基坑變形觀測(cè)方法

韋東波

(桂林理工大學(xué) 南寧分校，廣西 扶綏532100)

1 基坑施工監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及特點(diǎn)

1.1 基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容有

1.1.1 水平位移監(jiān)測(cè)，目的是監(jiān)測(cè)基坑邊壁的水平變形量、變形速率信息

1.1.2 豎向位移監(jiān)測(cè)，目的是監(jiān)測(cè)基坑圍護(hù)墻頂、墻后地表與立柱的豎向位移信息

1.1.3 深層水平位移監(jiān)測(cè)，目的是監(jiān)測(cè)圍護(hù)墻體或基坑周圍土體的深層水平位移信息

1.1.4 傾斜監(jiān)測(cè)，目的是監(jiān)測(cè)建筑物傾斜度、傾斜方向和傾斜速率信息

1.1.5 裂縫監(jiān)測(cè)，目的是監(jiān)測(cè)裂縫的位置、走向、長(zhǎng)度、寬度及變化程度

此外還有支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測(cè)、土壓力監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、錨桿拉力監(jiān)測(cè)

1.2 基坑施工監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

1.2.1 時(shí)效性

基坑監(jiān)測(cè)是配合降水和開挖過程，有鮮明的時(shí)間性，測(cè)量結(jié)果是動(dòng)態(tài)變化的，因此深基坑施工中監(jiān)測(cè)需隨時(shí)進(jìn)行，通常是1 次/d，在測(cè)量對(duì)象變化快的關(guān)鍵時(shí)期，可能每天需進(jìn)行數(shù)次。

基坑監(jiān)測(cè)的時(shí)效性要求對(duì)應(yīng)的方法和設(shè)備具有采集數(shù)據(jù)快、全天候工作的能力，甚至適應(yīng)夜晚或大霧天氣等嚴(yán)酷的環(huán)境條件。

1.2.2 高精度

在施工中，基坑變形速率可能在0.1mm/d 以下，要測(cè)這樣的變形精度，常用測(cè)量方法和儀器部不能勝任，因此基坑施工中的測(cè)量通常采用特殊的高精度儀器。

1.2.3 等精度

基坑施工中的監(jiān)測(cè)通常只要求測(cè)得相對(duì)變化值，而不要求測(cè)量絕對(duì)值。例如，普通測(cè)量要求將建筑物在地面定位，這是一個(gè)絕對(duì)量坐標(biāo)及高程的測(cè)量，而在基坑邊壁變形測(cè)量中，只要求測(cè)定邊壁相對(duì)于原來基準(zhǔn)位置的位移即可，而邊壁原來的位置（坐標(biāo)及高程）可能完全不需要知道。

由于這個(gè)鮮明的特點(diǎn)，使得深基坑施工監(jiān)測(cè)有其自身規(guī)律。例如，普通水準(zhǔn)測(cè)量要求前后視距相等，以清除地球曲率、大氣折光、水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行等項(xiàng)誤差，但在基坑監(jiān)測(cè)中，受環(huán)境條件的限制，前后視距可能根本無法相等。這樣的測(cè)量結(jié)果在普通測(cè)量中是不允許的，而在基坑監(jiān)測(cè)中，只要每次測(cè)量位置保持一致，即使前后視距相差懸殊，結(jié)果仍然是完全可用的。

因此，基坑監(jiān)測(cè)要求盡可能做到等精度。使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測(cè)者按同一方案施測(cè)。

2 基坑施工監(jiān)測(cè)的儀器

基坑監(jiān)測(cè)的儀器主要有

2.1 測(cè)斜儀

測(cè)斜儀是一種可以精確地測(cè)量沿鉛垂方向土層或圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移的工程測(cè)量?jī)x器，可以用來測(cè)量單向位移，也可以測(cè)量雙向位移，再由2 個(gè)方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。

2.2 深層沉降標(biāo)

深層沉降儀是用來精確測(cè)量基坑范圍內(nèi)不同深度處各土層在施工過程中沉降或隆起數(shù)據(jù)的儀器。它由對(duì)磁性材料敏感的探頭和帶刻度標(biāo)尺的導(dǎo)線組成。當(dāng)探頭遇到預(yù)埋在預(yù)定深度鉆孔中的磁性材料圓環(huán)時(shí)，沉降儀上的蜂鳴器就會(huì)發(fā)出叫聲。此時(shí)測(cè)量導(dǎo)線上標(biāo)尺在孔口的刻度以及孔口的標(biāo)高，即可獲得磁性環(huán)所在位置的標(biāo)高。通過對(duì)不同時(shí)期測(cè)量結(jié)果的對(duì)比與分析，可以確定各土層的沉降(或隆起)結(jié)果。

2.3 全站儀和水準(zhǔn)儀

該設(shè)備主要用在測(cè)量地下管線、支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境等方面的沉降和變位。

2.4 土壓力計(jì)

用于量測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后土體的壓力狀態(tài)是主動(dòng)、被動(dòng)還是靜止的，或測(cè)量支護(hù)結(jié)構(gòu)后土體的壓力的大小、變化情況等，來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)中的判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移情況和計(jì)算精確度。

2.5 孔隙水壓力計(jì)

