探討建筑邊坡周邊及基坑監(jiān)測設(shè)計

胡鼎培

摘 要：在建筑工程施工中，建筑物基坑開挖的深度越來越大，其周邊環(huán)境也變得越來越復(fù)雜，為了保證基坑以及周邊建筑物安全，必須加強對基坑邊坡的監(jiān)測，工程工程施工安全。本文主要闡述了建筑邊坡周邊及基坑監(jiān)測設(shè)計相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：基坑；建筑；監(jiān)測；安全

引 言

在建筑基坑施工中，存在很多的不可預(yù)見因素，如果施工監(jiān)測工作不能及時的跟進，那么就會導(dǎo)致基坑邊坡以及周圍建筑物產(chǎn)生變形，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，所以加強建筑物基坑邊坡的監(jiān)測，及時了解基坑及附近建筑物的實際工作狀態(tài)，對確保安全、經(jīng)濟、可靠和施工的順利進行是非常必要的。

1 建筑邊坡周邊及基坑監(jiān)測設(shè)計

1.1 監(jiān)測時間

施工期安全監(jiān)測，在施工過程中，對基坑邊坡進行監(jiān)測，評價基坑邊坡的穩(wěn)定性以及周邊建筑物的情況，避免基坑邊坡工程事故發(fā)生，確保施工安全、快速地進行，同時為后續(xù)可能的處置設(shè)計提供依據(jù)。

1.2 監(jiān)測精度及監(jiān)測方法選擇

1.2.1 監(jiān)測精度

在監(jiān)測工作中，監(jiān)測精度應(yīng)滿足以下要求：抗滑樁樁體及深部位移測斜誤差≤0.5mm；水平位移監(jiān)測誤差≤0.5mm；垂直位移監(jiān)測誤差≤0.4mm；應(yīng)力監(jiān)測測量誤差≤0.1%（F·S）。

1.2.2 監(jiān)測方法的選擇

監(jiān)測方法的選擇根據(jù)施工現(xiàn)場的場地條件、基坑等級和設(shè)計要求、結(jié)合施工經(jīng)驗和方法的等因素綜合確定，監(jiān)測方法應(yīng)合理易行。所有觀測儀器、設(shè)備和監(jiān)測元件均經(jīng)過校準(zhǔn)和標(biāo)定，校準(zhǔn)記錄和標(biāo)定資料齊全，隨時保持在規(guī)定的校準(zhǔn)有效期內(nèi)，滿足觀測精度和量程的要求，確保監(jiān)測具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。變形測量點分為基準(zhǔn)點、工作基點和變形監(jiān)測點?；颖O(jiān)測時確定固定的觀測人員并采用相同的觀測路線和觀測方法，使用設(shè)備為同一設(shè)備，觀測的環(huán)境和條件基本相同，確保觀測數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確。

1.3 監(jiān)測點布置

監(jiān)測點的布置原則是：基準(zhǔn)點選取在本身穩(wěn)定的地段，相關(guān)監(jiān)測點布置能反應(yīng)邊坡情況的關(guān)鍵位置，充分考慮評價邊坡穩(wěn)定性原則。在實施過程中，可根據(jù)現(xiàn)場實際，在盡可能提高監(jiān)測精度與更方便監(jiān)測工作開展的前提下，經(jīng)參建各方同意，監(jiān)測點的位置、數(shù)量可以作適當(dāng)調(diào)整。

1.4 監(jiān)測周期及頻次

邊坡監(jiān)測工作時間主要為施工期和營運初期，實際施工監(jiān)測期可能為0.5年，運營期監(jiān)測期3年，實際總的監(jiān)測時間設(shè)計為3.5年。監(jiān)測頻度應(yīng)按先密后疏的原則進行，與施工進度和降雨量相適應(yīng)。在雨季、邊坡開挖期間和已出現(xiàn)變形破壞時應(yīng)加密監(jiān)測。連續(xù)3日降雨量大于50mm/日時，應(yīng)連續(xù)監(jiān)測，竣工后監(jiān)測次數(shù)可減少，總的監(jiān)測期數(shù)約為80期。

1.5 監(jiān)測參考預(yù)警值

工程監(jiān)測報警值應(yīng)符合工程設(shè)計的限值、地下主體結(jié)構(gòu)設(shè)計要求以及監(jiān)測對象的控制要求，監(jiān)測報警值以監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率值兩個值控制。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，必須立即報警；若情況比較嚴(yán)重，應(yīng)立即停止施工，并對支護結(jié)構(gòu)和周邊的保護對象采取應(yīng)急措施。

