深基坑監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用與探討

舒曉龍

摘 要： 在基坑工程施工及使用期限內(nèi)，由于地下土體性質(zhì)、施工環(huán)境、荷載條件非常復(fù)雜，存在著許多不確定的因素，深基坑坍塌事故時(shí)常發(fā)生，造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失，因此對支護(hù)體系及周邊環(huán)境實(shí)施的監(jiān)測、監(jiān)控工作已成為工程項(xiàng)目必不可少的重要環(huán)節(jié)。本文以筆者參與監(jiān)測的杭州奧體博覽城主體育場基坑監(jiān)測項(xiàng)目為例，參照相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，并結(jié)合自己多年的監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，對本深基坑監(jiān)測的過程以及數(shù)據(jù)分析方面進(jìn)行了淺薄的探討，希望能給廣大同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞： 深基坑； 監(jiān)測； 基準(zhǔn)點(diǎn)； 監(jiān)測點(diǎn)

1. 引言

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，我國土地資源越來越稀缺，于是向空中求發(fā)展、向地下要土地成為開發(fā)商有效的選擇，基坑工程隨之越來越多，某些大城市基坑開挖的深度越來越深，從最初的4m～8m發(fā)展到目前最深達(dá)到二十多米。在基坑工程施工及使用期限內(nèi)，由于地下土體性質(zhì)、施工環(huán)境、荷載條件非常復(fù)雜，存在著許多不確定的因素，基坑坍塌事故時(shí)常發(fā)生，造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失，因此對支護(hù)體系及周邊環(huán)境實(shí)施的監(jiān)測、監(jiān)控工作已成為工程項(xiàng)目必不可少的重要環(huán)節(jié)。本文以筆者參與監(jiān)測的杭州奧體博覽城主體育場基坑監(jiān)測項(xiàng)目為例，參照相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，并結(jié)合自己多年的監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，對本深基坑監(jiān)測的過程以及數(shù)據(jù)分析方面進(jìn)行了淺薄的探討，希望能給廣大同行提供借鑒。

2. 深基坑監(jiān)測技術(shù)概述

2.1 監(jiān)測內(nèi)容

根據(jù)《建筑深基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009），深基坑監(jiān)測的主要內(nèi)容有：

表1 基坑工作監(jiān)測選擇表

[序號(hào)＼&監(jiān)測項(xiàng)目＼&深基坑工程等級＼&一級＼&二級＼&三級＼&1＼&坑頂水平位移＼&□＼&□＼&□＼&2＼&坑頂沉降＼&□＼&□＼&□＼&3＼&坑底隆起＼&○＼&○＼&＼&4＼&土體豎向變形＼&□＼&○＼&＼&5＼&土體側(cè)向變形＼&□＼&○＼&＼&6＼&支撐軸力＼&□＼&○＼&＼&7＼&地下水位＼&□＼&○＼&○＼&8＼&立柱沉降＼&□＼&□＼&○＼&9＼&周邊建筑物沉降和傾斜＼&□＼&□＼&□＼&10＼&周邊道路及地下管線沉降＼&□＼&□＼&□＼&]

注：□為必測項(xiàng)目，○為選測項(xiàng)目

2.2 監(jiān)測基本要求

2.2.1 監(jiān)測精度要求。如基坑安全等級設(shè)計(jì)為二級，規(guī)定基坑邊坡容許變形值（40mm）、預(yù)警值（32mm），需按照二等變形觀測等級進(jìn)行測量，沉降觀測點(diǎn)測站高差中誤差（mm）≤0.50，位移觀測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差（mm）≤3.0。

2.2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)要求?；娱_挖是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，需在現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)并及時(shí)處理計(jì)算，計(jì)算有問題及時(shí)復(fù)測。任何監(jiān)測數(shù)據(jù)必須依據(jù)原始記錄，所有人員不得刪除和更改原始記錄。深基坑監(jiān)測結(jié)束后整理出監(jiān)測報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容有監(jiān)測記錄表、數(shù)據(jù)報(bào)表、形象的曲線和圖表。

