)準(zhǔn)與所測(cè)位移方向一致的槽口，緩緩防至管底，待探頭與管內(nèi)溫度基本一致、顯示儀讀數(shù)穩(wěn)定后才能開(kāi)始測(cè)量。

（7）選擇測(cè)斜管底端作為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，按探頭電纜上的刻度分劃，均速提升，每隔50 cm進(jìn)行儀表讀數(shù)，并做記錄。

（8）待探頭提升至管口處，旋轉(zhuǎn)180°后，再按上述方法測(cè)量一次，以消除測(cè)斜儀自身的誤差（見(jiàn)圖2）。

圖2 測(cè)斜原理

3.3 監(jiān)測(cè)儀器

我部現(xiàn)使用CX-801B型數(shù)字顯示測(cè)斜儀，由金壇市華興測(cè)試儀器廠研制，屬于伺服加速度式測(cè)斜儀。本儀器是一種可精確測(cè)量沿垂直方向土層或圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移的工程測(cè)量?jī)x器（見(jiàn)圖3）。儀器主要技術(shù)指標(biāo)：

標(biāo)準(zhǔn)量程：±32°；

綜合精度±3 mm/25 m；

分辨率：0.01 mm/500 mm；

探頭系數(shù)：0.064312。

圖3 自動(dòng)測(cè)斜儀

3.4 監(jiān)測(cè)原理

根據(jù)擺錘受重力作用為基礎(chǔ)測(cè)定以擺錘為基準(zhǔn)的弧角變化。當(dāng)土體產(chǎn)生位移時(shí)，埋人土體中的測(cè)斜管隨土體同步位移，測(cè)斜管的位移量即為土體的位移量。放入測(cè)斜管內(nèi)的活動(dòng)測(cè)頭，測(cè)出的量是各個(gè)不同分段點(diǎn)上測(cè)斜管的傾角變化Δθi，而該段測(cè)管相應(yīng)的位移增量ΔAi為：

式中Li為各段點(diǎn)之間的單位長(zhǎng)度。

當(dāng)測(cè)斜管埋設(shè)的足夠深時(shí)，管底可以認(rèn)為是位移不動(dòng)點(diǎn)，管口的水平位移值δ就是各分段位移增量的總和：

測(cè)斜管可以用于測(cè)單向位移，也可以測(cè)雙向位移。測(cè)雙向位移時(shí)，由兩個(gè)方向的測(cè)量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。如圖2所示為水平位移監(jiān)測(cè)原理。

3.5 測(cè)點(diǎn)布置

金昌路49 m高鐵段基坑監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)共由設(shè)計(jì)布置深層水平位移監(jiān)測(cè)，實(shí)際布置測(cè)斜孔8個(gè)，編號(hào)為CX1～CX8，孔深25 m。

3.6 監(jiān)測(cè)資料整理與成果分析

監(jiān)測(cè)資料整理與成果分析，采用測(cè)斜儀自帶處理軟件，對(duì)沉降、水平位移等進(jìn)行資料整理與分析，直接制圖打印。

結(jié)論：按照此方法監(jiān)測(cè)，最終基坑深層位移沒(méi)有發(fā)生任何變化，目前本工程已經(jīng)順利完成。