深基坑變形監(jiān)測(cè)的常見(jiàn)方法及應(yīng)用

[摘要]本文主要介紹了深基坑的變形監(jiān)測(cè)，分析了深基坑邊坡的水平位移和豎向位移的監(jiān)測(cè)方法，闡釋了基坑變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中遇到的各種情況及需要注意的問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞]深基坑；基坑變形監(jiān)測(cè)；水平位移；豎向位移

隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，為了解決土地資源日漸減少與城市人口不斷增長(zhǎng)的矛盾，越來(lái)越多的小高層、高層甚至超高層建筑物應(yīng)運(yùn)而生。伴隨著高層建筑的崛起，深基坑工程也日益發(fā)展起來(lái)，深基坑的安全問(wèn)題已經(jīng)成為基礎(chǔ)施工的重中之重。因此深基坑的變形監(jiān)測(cè)也具有更實(shí)際更重要的意義。

深基坑工程是指基坑開(kāi)挖的深度值超過(guò)5米（含5米）的基坑（槽）的土方開(kāi)挖、邊坡支護(hù)以及降水工程，或者基坑開(kāi)挖的深度值雖未超過(guò)5米，但其地質(zhì)條件情況、周圍環(huán)境情況以及地下管線情況等較為復(fù)雜，或影響相鄰建（構(gòu)）筑物安全的基坑（槽）的土方開(kāi)挖、邊坡支護(hù)以及降水工程。根據(jù)規(guī)范要求，開(kāi)挖深度值超過(guò)5m、或者開(kāi)挖深度值雖不超過(guò)5m但現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和周圍環(huán)境較復(fù)雜的基坑工程均應(yīng)實(shí)施基坑工程變形監(jiān)測(cè)。

基坑監(jiān)測(cè)是指在施工及使用期限內(nèi)，對(duì)深基坑及周邊環(huán)境實(shí)施的檢查、監(jiān)控工作。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括：水平位移監(jiān)測(cè)、豎向位移監(jiān)測(cè)、深層水平位移監(jiān)測(cè)、傾斜監(jiān)測(cè)、裂縫監(jiān)測(cè)、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)、周邊已建建筑的沉降監(jiān)測(cè)等。其中基坑邊坡的水平位移和豎向位移監(jiān)測(cè)是最常見(jiàn)的基坑變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，本文就以此二項(xiàng)監(jiān)測(cè)為例做相應(yīng)的介紹和分析。

1、基坑變形測(cè)置點(diǎn)的設(shè)置

變形測(cè)量點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

基準(zhǔn)點(diǎn)作為該工程的基準(zhǔn)和檢核點(diǎn)，必須保證其穩(wěn)定性，每個(gè)基坑工程至少應(yīng)設(shè)置3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)離所測(cè)建筑距離較遠(yuǎn)致使變形測(cè)量作業(yè)不方便時(shí)，宜在穩(wěn)定的位置設(shè)置工作基點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)交通干道主路、地下管線、倉(cāng)庫(kù)推棧、水源地、河岸、松軟填土、滑坡地段、機(jī)器震動(dòng)區(qū)以及其他可能使標(biāo)石、標(biāo)志易遭腐蝕和破壞的地方，并應(yīng)選設(shè)在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存的地方。監(jiān)測(cè)期間，應(yīng)定期檢查基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性。

基坑工程變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)是直接反應(yīng)基坑變形情況的測(cè)量點(diǎn)。根據(jù)規(guī)范要求，基坑工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)最大程度地反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)及其變化趨勢(shì)，并應(yīng)滿足監(jiān)控要求。為了滿足觀測(cè)條件，應(yīng)將點(diǎn)位沿基坑周邊布置在邊坡頂部，基坑周邊中部、陽(yáng)角處應(yīng)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距不宜大于20米，并應(yīng)保證每條邊坡上監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于3個(gè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜采用1015cm長(zhǎng)，直徑20mm的鋼筋，固定在邊坡頂部，鋼筋頂部刻十字花。

另外，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，包括間距，以及距基坑邊坡邊緣的距離，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況而定，不可距離基坑邊緣較遠(yuǎn)，以免影響觀測(cè)精度。

2、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求

根據(jù)深基坑變形監(jiān)測(cè)精度要求高的特點(diǎn)，監(jiān)測(cè)中使用的儀器必須滿足觀測(cè)精度和量程的要求，并應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。使用的儀器必須經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)或核定合格，并在規(guī)定的校準(zhǔn)有效期內(nèi)方可使用。

基坑變形監(jiān)測(cè)的施測(cè)人員必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論，能針對(duì)不同工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測(cè)方法及觀測(cè)程序，對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠分析原因并正確的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到按時(shí)、快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)。