3. 應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

杭州市奧體博覽城主體育場項(xiàng)目位于錢塘江南岸慶春路過江隧道西南側(cè)，總建筑面積為253670m2，其中地下建筑面積為71857m2，地上建筑面積為181813m2。主體育場設(shè)地上6層，地下1層，高58.30m，地下室深基坑大致呈長方形，南北向最大尺寸約87.5m，東西向最大尺寸處約153.3m，深基坑開挖深度約18.95m。受建設(shè)方杭州奧體博覽城委托，我院對該深基坑支護(hù)工程進(jìn)行監(jiān)測。

3.2 基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)布置

基準(zhǔn)點(diǎn)采用兩層次布置，共布設(shè)6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，第一層由4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成，編號(hào)為J1、J2、J5、J6；第二層由2個(gè)工作基點(diǎn)組成，編號(hào)為J3、J4。監(jiān)測點(diǎn)的布置應(yīng)相互兼顧，各管線均按20m間距布置，共布設(shè)20點(diǎn)。圖1為基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖。

3.3 監(jiān)測方法列舉

3.3.1 深層水平位移監(jiān)測

土體和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深層水平位移采用鉆孔測斜儀測定，用測斜儀測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角的變化量，再分段求出水平位移（測斜管垂直埋設(shè)）或垂直位移（測斜管水平埋設(shè)時(shí)），累計(jì)得出總的位移量及沿管軸線整個(gè)孔位的變化情況。

3.3.2 垂直位移監(jiān)測

垂直位移監(jiān)測按《工程測量規(guī)范》要求采用二級水準(zhǔn)測量等級觀測，首次觀測需聯(lián)測全部的工作點(diǎn)，采用往返觀測，形成水準(zhǔn)閉合環(huán)線。沉降觀測基點(diǎn)與工作點(diǎn)聯(lián)測周期擬按每進(jìn)行3次～5次沉降觀測聯(lián)測一次，如發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)聯(lián)測檢查。

3.3.3傾斜監(jiān)測

根據(jù)不同的現(xiàn)場觀測條件和要求，選用投點(diǎn)法、水平角法、前方交會(huì)法、正垂線法、差異沉降法等。

3.4 部分監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測結(jié)果過程曲線

3.5 監(jiān)測結(jié)果分析與總結(jié)

我院從2014年6月24日進(jìn)行了首次觀測，2015年4月1日完成最后一次觀測，共完成變形觀測97次，提供了44次觀測報(bào)告。從監(jiān)測各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，基坑變形值均在允許值范圍內(nèi)，本基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工是安全合理的。

根據(jù)以上對深基坑監(jiān)測技術(shù)的理論研究和工程實(shí)踐得出，對于環(huán)境要求嚴(yán)格的或復(fù)雜的大中型基坑工程項(xiàng)目，往往難以從理論上找到定量分析、預(yù)測的方法，也難以從過去的經(jīng)驗(yàn)中得到借鑒，這就必定要依賴于施工過程中的現(xiàn)場監(jiān)測。現(xiàn)場監(jiān)測時(shí)我們要自始至終依據(jù)規(guī)范要求操作，嚴(yán)格設(shè)定好監(jiān)測的頻率，科學(xué)確定好監(jiān)測報(bào)警值。

4. 結(jié)束語

以上介紹的基坑監(jiān)測工作主要還停留在人工操作階段，即通過傳統(tǒng)的監(jiān)測儀器現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，然后提供紙質(zhì)或者電子的數(shù)據(jù)報(bào)告，雖然能夠有效地監(jiān)測基坑變形情況，但不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測，人為因素干擾大，效率低下。隨著自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，“地下工程和深基坑安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)”已在某些大城市試點(diǎn)應(yīng)用，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸，并建立信息管理平臺(tái)，通過數(shù)據(jù)分析，形成各類變化曲線和圖形，使監(jiān)測成果“形象化”。相信隨著科技的不斷進(jìn)步，我國基坑工程的監(jiān)測技術(shù)將有更大的發(fā)展空間，從而更大程度上預(yù)防基坑事故的發(fā)生，保障人民的財(cái)產(chǎn)安全。

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