基坑監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用探索

王 思

（廣東中科華大工程技術(shù)檢測有限公司）

基坑監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用探索

王 思

（廣東中科華大工程技術(shù)檢測有限公司）

基坑的工程建設(shè)是我國地下工程建設(shè)和土木工程建設(shè)的重要組成部分，為了確?；釉O(shè)計(jì)、施工的可靠性，除了在分析模型、計(jì)算方法、選用概率理論來盡量擬合實(shí)際情況以外，還必須進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測?，F(xiàn)場監(jiān)測作為確保基坑工程施工安全可靠進(jìn)行的必要和有效手段，對于驗(yàn)證原設(shè)計(jì)方案、局部調(diào)整施工參數(shù)以及改進(jìn)和提高設(shè)計(jì)水平等具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義?；拥慕ㄔO(shè)有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，所以需要相關(guān)人員必須做好對基坑的監(jiān)測，如今對于基坑的監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)得到了相關(guān)人員和部門的重視，監(jiān)測技術(shù)也得到進(jìn)一步發(fā)展，但是在我國基坑監(jiān)測技術(shù)的研究和應(yīng)用還沒有得到進(jìn)一步的提高，還存在著許多需要不斷去解決的問題，因此如何做好基坑的變形監(jiān)測，使基坑工程建設(shè)既滿足經(jīng)通過對基坑監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀分析來總結(jié)基坑監(jiān)測的內(nèi)容，然后提出如何進(jìn)行有效的實(shí)施。

基坑監(jiān)測；現(xiàn)狀分析；技術(shù)研究和應(yīng)用

隨著我國城市建設(shè)和交通的不斷發(fā)展，基坑工程已經(jīng)深入到更廣泛的區(qū)域，如城市地鐵軌道、水利水電、城市建筑地下室等許多方面的內(nèi)容。因此對于基坑工程安全的監(jiān)測也越來越受到社會和工程監(jiān)測人員的重視，基坑的監(jiān)測主要是對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)好人周邊建筑物、道路及地下管線、地下水位等所發(fā)生位移、沉陷、傾斜、裂縫等進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，然后找出問題分析原因，指導(dǎo)施工及時(shí)處理，避免造成不必要的損失。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國大中城市的建筑高層已經(jīng)達(dá)到7000幢以上，并且?guī)缀趺總€高層建筑都有很深的地下室，所以對于基坑的監(jiān)測顯得至關(guān)重要。需要我們加強(qiáng)監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和實(shí)施，來保證基坑的安全。

1　基坑監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析

由于城市的迅猛發(fā)展，基坑問題逐漸成了設(shè)計(jì)和施工的重要問題之一。為了確?；釉O(shè)計(jì)、施工的可靠性，除了在分析模型、計(jì)算方法、選用概率理論來盡量擬合實(shí)際情況以外，還必須進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測?，F(xiàn)場監(jiān)測作為確?；庸こ淌┕ぐ踩煽窟M(jìn)行的必要和有效手段，對于驗(yàn)證原設(shè)計(jì)方案、局部調(diào)整施工參數(shù)以及改進(jìn)和提高設(shè)計(jì)水平等具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

基坑工程在傳統(tǒng)的應(yīng)用中一般都規(guī)模較小，基坑開挖的面積也較小，所以基坑監(jiān)測技術(shù)的研究還沒有得到很廣泛的發(fā)展，并且技術(shù)的應(yīng)用范圍也較小，但是隨著我國城市建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，城市高層和地鐵線路逐漸建立起來，所以對于基坑監(jiān)測的技術(shù)研究已經(jīng)得到了相關(guān)人士的突出重視并且在監(jiān)測技術(shù)、設(shè)備和方法上都有了一定的進(jìn)展，具體的表現(xiàn)如下：

1.1監(jiān)測儀器和方法的發(fā)展

對基坑進(jìn)行有效的監(jiān)測就必須要運(yùn)用監(jiān)測技術(shù)作為基坑監(jiān)測的基礎(chǔ)，隨著基坑監(jiān)測技術(shù)的研究發(fā)展，相關(guān)的監(jiān)測設(shè)備也得到了進(jìn)一步的更新和變革，一大批的監(jiān)測設(shè)備的研究和生產(chǎn)部門相繼建立起來，并且一些先進(jìn)儀器已經(jīng)應(yīng)用到基坑的監(jiān)測中。例如：Slope Indiletor公司已經(jīng)研制出了應(yīng)用于巖土結(jié)構(gòu)位移的傳感器，并應(yīng)用到基坑巖土位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測中，并且在我國的一些大城市已經(jīng)建立了專門的監(jiān)測設(shè)備的開發(fā)和設(shè)計(jì)單位。