為了能夠較為準(zhǔn)確的判斷基坑外圍土體的移動(dòng)，可用該儀器來觀測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后孔隙水壓力的變化情況。

2.6 水位計(jì)

為了檢驗(yàn)降水效果就可以采用該儀器來量測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)后地下水位的變化情況。

2.7 鋼筋應(yīng)力計(jì)

為了判斷支撐結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，使用該設(shè)備來量測(cè)支撐結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力等。

2.8 溫度計(jì)

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

2.9 混凝土應(yīng)變計(jì)

要計(jì)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(jì)以測(cè)定支撐混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變。

2.10 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀和超聲波無損檢測(cè)儀

用來檢測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和強(qiáng)度。

無論是哪種類型的監(jiān)測(cè)儀器，在埋設(shè)前，都應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。由于監(jiān)測(cè)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(shí)還應(yīng)考慮其可靠性、堅(jiān)固性、經(jīng)濟(jì)性以及測(cè)量原理和方法、精度和量程等方面的因素。

3 基坑施工監(jiān)測(cè)方法

施工前，應(yīng)對(duì)周圍建筑物和有關(guān)設(shè)施的現(xiàn)狀、裂縫開展情況等進(jìn)行調(diào)查，拍照、攝像作為施工前的檔案資料并作詳細(xì)記錄；對(duì)于同一工程，監(jiān)測(cè)工作應(yīng)固定觀測(cè)人員和儀器，采用相同的觀測(cè)方法和觀測(cè)線路，在基本相同的情況下施測(cè)。

基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在施工前埋設(shè)，經(jīng)觀測(cè)確定其已穩(wěn)定時(shí)方可投入使用；基準(zhǔn)點(diǎn)一般不少于2 個(gè)，并設(shè)在施工影響范圍外，監(jiān)測(cè)期間應(yīng)定期聯(lián)測(cè)以檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。

在施工前，進(jìn)行不少于三次的初觀測(cè)。在開挖期間則每天觀測(cè)一次，在觀測(cè)值相對(duì)穩(wěn)定后則可適當(dāng)降低觀測(cè)頻率。而當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警指標(biāo)、觀測(cè)值變化速率加快或者出現(xiàn)危險(xiǎn)事故征兆時(shí)，則應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。在布置觀測(cè)點(diǎn)時(shí)，要充分考慮深埋測(cè)點(diǎn)，其不能影響結(jié)構(gòu)的正常受力的同時(shí)也不能削弱結(jié)構(gòu)的變形剛度和強(qiáng)度，深埋測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)提前30d。

基坑圍護(hù)墻的深層水平位移的監(jiān)測(cè)采用在土體或墻體中預(yù)埋測(cè)斜管，通過測(cè)斜儀觀測(cè)各深度處水平位移的方法。觀測(cè)點(diǎn)沿基坑周邊布置，可適當(dāng)布點(diǎn)埋設(shè)于支護(hù)結(jié)構(gòu)圈梁頂部，觀測(cè)點(diǎn)精度為2mm。在監(jiān)測(cè)過程中，測(cè)點(diǎn)的布置和觀測(cè)間隔遵循的原則如下：

（1）一般間隔10～15m 時(shí)則可布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；在基坑轉(zhuǎn)折處、距離周圍建筑物較近處等重要位置都應(yīng)該適當(dāng)加密布點(diǎn)。

（2）在基坑開挖之初，只需每隔2～3d 監(jiān)測(cè)一次，隨著開挖過程的不斷加深，應(yīng)每天觀測(cè)一次，在發(fā)生較大位移時(shí)，則需要每天觀測(cè)1～2次。

建筑物傾斜監(jiān)測(cè)根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)條件和要求，選用水平角法、投點(diǎn)法、正垂線法、前方交會(huì)法、差異沉降法等。在監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜時(shí)，在關(guān)鍵地方鉆孔布設(shè)測(cè)斜管，采用高精度測(cè)斜儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)在各開挖施工階段傾斜變化情況，及時(shí)提供支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移隨時(shí)間變化的曲線。

4 基坑施工監(jiān)測(cè)的注意事項(xiàng)

4.1 合理布置基坑平面監(jiān)測(cè)方案，確定基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)基坑的具體條件，包括施工地區(qū)的地質(zhì)條件、圍護(hù)設(shè)計(jì)與施工方案確定好的監(jiān)測(cè)方案，達(dá)到技術(shù)合理，突出施工重點(diǎn)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目的，為企業(yè)在最大限度上盈利。

4.2 及時(shí)做好監(jiān)測(cè)儀器的檢校

只有監(jiān)測(cè)儀器能夠適應(yīng)各種氣象條件的精密監(jiān)測(cè)，才能滿足數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的要求。

4.3 注重監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性

基坑的施工條件復(fù)雜且是在不斷變化中，基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)該針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的變化及時(shí)進(jìn)行更新并上報(bào)數(shù)據(jù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，盡快處理。

［1］朱浩波.民用建筑物變形觀測(cè)方法的研究[J].科技傳播，2010(13)：79-80.

［2］顧漢忠.建筑物的變形觀測(cè)方法及常見問題的處理[J].城市道橋與防洪，2011(12)：92-93.