深基坑支護(hù)體系變形監(jiān)測(cè)研究及數(shù)據(jù)分析

【摘要】隨著社會(huì)的不斷前進(jìn)與發(fā)展，相關(guān)基坑工程也在不斷的增加起來(lái)。 在期間基坑的問(wèn)題顯現(xiàn)。再加上有些地區(qū)土質(zhì)情況差，四周環(huán)境復(fù)雜較難控制，根據(jù)基坑支護(hù)變形的實(shí)際情況，就需要專(zhuān)業(yè)的人員使用先進(jìn)監(jiān)測(cè)體系進(jìn)行控制，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析。

【關(guān)鍵詞】深基坑；變形決策；體系研究；工程應(yīng)用

廣州恒基中心地塊北基坑項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地位于廣州市越秀區(qū)一德路南側(cè)、海珠廣場(chǎng)西側(cè)。該項(xiàng)目擬建五層地下室（局部四層）。擬建場(chǎng)區(qū)位于廣州市珠江北側(cè)，地貌形態(tài)屬珠江三角洲沖積平原?；拥拙嚯x地鐵豎向凈距為5.1m～5.4m；基坑西側(cè)為五仙門(mén)變電站，水平距離基坑9m；基坑南側(cè)主要為舊建筑（文物），水平距離基坑65m。本篇文章根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行合理的審核考察，結(jié)合周?chē)那闆r進(jìn)行施工。本篇文章向我們闡述了關(guān)于深基坑變形監(jiān)測(cè)體系的主要問(wèn)題以及實(shí)質(zhì)的向我們進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1、監(jiān)測(cè)體系設(shè)計(jì)基本原則

1.1系統(tǒng)性原則

（1）所設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，并形成有效四維空間，測(cè)試的數(shù)據(jù)相互能進(jìn)行校核；

（2）運(yùn)用、發(fā)揮系統(tǒng)功效對(duì)基坑進(jìn)行全方位、立體監(jiān)測(cè)，確保所測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)；

（3）在施工工程中進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性；

（4）利用系統(tǒng)功效減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)，節(jié)約成本。

1.2可靠性原則

（1）設(shè)計(jì)中采用的監(jiān)測(cè)手段是已基本成熟的方法；

（2）監(jiān)測(cè)中使用的監(jiān)測(cè)儀器、元件均通過(guò)計(jì)量標(biāo)定且在有效期內(nèi)；

（3）在設(shè)計(jì)中對(duì)布設(shè)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)。

1.3與基坑設(shè)計(jì)相結(jié)合原則

（1）對(duì)基坑設(shè)計(jì)中使用的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的；

（2）對(duì)基坑設(shè)計(jì)中，在專(zhuān)家審查會(huì)上有爭(zhēng)議的方法、原理所涉及的受力部位及受力內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)，作為反演分析的依據(jù)；

（3）依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算情況，確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐系統(tǒng)的報(bào)警值；

（4）依據(jù)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位提出的具體要求進(jìn)行針對(duì)性布點(diǎn)。

1.4關(guān)鍵部位優(yōu)先、兼顧全面的原則

（1）對(duì)圍護(hù)體及支撐系統(tǒng)中相當(dāng)敏感的區(qū)域加密測(cè)點(diǎn)數(shù)和項(xiàng)目，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；

（2）對(duì)勘察工程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)變化起伏較大的位置，施工過(guò)程中有異常的部位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；

（3）除關(guān)鍵部位優(yōu)先布設(shè)測(cè)點(diǎn)外，在系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上均勻布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2、深基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)規(guī)范結(jié)合工程的特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)情況及周邊環(huán)境，主要有以下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

（1）基坑支護(hù)體系監(jiān)測(cè)

1）支護(hù)樁頂位移及深層變形

2）支撐體系變形及應(yīng)力

（2）周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)

1）周邊地下水位

2）周邊建筑物、路面、管線(xiàn)等

3）周邊土體壓力及孔隙水壓力

（3）其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

1）坑底隆起、回彈監(jiān)測(cè)

2） 現(xiàn)場(chǎng)巡視

3、基坑支護(hù)體系深層變形監(jiān)測(cè)進(jìn)行分析討論

在深基坑工作時(shí)，必須需要有相應(yīng)的圍擋進(jìn)行擋土和水。在施工時(shí)，支護(hù)設(shè)施的建設(shè)十分重要，相關(guān)支護(hù)措施必須安全合理有效。一般情況之下，深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)是由地下連續(xù)墻或者是混凝土灌注樁構(gòu)成。

對(duì)支護(hù)體系進(jìn)行監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，特別是樁體或者墻體深層變形監(jiān)測(cè)，更加直觀了解基坑開(kāi)挖過(guò)程中，圍護(hù)樁樁身及樁側(cè)土體水平位移的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

3.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

測(cè)斜管在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中埋設(shè)，埋設(shè)時(shí)要符合下列要求：（1）在進(jìn)行埋設(shè)之前，應(yīng)該確定保障測(cè)斜管的質(zhì)量方面的問(wèn)題，測(cè)斜管相互連接時(shí)應(yīng)該保障上、下之間的對(duì)準(zhǔn)、順暢。在實(shí)際的操作中應(yīng)該注意縫口之間的鏈接，并注意保證管口的封蓋；（2）測(cè)斜管長(zhǎng)度與圍護(hù)墻深度應(yīng)該保證不脫離實(shí)際的預(yù)算，之間的控制深度應(yīng)該小于所監(jiān)測(cè)土層的深度；出現(xiàn)位移時(shí)，應(yīng)該進(jìn)一步確定測(cè)斜管進(jìn)入穩(wěn)定土層 2～3m；測(cè)斜管與鉆孔之間孔隙應(yīng)填充密實(shí)；