1.2監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

監(jiān)測技術(shù)是進(jìn)行基坑有效監(jiān)測的重要支撐，從我國的監(jiān)測技術(shù)的整體發(fā)展來看，雖然有些方面還存在著不足，不能趕超國外一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，但是相應(yīng)的技術(shù)水平卻得到了飛躍發(fā)展，我國的基坑工程建設(shè)已經(jīng)建立了基坑監(jiān)測的監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測預(yù)警的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使監(jiān)測施工可以更有效的運(yùn)行，并且已經(jīng)利用了GPS定位技術(shù)和激光掃描技術(shù)等新的技術(shù)方式對基坑監(jiān)測實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用，更加有效的促進(jìn)基坑的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

1.3相關(guān)法律規(guī)范得到發(fā)展

為了確?；釉O(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測的技術(shù)規(guī)范和應(yīng)用合理運(yùn)行，保持基坑周邊建筑和地下設(shè)施的安全穩(wěn)定，國家相繼出臺了一系列的條文規(guī)范，例如：《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）、《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）等，并且有些地方性的條文規(guī)范來根據(jù)不同區(qū)域的建設(shè)程度和地質(zhì)條件不同的規(guī)范條令，如《上海基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》。這些條文規(guī)范對促進(jìn)基坑建設(shè)的規(guī)范實(shí)施，并確?；舆\(yùn)行的安全具有重要的保障作用，是我國基坑工程建設(shè)技術(shù)的政策支撐。

2　基坑監(jiān)測的目的和內(nèi)容

2.1基坑監(jiān)測的目的

首先通過掌握基坑開挖期間，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的變形狀態(tài)，來及時(shí)的了解情況，如周邊的建筑物狀況、交通建設(shè)狀況的變化等和圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移、傾斜等情況。然后通過有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析基坑發(fā)生形變的原因，及時(shí)反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，做到信息化施工，同時(shí)避免不必要的危害發(fā)生，使基坑的施工可以安全、經(jīng)濟(jì)、有效的運(yùn)行。同時(shí)根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果和基坑設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行比較分析，找出施工的問題所在，為其它的施工建設(shè)提供很好的參考。

2.2基坑監(jiān)測的內(nèi)容

基坑工程的建設(shè)是城市建筑實(shí)施或者地下室開發(fā)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工程，在基坑建設(shè)之前要對當(dāng)?shù)氐乃暮偷刭|(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)查，然后決定基坑開挖的設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)行具體的施工建設(shè)，因此如果各個方面做的不準(zhǔn)確都會導(dǎo)致基坑建設(shè)出現(xiàn)問題，所以對基坑的監(jiān)測成為必要，基坑監(jiān)測的主要內(nèi)容包括基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂?shù)乃轿灰坪拓Q向位移、深層水平位移、錨索應(yīng)力，還包括對基坑周邊地下水位和周圍建筑、道路以及管線的監(jiān)測等。具體的如表1所示。

