淺議深基坑工程監(jiān)測技術(shù)及要求

鄧斌

摘要：簡述了深基坑工程監(jiān)測的工作內(nèi)容，重點說明支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測和周圍環(huán)境監(jiān)測的方法,提出基坑監(jiān)測工作要求，對深基坑工程監(jiān)測技術(shù)做一個小結(jié)。

關(guān)鍵詞：深基坑工程監(jiān)測技術(shù)要求

中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A文章編號：

引言

隨著我國城市建設(shè)高峰的到來，高層建筑、市政道路、立交橋地鐵工程、市政污水排放工程、地下商業(yè)街、人防工程等越來越多，這些工程建設(shè)均要開挖深基坑，基坑的面積和深度向大而深方向發(fā)展。土體性質(zhì)、地下水情況及工程周圍環(huán)境等的復(fù)雜性，根據(jù)地質(zhì)勘察資料參數(shù)來確定的設(shè)計和施工方案，含有許多的不確定因素，因此，對在基坑工程施工過程中的支護結(jié)構(gòu)位移及內(nèi)力、地下水位、周圍建筑物位移等的監(jiān)測已成保證工程建設(shè)安全進行必不可少的重要環(huán)節(jié)。

1.基坑監(jiān)測現(xiàn)狀

基坑監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用較廣泛，絕大多數(shù)深基坑工程都進行了施工過程中的監(jiān)測，通過設(shè)定監(jiān)測項目的報警值，保障基坑工程、周圍建筑物及地下管線的安全。但是，目前大多數(shù)的基坑監(jiān)測工作只是起到了保障基坑工程安全進行的作用，并未將監(jiān)測成果進行全面的利用。目前多數(shù)監(jiān)測人員，僅僅是機械的進行著收集資料和提交數(shù)據(jù)報表，判斷是否超過控制值以報警，未結(jié)合施工和地質(zhì)情況對監(jiān)測成果進行深入的理論分析，導(dǎo)致花費大量人力物力進行的監(jiān)測工作不能真正發(fā)揮優(yōu)化設(shè)計和及時反饋指導(dǎo)施工的積極作用。

2.支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測

2.1墻頂位移監(jiān)測

擋土墻樁墻頂位移常用經(jīng)緯儀和全站儀監(jiān)測。其原理為：應(yīng)用水平角全圓方向觀測法，測出各點水平角度，然后計算出各點水平位移。其特點為測試簡單，費用低，數(shù)據(jù)量適用。在樁墻頂冠梁上布置測點，其位置和數(shù)量根據(jù)基坑側(cè)壁安全等級及周圍建筑物和地下管線可能受影響的程度而定。對于重要基坑，一般沿地下連續(xù)墻或樁頂每隔10～15m布置一個測點。在現(xiàn)場建立的半永久性測站要求妥善保護，基準點設(shè)在便于觀測，不受施工影響的場地，基準點宜做成深埋式?；娱_挖期間，開挖期間必須1次/1天，根據(jù)基坑監(jiān)測級別及監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量，必要時還要加測頻率。

2.2 傾斜監(jiān)測

支護結(jié)構(gòu)沿基坑深度方向傾斜常用測斜儀監(jiān)測，也可采用全站儀觀測。在樁身或地下連續(xù)墻中埋設(shè)測斜管，測斜管底端插入樁墻底以下，使用測斜儀由底到頂逐段測量管的斜率，從而得到整個樁身水平位移曲線。固定式測斜儀是將測頭固定埋設(shè)在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的固定點上；活動式測斜儀先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測斜管，間隔一定時間將測頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動測定斜度變化，計算水平位移。

2.3 支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測

用鋼筋應(yīng)力計或混凝土應(yīng)變計沿樁身鋼筋、冠梁和腰梁中較大應(yīng)力斷面處監(jiān)測主鋼筋應(yīng)力或混凝土應(yīng)變，對監(jiān)測應(yīng)力和設(shè)計值進行比較，判斷樁身、冠梁、腰梁內(nèi)應(yīng)力是否超過設(shè)計值。