（1）當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達到報警值；

（2）支護結(jié)構(gòu)或樁基基坑周邊土體的位移出現(xiàn)異常情況；

（3）樁基基坑護壁出現(xiàn)過大變形、裂縫、大股地下水涌出的現(xiàn)象；

（4）周邊建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)部分、周邊地面出現(xiàn)可能發(fā)展的變形裂縫或較嚴(yán)重的突發(fā)裂縫；

（5）根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗判斷，出現(xiàn)其他必須報警的情況。

1.6 監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析處理

對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析處理主要包括以下內(nèi)容：

判斷數(shù)據(jù)的真實性。應(yīng)對數(shù)據(jù)的真實性做出判斷，確保數(shù)據(jù)真實可靠后在進行分析和對比。對異常數(shù)據(jù)進行分析處理。針對異常數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場實際及相關(guān)數(shù)據(jù)進行對比分析后進行判斷，確定數(shù)據(jù)異常類型，并采取對應(yīng)措施；判斷施工方監(jiān)測數(shù)據(jù)變化是否與實際工況相吻合。首先分項各個測項監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況，再綜合各個監(jiān)測項目進行總體分析，確定各監(jiān)測項目的變化趨勢是否一致。

2 案例分析

2.1 工程概況

某建筑基坑西側(cè)為建筑大樓，東面為市政道路，南面為高層技術(shù)樓建筑，北面為醫(yī)院，現(xiàn)場地形平坦，地面標(biāo)高為7.26m。本基坑采用明挖法施工，圍護結(jié)構(gòu)采用支護樁，與內(nèi)襯梁構(gòu)成重合結(jié)構(gòu)。基坑標(biāo)準(zhǔn)段深度約15.14m，支護樁征為1000mm，設(shè)3道鋼筋混凝土支撐，局部用苗鎖進行加固，基坑安全等級為一級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1。

根據(jù)房屋基礎(chǔ)調(diào)查資料，兩棟大樓離基坑邊線約10m和7m，西側(cè)辦公樓地下室二層，南側(cè)技術(shù)樓一層地下室，基礎(chǔ)采用樁徑0.5m預(yù)制應(yīng)力管樁，樁長14.5～24m，北側(cè)醫(yī)院離基坑邊線約5m，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，二層地下室。彩田路車流較多，交通繁忙。

2.2 監(jiān)測目的、項目

2.2.1 監(jiān)測目的

通過監(jiān)測隨時掌握土層和支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化情況，以及臨近建筑物的變化情況，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及設(shè)計預(yù)估值進行分析對比，以判斷前一步施工工藝和施工參數(shù)是否要修改，以確定下一步施工參數(shù)，以此達到信息化施工的目的，使得監(jiān)測數(shù)據(jù)和成果成為現(xiàn)場施工工程技術(shù)人員判斷工程是否判斷安全的依據(jù)，成為工程決策機構(gòu)的眼睛。通過對臨近建筑的監(jiān)測，驗證基坑開挖方案和環(huán)境保護方案的正確性，及時分析出現(xiàn)的問題，及時采取措施對周圍環(huán)境進行下一步的加強保護。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論值的比較、分析，可以檢驗設(shè)計理論的正確性。在施工全過程中，通過對既有地面和地下建筑物、構(gòu)筑物各項指標(biāo)的監(jiān)測，將結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，保證既有建筑物和構(gòu)筑物的安全。

2.2.2 監(jiān)測項目

根據(jù)本項目基坑工程情況，按照施工圖紙要求，監(jiān)測的內(nèi)容有：①基坑周邊建筑物變形監(jiān)測；②土體側(cè)向位移監(jiān)測；③地下水位監(jiān)測；④樁體變形監(jiān)測。

2.2.3 警戒值確定

建筑物安全觀測的預(yù)警值就是設(shè)定一個定量化指標(biāo)系統(tǒng)，在其容許的范圍內(nèi)認(rèn)為構(gòu)筑物是安全的，并對周圍環(huán)境不產(chǎn)生有害影響，否則認(rèn)為構(gòu)筑物是非穩(wěn)定的或危險的，并將對周圍環(huán)境產(chǎn)生有害影響。報警標(biāo)準(zhǔn)如表1：

2.3 監(jiān)測項目設(shè)置

2.3.1 建筑物沉降、傾斜監(jiān)測

根據(jù)規(guī)范，對3倍于基坑深度范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物進行須進行沉降、變形監(jiān)測。項目西側(cè)為天威辦公樓，根據(jù)房屋基礎(chǔ)調(diào)查資料，技術(shù)樓距基坑線約10m，監(jiān)測點共布置33個。北側(cè)為醫(yī)院辦公樓，距基坑邊線5m，南側(cè)為技術(shù)樓，距基坑邊線5m，監(jiān)測位置在建筑物轉(zhuǎn)角點結(jié)構(gòu)柱。