3、基坑變形監(jiān)測(cè)方法及監(jiān)測(cè)頻率

1）水平位移監(jiān)測(cè)是測(cè)定基坑邊坡在水平方向上位移變化的監(jiān)測(cè)工程，常用的方法有視準(zhǔn)線法、小角度法、投點(diǎn)法、前方交會(huì)法、自由設(shè)站法、極坐標(biāo)法等。筆者參與的工程中多以三維坐標(biāo)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

三維坐標(biāo)法進(jìn)行基坑變形監(jiān)測(cè)時(shí)，需在第一工作基點(diǎn)上架設(shè)觀測(cè)儀器，以第二工作基點(diǎn)作為后視方向，通過(guò)監(jiān)測(cè)第二工作基點(diǎn)與基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的水平距離、角度和高差，來(lái)確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在一個(gè)基坑變形監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，通過(guò)比較前后兩次觀測(cè)的坐標(biāo)差，求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量。

2）豎向位移監(jiān)測(cè)是測(cè)定基坑邊坡在豎直方向上位移變化的監(jiān)測(cè)工程。常用的監(jiān)測(cè)方法有幾何水準(zhǔn)法和液體靜力水準(zhǔn)法等。以幾何水準(zhǔn)法為例，簡(jiǎn)單介紹一下其監(jiān)測(cè)過(guò)程。

首先要建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)和固定的水準(zhǔn)觀測(cè)路線，在高程基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，盡量保證各次觀測(cè)均沿統(tǒng)一路線進(jìn)行。

然后編制觀測(cè)周期，并嚴(yán)格按照周期進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)，應(yīng)使用DS1或DS05精度以上型水準(zhǔn)儀、因瓦合金標(biāo)尺，按光學(xué)測(cè)微法進(jìn)行觀測(cè)。

3）基坑變形監(jiān)測(cè)工作應(yīng)貫穿于基坑工程施工全過(guò)程，其監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)以能系統(tǒng)反應(yīng)監(jiān)測(cè)對(duì)象所測(cè)項(xiàng)目的重要變化過(guò)程。監(jiān)測(cè)工作一般應(yīng)從基坑工程施工前開(kāi)始，直至地下工程完成為止。對(duì)有特殊要求或有突發(fā)狀況的工程還需要延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)間，直至基坑變形趨于穩(wěn)定后才能結(jié)束。

4、基坑變形監(jiān)測(cè)的成果及成果分析

基坑變形監(jiān)測(cè)是一個(gè)周期性的監(jiān)測(cè)過(guò)程，其監(jiān)測(cè)成果包括各個(gè)周期實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及各個(gè)周期觀測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析結(jié)果。因此每個(gè)周期觀測(cè)完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出該周期內(nèi)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量和豎向位移量，判斷出基坑的變形情況，對(duì)于變形較嚴(yán)重區(qū)域，如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值、支護(hù)結(jié)構(gòu)或周邊土體等出現(xiàn)隆起或陷落、周邊地面可能或已經(jīng)產(chǎn)生裂縫等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知甲方采取相應(yīng)的措施，并應(yīng)注意增設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)觀測(cè)裂縫的變化。

基坑變形進(jìn)入穩(wěn)定階段后，對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行分析和匯總，繪制時(shí)間一水平位移關(guān)系曲線圖、時(shí)間一豎向位移關(guān)系曲線圖，并形成最終的成果文件；

5、應(yīng)注意的問(wèn)題：

1）進(jìn)行觀測(cè)操作時(shí)，觀測(cè)員應(yīng)當(dāng)特別注意觀測(cè)儀器的對(duì)中、整平，讀數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意十字絲的精確照準(zhǔn)；司鏡員要特別注意對(duì)中桿的對(duì)中和水平；

2）應(yīng)特別注意在基坑拐角處，計(jì)算其水平位移量時(shí)應(yīng)對(duì)垂直的兩個(gè)方向分別計(jì)算距離；

3）進(jìn)行高差觀測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意多觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回，取各次值的平均值作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程；

4）每次進(jìn)行觀測(cè)前，都應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢核，確保各個(gè)點(diǎn)位無(wú)破壞、移動(dòng)等現(xiàn)象；

5）應(yīng)提醒施工單位注意對(duì)所有點(diǎn)位的保護(hù)，并應(yīng)保證在每次觀測(cè)時(shí)各點(diǎn)位無(wú)遮擋：

6）應(yīng)安排一個(gè)固定工作組負(fù)責(zé)一項(xiàng)任務(wù)，使用同一臺(tái)觀測(cè)儀器，并由專人負(fù)責(zé)專項(xiàng)工作。

結(jié)語(yǔ)：

基坑工程具有極強(qiáng)的區(qū)域性，如黃土地基、軟粘土地基、雜填土地基等水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件不同的地基中基坑工程的差異性就很大。因此具體的基坑變形監(jiān)測(cè)工程要應(yīng)根據(jù)具體工程所在地區(qū)地質(zhì)條件情況，因地制宜，確定不同的監(jiān)測(cè)等級(jí)，并制定合理可行的監(jiān)測(cè)方案。