2.4 支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測

對于鋼支撐，在支撐施加預(yù)應(yīng)力前，將鋼筋應(yīng)力計焊接在鋼管外壁。對于混凝土支撐，在鋼筋籠綁扎時，將鋼筋計焊接在主鋼筋上，隨基坑開挖，量測支撐軸力的變化。

2.5 錨桿錨固力監(jiān)測

為保證錨桿張拉時達到設(shè)計的預(yù)應(yīng)力值，必須進行超張拉，通過在錨頭位置安裝錨固力傳感器，測定錨桿鎖定時的錨固力及開挖過程中錨固力的變化，從而確定錨桿是否處于正常工作狀態(tài)、是否達到極限破壞狀態(tài)。測力計有電阻應(yīng)變計式，也有鋼弦式，一般采用鋼弦式測力計。

2.6 土壓力測試

擋土樁側(cè)土壓力采用沿擋土樁側(cè)壁土體中埋設(shè)土壓力傳感器進行測試。采用鋼弦式或電阻應(yīng)變式壓力盒。在埋設(shè)主動側(cè)土壓力盒時，其敏感膜應(yīng)對準樁后，應(yīng)施加較大的初壓力，否則可能測不到主動土壓力變化的全過程，甚至測不到數(shù)據(jù)。在埋設(shè)被動側(cè)土壓力盒時，其敏感膜面應(yīng)對準樁前，不宜施加較大的初壓力，否則后期土壓力值超量程。

2.7 土體孔隙水壓力測試

孔隙水壓力計，是監(jiān)測地下土體應(yīng)力和水壓力變化的手段。土體孔隙水壓力采用振弦式孔隙水壓力計測試，用數(shù)字式鋼弦頻率接收儀測讀數(shù)據(jù)。

3.基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測的要求

在基坑工程中，基坑工程的監(jiān)測應(yīng)與施工過程密切配合，根據(jù)施工速度，對監(jiān)測到內(nèi)力或變形的絕對值及變化速率進行認真分析，根據(jù)需要調(diào)整監(jiān)測的時間間隔，必要時進行跟蹤檢測。應(yīng)將檢測結(jié)果及響應(yīng)的施工工序、工況記錄及時提供給施工管理人員。當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過警戒指標時，應(yīng)不失時機地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。對重要而復(fù)雜地工程，應(yīng)選擇適當范圍進行信息化施工。在施工監(jiān)測中，運用反分析方法優(yōu)化后續(xù)施工。在基坑工程中，確定各監(jiān)測項目的警戒線和允許值是一項十分嚴肅的工作。它不僅是設(shè)計計算的重要基礎(chǔ)，同時也是確定合理施工流程、保證周圍環(huán)境安全的主要依據(jù)。監(jiān)測項目的警戒值應(yīng)根據(jù)基坑自身的特點、監(jiān)測目的、周圍環(huán)境的要求，結(jié)合當?shù)毓こ探?jīng)驗并和有關(guān)部門協(xié)商綜合確定。確定預(yù)警值的方法主要有3種。

3.1參照相關(guān)規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定值。我國各地方標準中對基坑工程預(yù)警值的規(guī)定多為最大允許位移或變形值。

3.2經(jīng)驗類比值。經(jīng)驗類比值是根據(jù)大量工程實踐經(jīng)驗積累而確定的預(yù)警值，如基坑內(nèi)降水或基坑開挖引起的基坑外水位下降不得超過1000mm，每天發(fā)展不得超過500mm；基坑開挖中引起的立柱樁隆起或沉降不得超過10mm，每天發(fā)展不得超過2mm。

3.3設(shè)計預(yù)估值?；雍椭車h(huán)境的位移與變形值是為了基坑和周圍環(huán)境的安全需要在設(shè)計和監(jiān)測時嚴格控制的，而圍護結(jié)構(gòu)和支撐的內(nèi)力、錨桿拉力等，則是在滿足以上基坑和周圍環(huán)境的位移與變形控制值的前提下由設(shè)計計算得到的，因此，圍護結(jié)構(gòu)和支撐內(nèi)力、錨桿拉力等應(yīng)以設(shè)計預(yù)估值為確定預(yù)警值的依據(jù)，一般將預(yù)警值確定為設(shè)計允許最大值的80%。

