淺談基坑開挖施工中動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

摘 "要：通過海青線跨臍濟(jì)客專特大橋所采用的基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段，介紹了測(cè)斜儀、鋼筋計(jì)、土壓力計(jì)等儀器在深基坑開挖監(jiān)測(cè)中的安裝使用方法。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);基坑;圍護(hù)結(jié)構(gòu);

中圖分類號(hào)：F532.3 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " "文章編號(hào)：1674-3520（2015）-11-00-01

深基坑基礎(chǔ)施工過程中加強(qiáng)工程監(jiān)測(cè)十分重要。利用監(jiān)測(cè)的信息和數(shù)據(jù)，不僅可以及時(shí)采取技術(shù)措施防止發(fā)生重大事故發(fā)生，而且還能夠?yàn)橥晟朴?jì)算理論提供依據(jù)。

一、工程概況

海青鐵路跨膠濟(jì)客專特大橋上跨既有膠濟(jì)客運(yùn)專線，跨越處路肩寬度12.8m，雙線電氣化，路基高度約3m。111#、112#墩位于既有膠濟(jì)客專鐵路兩側(cè)，為了減少上跨施工對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊?，保證膠濟(jì)客運(yùn)專線行車安全，需對(duì)承臺(tái)基坑開挖過程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

二、監(jiān)測(cè)方式與方法

圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力、支撐軸力等變化情況，基坑開挖過程中，每天一次監(jiān)測(cè)一次，主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)3天監(jiān)測(cè)一次，采用多項(xiàng)監(jiān)測(cè)手段，結(jié)果互相驗(yàn)證。

（一）地面沉降、樁頂水平位移

沉降觀測(cè)使用儀器是精密水準(zhǔn)儀和銦合金水準(zhǔn)尺，對(duì)基坑周圍（1～1.5倍基坑深度）地表及建筑物地面沉降用水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，樁頂水平位移使用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，要使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測(cè)者按同一方案施測(cè)。而且測(cè)量控制點(diǎn)要安全，其位置不要設(shè)在變形、位移區(qū)內(nèi)。

（二）圍護(hù)結(jié)構(gòu)、被圍護(hù)土體的側(cè)向位移

圍護(hù)結(jié)構(gòu)和被圍護(hù)土體的側(cè)向位移監(jiān)測(cè)使用的儀器是測(cè)斜儀。本工程采用加拿大RockTest公司制造的測(cè)斜儀，精度0.5mm;測(cè)斜管采用Φ70高精度PVC專用測(cè)斜管，單位測(cè)量深度為0.5m。

1、測(cè)斜管的埋設(shè)。（1）圍護(hù)樁內(nèi)的測(cè)斜管在吊放鋼筋籠之前綁扎在鋼筋上，隨鋼筋籠一起放入樁孔內(nèi);土體內(nèi)的測(cè)斜管就在預(yù)定的測(cè)斜管埋設(shè)位置鉆孔。根據(jù)基坑的開挖總深度，確定測(cè)斜管孔深。即假定基底標(biāo)高以下某一位置處圍護(hù)結(jié)構(gòu)后的土體側(cè)向位移為零，并以此作為側(cè)向位移的基準(zhǔn)。（2）安裝測(cè)斜管時(shí)，隨時(shí)檢查其內(nèi)部的一對(duì)導(dǎo)槽，使其始終分別與坑壁走向垂直或平行。測(cè)斜管頂部和底部都要安裝蓋子封閉，防止砂漿、泥漿及其他雜物入內(nèi)。（3）測(cè)斜管固定完畢后，用清水將測(cè)斜管內(nèi)沖洗干凈， 沿導(dǎo)槽上下滑行一遍， ，滾輪是否有滑出導(dǎo)槽的現(xiàn)象，導(dǎo)槽是否暢通，在確認(rèn)測(cè)斜管導(dǎo)槽暢通時(shí)，將探頭模型放入測(cè)斜管內(nèi)。（4）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量前按孔位布置圖編制完整的鉆孔列表，以便與測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)。在測(cè)量測(cè)斜管管口坐標(biāo)及高程時(shí)，要做出醒目標(biāo)志，并保護(hù)好管口。

