變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用

程寶慶

南通蘇辰測(cè)繪工程有限公司 江蘇省 226007

摘要：本文提出對(duì)發(fā)生突出情況深基坑進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)，以掌握支護(hù)體變形特征，及時(shí)為施工工程技術(shù)人員提供判斷依據(jù)，調(diào)整和補(bǔ)充施工方案，保證基坑及周圍建筑的安全。

關(guān)鍵詞：深基坑；變形觀測(cè)；受力監(jiān)測(cè)；測(cè)試系統(tǒng)

引言

在當(dāng)前城市建設(shè)中，建筑已逐漸向縱向空間方向發(fā)展，基坑工程越來越多的向大深方向發(fā)展。因?yàn)榛庸こ瘫旧淼膹?fù)雜性和基坑設(shè)計(jì)中假設(shè)的工況模型還不能完全反映施工時(shí)的具體狀況、以及基坑工程中突發(fā)情況的發(fā)生，需要通過基坑監(jiān)測(cè)到的各種變形數(shù)據(jù)信息，為設(shè)計(jì)和施工單位優(yōu)化下一步的施工參數(shù)提供相關(guān)的參考，以達(dá)到信息化安全施工，將信息及時(shí)反饋給有關(guān)單位，判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境安全狀態(tài)，指導(dǎo)施工。

一、深基坑施工中進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)的意義

由于深基坑工程的實(shí)施對(duì)建筑工程周邊環(huán)境和水文地質(zhì)的要求很高，很難從以往的基坑建造經(jīng)驗(yàn)中得到有效的借鑒，同時(shí)理論上的分析、預(yù)測(cè)對(duì)多變的地下環(huán)境也不適用。首先，深基坑土方開挖時(shí)，專業(yè)人員要適時(shí)記錄開挖過程中所遇到的問題，計(jì)算監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并及時(shí)按設(shè)計(jì)要求預(yù)測(cè)基坑開挖承受的最大強(qiáng)度，為降低工程成本提供有利的數(shù)據(jù)參考；其次，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑開挖，對(duì)地下土層、地下管線、設(shè)施以及周圍建筑在開挖中所受影響降到最低，保證周圍建筑及人民的安全；最后，工程施工過程中要及時(shí)預(yù)測(cè)險(xiǎn)情發(fā)生、發(fā)展的情況，以便能及時(shí)采取安全補(bǔ)救措施。

二、工程實(shí)例分析

某工程地下2層，地上4層，主樓11層，框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積約126000㎡。基坑開挖面積約26000㎡，總土方開挖量近28萬m??；映什灰?guī)則四邊形，基坑自然地坪標(biāo)高為-0.750m，基坑底標(biāo)高為-11000m，開挖計(jì)算深度為11.05～12.35m。

三、基坑監(jiān)測(cè)

1、垂直位移監(jiān)測(cè)

高程控制網(wǎng)測(cè)量是在遠(yuǎn)離施工影響范圍以外，布置3個(gè)以上穩(wěn)固高程基準(zhǔn)點(diǎn)，這些高程基準(zhǔn)點(diǎn)與施工用高程控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，沉降變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)以上述穩(wěn)固高程基準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn)，組成水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)?；鶞?zhǔn)網(wǎng)按照國家二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范和建筑變形測(cè)量規(guī)范二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量要求執(zhí)行。監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移測(cè)量按國家二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求，歷次垂直位移監(jiān)測(cè)是通過工作基點(diǎn)間聯(lián)測(cè)一條二等水準(zhǔn)閉合或附合線路，由線路的工作點(diǎn)來測(cè)量各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程初始值在監(jiān)測(cè)工程前期兩次測(cè)定（兩次取平均），某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移，本次高程減初始高程的差值為累計(jì)垂直位移。

2、監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移監(jiān)測(cè)

基坑頂部水平位移監(jiān)測(cè)采用視準(zhǔn)線法。在某條測(cè)線的兩端遠(yuǎn)處各選定一個(gè)穩(wěn)固基準(zhǔn)點(diǎn)A、B，經(jīng)緯儀架設(shè)于A點(diǎn)，定向B點(diǎn)，則A、B連線為一條基準(zhǔn)線。觀測(cè)時(shí)，在該條測(cè)線上的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置活動(dòng)艦板，在艦板上讀取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)至AB基準(zhǔn)線的垂距E，某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次E值與初始E值的差值即為該點(diǎn)累計(jì)水平位移，各變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)初始E值均為取兩次平均的值。

3、側(cè)向位移監(jiān)測(cè)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測(cè)在基坑圍護(hù)地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導(dǎo)槽PVC管，測(cè)斜管管徑為70mm，內(nèi)壁有二組互成90°的縱向?qū)Р郏瑢?dǎo)槽控制了測(cè)試方位。埋設(shè)時(shí)，應(yīng)保證讓一組導(dǎo)槽垂直于圍護(hù)體，另一組平行于基坑墻體。測(cè)試時(shí)，測(cè)斜儀探頭沿導(dǎo)槽緩緩沉至孔底，在恒溫一段時(shí)間后，自下而上逐段（間隔0.5米）測(cè)出X方向上的位移。同時(shí)用光學(xué)儀器測(cè)量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前，分二次對(duì)每一測(cè)斜孔測(cè)量各深度點(diǎn)的傾斜值，取其平均值作為原始偏移值。