3.4基坑工程在開挖和支撐施工過程中的力學(xué)效應(yīng)是從各個側(cè)面同時展現(xiàn)出來的，因此監(jiān)測方案設(shè)計時應(yīng)充分考慮各項監(jiān)測內(nèi)容間監(jiān)測結(jié)果的互相印證、互相檢驗，從而對監(jiān)測結(jié)果有全面正確的把握。

3.5監(jiān)測點布設(shè)應(yīng)合理，能埋的測點應(yīng)在工程開工前埋設(shè)完成，應(yīng)盡量減少對結(jié)構(gòu)的正常受力的影響,在工程正式開工前，各項靜態(tài)初始值應(yīng)測取完畢。

3.6監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性取決于測試元件安裝或埋設(shè)的可靠性、監(jiān)測儀器的精度以及監(jiān)測人員的素質(zhì)。監(jiān)測數(shù)據(jù)真實性要求所有數(shù)據(jù)必須以原始記錄為依據(jù)，原始記錄任何人不得更改、刪除。

3.7監(jiān)測數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場及時計算處理，計算有問題可及時復(fù)測，盡量做到當天報表當天出。因為基坑開挖是一個動態(tài)的施工過程，只有保證及時監(jiān)測，才能有利于及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時采取措施。

3.8對重要監(jiān)測項目，應(yīng)按照工程具體情況預(yù)先設(shè)定預(yù)警值和報警制度，預(yù)警值應(yīng)包括變形或內(nèi)力量值及其變化速率。

3.9監(jiān)測數(shù)據(jù)必須填寫在為該項目專門設(shè)計的表格上。工程結(jié)束后，應(yīng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)，尤其是對報警值的出現(xiàn)進行分析，繪制曲線圖，并編寫工作報告。

4.深基坑監(jiān)測的意義

深基坑的理論研究和工程實踐告訴我們，理論、經(jīng)驗和監(jiān)測相結(jié)合是指導(dǎo)深基坑工程的設(shè)計和施工的正確途徑。對于復(fù)雜的大中型工程或環(huán)境要求嚴格的項目，往往難從以往的經(jīng)驗中得到借鑒，也難以從理論上找到定量分析和預(yù)測的方法，這就必定要依賴于施工過程中的現(xiàn)場監(jiān)測。首先，靠現(xiàn)場監(jiān)測提供動態(tài)信息反饋來指導(dǎo)施工全過程，并可通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來了解基坑的設(shè)計強度，為今后降低工程成本指標提供設(shè)計依據(jù)。第二，可及時了解施工環(huán)境一地下土層、地下管線、地下設(shè)施、地面建筑在施工過程中所受的影響及影響程度。第三，可及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情的發(fā)生及險情的發(fā)展程度，以便及時采取安全補救措施。

5.結(jié)束語

在深基坑的施工過程中，為了對基坑工程的安全性和對周圍環(huán)境的影響有全面的了解，需要對基坑開挖到下一個施工工況時的受力和變形的數(shù)值和趨勢進行預(yù)測，確?；又ёo結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全。在出現(xiàn)異常情況時及時反饋，并采取必要的工程應(yīng)急措施，甚至調(diào)整施工工藝或修改設(shè)計參數(shù)，同時積累工作經(jīng)驗，為提高基坑工程設(shè)計和施工的整體水平提供依據(jù)。因此，在施工過程中對基坑支護結(jié)構(gòu)、基坑周圍土體和相鄰建筑物進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測，是非常重要的。

參考文獻:

1. 胡楚旺.深基坑支護施工監(jiān)測技術(shù)淺析［J］.陜西建筑,2010,(7):42～44.

2. 劉建航,候?qū)W淵.基坑工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.

3. 夏才初、李永盛著.地下工程測試理論與監(jiān)測技術(shù)［M］.上海：同濟大學(xué)出版社.1999.8.