2.3.2 土體側(cè)向位移監(jiān)測

對邊坡巖土體內(nèi)部蠕變、特別是滑動面位移矢量的監(jiān)測，一般采用測斜儀法。在鉆孔內(nèi)埋設(shè)測斜管，定期用測斜儀測量測斜管隨巖土體深部位移大小、方向，以此監(jiān)測巖土體深部位移沿鉆孔深度逐點連續(xù)的位移變化，由此建立位移-深度關(guān)系曲線，通過該關(guān)系曲線找出滑動面準(zhǔn)確位置，對滑動面的位移大小及位移速率做到監(jiān)控。如圖1為測斜管綁扎埋設(shè)示意圖：

埋管時采用地質(zhì)鉆機在基坑外成孔后放入，管的處理方法同連續(xù)墻墻體位移同樣設(shè)置。當(dāng)安裝完畢后，土體與測斜管之間用水泥砂漿填滿。土體測斜孔根據(jù)設(shè)計共設(shè)置4點。

2.3.3 地下水位監(jiān)測

基坑外壓力是作用在支護結(jié)構(gòu)上的主要荷載，通過對基坑外地下水位的監(jiān)測，可以掌握水壓力荷載的情況。在基坑外2～3m鉆孔埋設(shè)水位測管，測孔深度與基坑深度相當(dāng)，孔深15m，內(nèi)置？準(zhǔn)50PVC灰管，管周圍為@1000mm梅花型布置的？準(zhǔn)5mm濾水孔，外包隔沙紗布。水位監(jiān)測孔采用XY-100地質(zhì)鉆鉆孔，共布置9個孔。采用聲響式水位計觀測，讀數(shù)誤差小于5mm。

2.3.4 樁體變形監(jiān)測

施工時地下水的流失、局部的沉陷、圍護結(jié)構(gòu)的變形及基坑開挖，導(dǎo)致基坑周圍土體變形，影響基坑地安全性，必須對其進行監(jiān)測。圍護結(jié)構(gòu)連續(xù)墻變形監(jiān)測采用埋設(shè)測斜管方法進行觀測。樁體測斜孔根據(jù)施工圖共設(shè)置12孔，間距約15～20m設(shè)置于圍護連續(xù)墻體內(nèi)，陽角部位根據(jù)實際情況加密布置，布設(shè)位置緊靠樁頂位移測點。

2.4 監(jiān)測量測的數(shù)據(jù)處理

2.4.1 量測成果整理

每次量測后，將原始數(shù)據(jù)及時整理成正式記錄，對每一個量測斷面內(nèi)每一種量測項目，均進行以下資料整理：

（1）原始記錄表及實際測點圖。

（2）位移（應(yīng)力）值隨時間及隨開挖面距離的變化圖。

（3）位移速度、位移（應(yīng)力）加速度隨時間以及隨開挖面變化圖。

基坑開挖之前，對周邊建筑物進行兩次初始測量，并上報初始監(jiān)測測量數(shù)據(jù)。施工進行后，每周以周報的形式上報業(yè)主及監(jiān)理單位監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果出現(xiàn)異常情況，每天上報監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.4.2 數(shù)據(jù)處理

每次量測后均應(yīng)對量測面內(nèi)的每個量測點（線）分別回歸分析，求出各自精度最高的回歸方程，并進行相關(guān)分析和預(yù)測，推算出最終位移（應(yīng)力）和掌握位移（應(yīng)力）變化規(guī)律，并由此判斷基坑的穩(wěn)定性。利用已經(jīng)得到的量測信息進行反分析計算，提供圍護結(jié)構(gòu)和周圍建筑物的狀態(tài)，預(yù)測未來動態(tài)，以便提前采取工程措施，驗證設(shè)計參數(shù)和施工方法。

2.4.3 數(shù)據(jù)處理方式

本工程的測量數(shù)據(jù)全部輸入計算機，由計算機計算并繪出各測量對象的變化曲線，然后按要求提交有關(guān)單位。由于基坑監(jiān)控中采用的儀器很多是傳感式的，其零飄移或溫度補償?shù)染谟嬎銠C中設(shè)置，由計算機處理。其工作流程如圖2：

3 結(jié) 語

綜上所述，在建筑工程基坑施工中，為了保證施工安全，基坑邊坡及周邊建筑物的監(jiān)測是非常重要的，必須嚴(yán)格按照上述要求進行監(jiān)測設(shè)計，此外為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤，現(xiàn)場測點的保護也是一個重要環(huán)節(jié)。施工單位在施工期間隨時保證監(jiān)測點設(shè)施完好，使監(jiān)測不受施工影響。

參考文獻

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