坑外土體側(cè)向位移監(jiān)測(cè)采用鉆孔方式埋設(shè)時(shí)可用110鉆頭成孔，鉆進(jìn)盡可能采用干鉆進(jìn)，埋設(shè)直徑為70的專用監(jiān)測(cè)PVC管，下管后用中砂密實(shí)，孔頂附近再填充泥球，以防止地表水的滲入。

四、深基坑監(jiān)測(cè)工作中的一些注意事項(xiàng)

首先，深基坑圍護(hù)的重要性。深基坑施工過程中一定要有圍護(hù)結(jié)構(gòu)，用來擋水、擋土及阻隔與施工無關(guān)的人員。因此，護(hù)圍結(jié)構(gòu)必須安全有效，確保施工環(huán)境的安全穩(wěn)定。一般深基坑的護(hù)圍采用現(xiàn)場(chǎng)澆灌地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行圍護(hù)，并用混凝土攪拌樁在基坑外側(cè)進(jìn)行防水。深基坑開挖時(shí)必須將地下水抽出，然后按基坑設(shè)計(jì)方法，在中間配上鋼管結(jié)構(gòu)的水平支撐進(jìn)行加固。

其次，深基坑監(jiān)測(cè)要有時(shí)效性。基坑監(jiān)測(cè)過程應(yīng)該按照施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格執(zhí)行。在基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置好兩天后，進(jìn)行原始值的多次測(cè)量；基坑開挖后，監(jiān)測(cè)頻率要根據(jù)施工速度的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整；工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都設(shè)置一個(gè)預(yù)警值和報(bào)警值，方便現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行危險(xiǎn)系數(shù)的讀取，如達(dá)到預(yù)警值時(shí)及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，達(dá)到報(bào)警值時(shí)及時(shí)命令施工人員停止施工，并向設(shè)計(jì)人員反映情況，做出相關(guān)的安全措施。

再次，針對(duì)基坑位移的監(jiān)測(cè)?；游灰票O(jiān)測(cè)一般采用偏角法，在施工范圍外2-3m內(nèi)進(jìn)行3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建設(shè)，以便施工中共同進(jìn)行位移測(cè)試。位移監(jiān)測(cè)需要定向進(jìn)行，因此要對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行一定的保護(hù)。首次位移監(jiān)測(cè)時(shí)，要注意各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離的測(cè)量，計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的秒差，并做好記錄，方便以后位移量的計(jì)算。然后，要做好磁性沉降標(biāo)的監(jiān)測(cè)。

最后，要注意測(cè)斜儀的使用。在進(jìn)行較大的深基坑工程時(shí)一般采用傳感器為雙測(cè)頭結(jié)構(gòu)的測(cè)斜儀，它不僅可同時(shí)測(cè)量兩個(gè)方向的斜測(cè)量，而且精度高，方便深基坑準(zhǔn)確的按照設(shè)計(jì)要求建造。另外，要注意在連接讀測(cè)儀器的電纜和探頭時(shí)，必須根據(jù)工程規(guī)范使用原裝扳手，避免因連接問題早成讀測(cè)儀器出現(xiàn)錯(cuò)誤；測(cè)量時(shí)注意探頭插入斜測(cè)管時(shí)，要將滾輪卡在據(jù)孔0.5m的導(dǎo)槽上，認(rèn)真記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。

五、監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

1、該基坑支護(hù)主要采用排樁加2道內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)形式，有效地控制了基坑周邊土體的水平位移和地表沉降，基坑底板的隆起也得到了有效控制。通過監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)部分測(cè)點(diǎn)結(jié)果超過本工程制定的控制值，該基坑開挖和施工沒有對(duì)周邊建筑物和構(gòu)筑物以及地下管線產(chǎn)生任何不利影響。

2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移與開挖的深度和時(shí)間密切相關(guān)，深層土體水平位移曲線均呈膨脹的“S”形，排樁上、下端整體變形量較中間小，這與兩端所受約束較多有關(guān)系。本工程巖土條件下深度9～12m處變形量較大，開挖深度最大的南側(cè)變形也最大，累計(jì)水平位移最大為170.12mm，位于深度12m，約為支護(hù)樁長的2/5深度處。

3、從該工程的監(jiān)測(cè)資料看，周邊土體的變形雖然還是比較顯著，這是由于軟土地基變形模量小、流動(dòng)性強(qiáng)以及基坑開挖的綜合影響而產(chǎn)生的；同時(shí)也表明，軟土地基具有很大的變形調(diào)節(jié)能力和適應(yīng)能力。對(duì)于道路、管線等線形結(jié)構(gòu)物所帶來的不利影響具有一定的吸收和化解作用，對(duì)于其正常使用帶來的不利影響沒有通常規(guī)范中所分析的那么顯著。

4、基坑施工過程中，因?yàn)榧訌?qiáng)和完善了對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周圍土體和建筑物全面系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，并研究探討變形特征，可以反饋信息，指導(dǎo)施工，確保安全、順利地完成基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的施工工作。因此，施工監(jiān)測(cè)分析是保障工程施工安全，減少經(jīng)濟(jì)損失，完善深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)不可缺少的強(qiáng)有力手段。

結(jié)束語

基坑施工中常常應(yīng)用到基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)，完成對(duì)基坑地質(zhì)的詳細(xì)了解，采取適當(dāng)?shù)拇胧┫醯叵碌刭|(zhì)對(duì)基坑施工的影響，增強(qiáng)基坑施工的安全性能?？傊?，基坑的施工過程中，要注重對(duì)施工各環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理的分析，為規(guī)范施工提供依據(jù)，保證建筑施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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