3.2儀器設(shè)備

測(cè)斜儀是通過(guò)測(cè)量測(cè)斜管軸線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)之間夾角變化量，來(lái)監(jiān)測(cè)圍護(hù)墻體深層側(cè)向位移的高精度儀器。

測(cè)斜儀分為固定式和活動(dòng)式兩種，按與垂線(xiàn)夾角監(jiān)測(cè)范圍不同又分為垂直向測(cè)斜儀和水平向測(cè)斜儀。

工程中一般采用活動(dòng)式即先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測(cè)斜管，間隔一定時(shí)間將測(cè)頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動(dòng)測(cè)定斜度變化，計(jì)算水平位移。

活動(dòng)式測(cè)斜儀系統(tǒng)組成：

由探頭、測(cè)讀儀、電纜和測(cè)斜管四部分組成。

1） 探頭：裝有重力式測(cè)斜傳感器。

2） 測(cè)讀儀：測(cè)讀儀是二次儀表，需和探頭配套使用。

3） 電纜：在實(shí)際的施工過(guò)程中，會(huì)遇見(jiàn)探頭以及測(cè)度儀的電纜向探頭的主要方向進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的傳送與傳播。在傳輸?shù)倪^(guò)程中應(yīng)該準(zhǔn)確掌握數(shù)據(jù)，同屬也應(yīng)該注意關(guān)注收放探頭和測(cè)量探頭所在測(cè)點(diǎn)與孔口之間相差的距離。

4）測(cè)斜管：測(cè)斜管一般由塑料管或鋁合金管制成。常用直徑為50～75mm，長(zhǎng)度每節(jié)2～4m，內(nèi)部有著相互協(xié)調(diào)一致的垂直方向的導(dǎo)槽。在相關(guān)作業(yè)時(shí)，應(yīng)該順應(yīng)著方向進(jìn)行控制。

3.3計(jì)算原理

基坑監(jiān)測(cè)時(shí)，一般只考慮垂直于圍護(hù)體的方向，即X+、X-方向，需連續(xù)測(cè)二次來(lái)消除力平衡伺服加速度儀零漂的影響（一測(cè)回）；

每點(diǎn)水平偏移量是通過(guò)計(jì)算上部滑輪組相對(duì)于下部滑輪組所產(chǎn)生的傾角（θ）乘以觀測(cè)讀數(shù)間距（L）和相應(yīng)的系數(shù)得到。

總水平偏移量是將每點(diǎn)的水平偏移量進(jìn)行累加獲到，該偏移曲線(xiàn)為一條連續(xù)的曲線(xiàn)，也就是說(shuō)只要確定了一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，整條曲線(xiàn)的位置就能確定下來(lái)。

計(jì)算公式

L為傳感器兩對(duì)滑輪中心距（一般為500）

k為讀數(shù)的放大倍數(shù)，采用公制時(shí)取25000，英制時(shí)取20000

L/k稱(chēng)為儀器的標(biāo)定系數(shù)

3.4數(shù)據(jù)處理與分析

案例：本項(xiàng)目支護(hù)體內(nèi)測(cè)斜管長(zhǎng)度24m，在進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)該在管底部和管頂口為準(zhǔn)，依照上到下的形式進(jìn)行測(cè)讀，測(cè)段長(zhǎng)度0.5m，每測(cè)段相對(duì)水平偏移量計(jì)算式為σ=（A0-A180）/2。

說(shuō)明在孔口控制、孔底歸零計(jì)算模式下，最大值會(huì)明顯減小，實(shí)例中在開(kāi)挖20m時(shí)少報(bào)了18.9mm，尤其掩蓋了孔底位移的事實(shí)，本例中孔底發(fā)生了35.3mm的位移量，如歸零的話(huà)就不能發(fā)現(xiàn)圍護(hù)墻“踢腳”的可能。

3.5 注意事項(xiàng)

根據(jù)實(shí)際情況踐行數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制。相關(guān)閉合之間的差異盡量縮小。但是在實(shí)際的操作中會(huì)產(chǎn)生一定的變化，變化值應(yīng)該隨著實(shí)際情況而定，假如出現(xiàn)變形，變化值就會(huì)有著很大的變化。

計(jì)算的形式應(yīng)該依照實(shí)際的情況進(jìn)行控制。一般埋在（>2.5H，開(kāi)挖深度）的土層之間或者嵌巖圍護(hù)內(nèi)測(cè)斜管底部。根據(jù)實(shí)際顯示，通常情況之下會(huì)使用“孔口控制、孔底自由”的計(jì)算方式，孔口位移值用光學(xué)儀器來(lái)測(cè)量；

遇見(jiàn)不常見(jiàn)的情況之下，在測(cè)斜儀有保證的進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。同時(shí)會(huì)遇見(jiàn)測(cè)斜儀不精確、不斷出現(xiàn)問(wèn)題等，針對(duì)該情況，專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)該在實(shí)際掌握開(kāi)挖深度、測(cè)孔埋深的前提下使用“孔口控制、孔底自由”方式處理，應(yīng)該將較近的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行較準(zhǔn)確的對(duì)比，依照孔底位移值反推孔口位移量。

總結(jié)：

根據(jù)上面所描述的情況來(lái)看，深基坑變形不僅要做好長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)工作，又要根據(jù)實(shí)情做出全面綜合的控制，這樣做可以進(jìn)一步保障基坑的穩(wěn)定性發(fā)展，保證相關(guān)工程的安全性能。因此，相關(guān)工程應(yīng)該依照周?chē)母鞣N不同環(huán)境進(jìn)行選擇性的方法方式踐行監(jiān)測(cè)維護(hù)控制。

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