表1　基坑現(xiàn)場的監(jiān)測內(nèi)容

3　基坑監(jiān)測的技術(shù)應(yīng)用方法

3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂水平位移監(jiān)測

通常使用全站儀進(jìn)行基坑水平位移監(jiān)測，可以采用極坐標(biāo)法、小角度法等來測定基坑的任意監(jiān)測點(diǎn)所發(fā)生的水平位移現(xiàn)象。從上文中我們分析基坑監(jiān)測的內(nèi)容，首先維護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂部的水平位移進(jìn)行監(jiān)測：①控制點(diǎn)應(yīng)選在基坑影響范圍外穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行布設(shè)，必要時(shí)須加蓋保護(hù)，并設(shè)立明顯標(biāo)志；工作的基點(diǎn)應(yīng)選擇相對穩(wěn)定、通視條件良好的地方進(jìn)行設(shè)立，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部合理位置，須避開基坑護(hù)欄、防水矮墻等存在監(jiān)測障礙的地方，并設(shè)立明顯標(biāo)志。②觀測點(diǎn)和標(biāo)石的設(shè)置，控制點(diǎn)的標(biāo)志和標(biāo)設(shè)置要嚴(yán)格的按照《建筑變形測量的規(guī)程》的規(guī)定來進(jìn)行設(shè)置，采用深埋鉆孔樁的標(biāo)石，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和水文狀況來設(shè)立基點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)和工作基點(diǎn)要定期進(jìn)行聯(lián)測，復(fù)測數(shù)據(jù)利用平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差，以判斷基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性。

3.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測

圍護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測也是基坑監(jiān)測主要內(nèi)容，對于結(jié)構(gòu)的位移監(jiān)測通常都會使用測斜儀進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)四周布設(shè)，使用測線儀測定出基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在土方開挖前和土方開挖過程中不同深度的水平位移的變化情況，對前后監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，分析基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傾斜狀況。目前國際上對于基坑維護(hù)墻頂部發(fā)生傾斜現(xiàn)象的監(jiān)測技術(shù)設(shè)備主要是滑移式斜測儀器，如圖1所示。

圖1　測斜儀構(gòu)造示意圖

3.3沉降監(jiān)測

基坑的開挖會影響周圍的土體變化而產(chǎn)生沉降的現(xiàn)象，在進(jìn)行基坑沉降監(jiān)測時(shí)要采用閉合式的水準(zhǔn)路線，利用精密水準(zhǔn)的方法來獲取水準(zhǔn)基點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)基點(diǎn)要定期進(jìn)行檢查，以確保水準(zhǔn)基點(diǎn)的穩(wěn)定。這樣才能確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、有效。

3.4錨索應(yīng)力監(jiān)測

錨索應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布設(shè)。錨索計(jì)與墻體受力面間必須保證有足夠的剛度，使錨索受力后，受力面位置不致變形下陷，影響測試結(jié)果。一般可采取在測力計(jì)和墻體受力面間增設(shè)鋼墊板的措施，錨索計(jì)安裝在錨墊板和錨頭之間；安裝過程應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行錨索計(jì)監(jiān)測，觀測是否有異常情況出現(xiàn)，如有應(yīng)采取措施處理。錨索安裝時(shí)必須從中間開始向周圍錨索逐步對稱加載，以免錨索計(jì)偏心受力；同時(shí)還要進(jìn)行張拉、鎖定過程的應(yīng)力對比測試。

3.5地下水位的監(jiān)測

基坑周圍地下水位監(jiān)測也是基坑監(jiān)測的一項(xiàng)必測內(nèi)容。地下水位監(jiān)測點(diǎn)沿基坑四周布置，地下水位觀測孔埋設(shè)采用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔的埋設(shè)，然后要埋設(shè)專用的水位觀測管，并對觀測管進(jìn)行扎牢避免泥沙堵塞鉆孔。水位孔埋設(shè)后應(yīng)注意施工期間的保護(hù)，必要時(shí)加工對硬化地表下，并加蓋保護(hù)，日常監(jiān)測后應(yīng)及時(shí)蓋好頂蓋，防止地表水的進(jìn)入。對于地下水位的監(jiān)測一般采用水位計(jì)進(jìn)行直接監(jiān)測，然后將得到的數(shù)據(jù)與基坑開挖前的水位進(jìn)行對比分析。

4　結(jié)語

城市建設(shè)的快速發(fā)展將使基坑建設(shè)得到長足的進(jìn)步，基坑建設(shè)的發(fā)展過程中對于基坑的監(jiān)測已經(jīng)成為了人們普遍關(guān)注的重要環(huán)節(jié)，我們要加強(qiáng)對基坑監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用和研究，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)充分的應(yīng)用到基坑的監(jiān)測工作中，建立一個集技術(shù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理和科學(xué)預(yù)警的全自動基坑安全監(jiān)測體系，相信在長期的不斷研究和發(fā)展中基坑的施工、支護(hù)和監(jiān)測技術(shù)也將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

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TU753

A

1673-0038（2015）18-0179-02

2015-3-10

王思（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事工程監(jiān)測工作。