2、操作要點(diǎn)。（1）當(dāng)連接測(cè)讀儀的電纜和探頭時(shí)，要檢查密封裝置、電池充電情況（電壓）及儀器是否能正常讀數(shù)。（2）將探頭插入測(cè)斜管，使?jié)L輪卡在導(dǎo)槽上，緩慢下至孔底以上0.5m處。不要把探頭降到套管的底部，以免損傷探頭。測(cè)量自下而上地沿導(dǎo)槽全長(zhǎng)每隔0.5m測(cè)讀一次。為提高測(cè)量結(jié)果的可靠度，每一測(cè)量步驟中均需一定的時(shí)間延遲，以確保讀數(shù)系統(tǒng)與環(huán)境溫度及其他條件平穩(wěn)（穩(wěn)定的特征是讀數(shù)不再變化）。（3）測(cè)量完畢后，將探頭旋轉(zhuǎn)180°，插入同一對(duì)導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測(cè)量，前后兩次測(cè)量時(shí)的各測(cè)點(diǎn)應(yīng)在同一位置上，兩次測(cè)量同一測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)絕對(duì)值之差應(yīng)小于10%，且符號(hào)相反，否則應(yīng)重測(cè)本組數(shù)據(jù)。

（三）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、支撐軸力測(cè)量

此兩項(xiàng)的監(jiān)測(cè)選用國(guó)產(chǎn)GJJ型振弦式鋼筋計(jì)和DKY—51—2型振弦讀數(shù)儀。

1、鋼筋計(jì)的安裝。圍護(hù)樁內(nèi)的鋼筋計(jì)焊接在鋼筋籠主筋上，當(dāng)作主筋的一段，焊接的面積不應(yīng)少于鋼筋的有效面積。在焊接鋼筋計(jì)時(shí)，為避免熱傳導(dǎo)使鋼筋計(jì)零漂增加，需采取冷卻措施，可用濕毛巾或流水冷卻。鋼支撐的鋼筋計(jì)是焊接在端頭附近，兩側(cè)對(duì)稱各布置一個(gè)。

2、鋼筋計(jì)的原理。振弦式鋼筋計(jì)的工作原理是：當(dāng)鋼筋計(jì)受軸力時(shí)，引起彈性鋼弦的張拉變化，改變鋼弦的振動(dòng)頻率，通過頻率儀測(cè)得鋼弦的頻率變化即可測(cè)出鋼筋所受作用力的大小，換算而得混凝土結(jié)構(gòu)或鋼支撐所受的力。

3、鋼筋計(jì)操作要點(diǎn)。一是做好鋼筋計(jì)傳感部分和信號(hào)線的防水處理;二是儀器安裝前必須做好信號(hào)線與鋼筋計(jì)的編號(hào)，做到逐一對(duì)應(yīng);三是鋼筋計(jì)焊接必須保證質(zhì)量;四是鋼筋計(jì)安裝好后，澆混凝土前測(cè)一次初值，基坑開挖前測(cè)一次初值;五是測(cè)數(shù)時(shí)，同時(shí)用溫度計(jì)測(cè)量氣溫，考慮溫度補(bǔ)償。

（四）圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力

1、土壓力計(jì)的安裝。圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)土體壓力采用土壓力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，習(xí)慣做法是將土壓力計(jì)綁扎于鋼筋上，接觸面緊貼土體一側(cè)。但在澆混凝土?xí)r，難以保證混凝土不包裹土壓力計(jì)。最好的安裝方法還是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外面鉆孔埋設(shè)土壓力計(jì)，并在孔中注入與土體性質(zhì)基本一致的物質(zhì)，填實(shí)空隙。

2、土壓力計(jì)的工作原理。土壓力計(jì)使用雙膜鋼弦式。工作原理跟鋼筋計(jì)基本相同，其接觸面對(duì)變化不大的土壓力較為敏感，受力時(shí)引起鋼弦振動(dòng)或應(yīng)變片變形，弦的自振頻率也發(fā)生變化。利用脈沖激勵(lì)，使鋼弦起振，并接收其頻率。按事先標(biāo)定的“壓力-頻率”關(guān)系曲線，即得出作用在土壓力計(jì)上的壓力值。

三、信息化管理

針對(duì)本工程監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，成立了由4人組成的專業(yè)監(jiān)測(cè)小組，其中組長(zhǎng)具備測(cè)量、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)等方面的知識(shí)，負(fù)責(zé)工程監(jiān)測(cè)計(jì)劃、組織及監(jiān)測(cè)的質(zhì)量審核。

施工監(jiān)測(cè)過程中，在可行、可靠的原則下收集、整理各種資料，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)值不能超過根據(jù)設(shè)計(jì)要求和經(jīng)驗(yàn)確定的管理基準(zhǔn)值，除此之外，還會(huì)同有關(guān)結(jié)構(gòu)工程人員按照信息化施工程序，對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、分析和比對(duì)。從而做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常并預(yù)警， 減少施工的盲目性，預(yù)測(cè)基坑及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，提出施工的調(diào)整意見及應(yīng)采取的安全措施，保證整個(gè)工程安全、可靠推進(jìn)。其次通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的搜集為基坑支護(hù)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了充分的依據(jù)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，使主體結(jié)構(gòu)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。