測斜監(jiān)測技術(shù)在樁錨支護(hù)深基坑中的應(yīng)用

王仁杰+熊智彪+宋世豪

摘 要：深基坑監(jiān)測是基坑工程安全開挖的保證，測斜作為一種重要的監(jiān)測手段，能夠?qū)崟r(shí)地反映出基坑在土方開挖中的變化情況。通過在某一樁錨支護(hù)深基坑中布置一定數(shù)量的測斜管，定期記錄施工期間的測斜數(shù)據(jù)并綜合分析其變化趨勢，掌握了基坑的變形情況，進(jìn)一步驗(yàn)證了樁錨支護(hù)體系的可靠性，達(dá)到了信息化施工的目的。

關(guān)鍵詞：基坑；變形；監(jiān)測； 測斜；控制標(biāo)準(zhǔn)

【文章編號】1627-6868（2017）08-0020-04

Abstract： Deep excavation monitoring is the assurance for the safety of deep foundation excavation. As a important means of monitoring，inclinometer can real time reflect the changes of foundation excavation.By layout of a certain number of inclinometer tubes into pile-anchor type deep foundation，during the period of construction regularly recorded the inclinometer data and analysed its trend comprehensively， the deformation of foundation has been grasped.That proved pile-anchor system was reliable，the purpose of information construction has been achieved at the same time.

Key word： foundation； deformation； monitoring； inclinometer； standard of control

前言

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，帶動了地下空間的開發(fā)利用，使基坑工程的數(shù)量和規(guī)模迅速增大，如高層建筑深基坑、地下鐵路、地下商場、地下停車場、地下道路等。隨著基坑開挖深度和規(guī)模不斷加大，基坑工程施工的難度也不斷增大，由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)原因及管理上的缺陷，在深基坑工程施工中容易出現(xiàn)安全事故，輕則造成鄰近建筑物傾斜、結(jié)構(gòu)開裂，道路沉陷、開裂，地下管理斷裂； 重則造成鄰近建筑物倒塌和人員傷亡。基坑工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性較大的工程，稍有不慎就會釀成巨大的工程事故。為了正確評估基坑施工安全，對施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，減小施工事故發(fā)生可能，需要在基坑工程施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測工作，通過對監(jiān)測信息的分析，判斷基坑的安全狀態(tài)，為下一步的基坑開挖施工提供可靠的依據(jù)。

1.工程概況

擬建場地位于衡陽市南華大學(xué)附一醫(yī)院內(nèi)、第二住院部（外科大樓）南側(cè)。南華大學(xué)附一醫(yī)院停車場地下一層，高6米，平面呈矩形，平面尺寸為60.0m×70.0m。采用框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)地下車庫底板標(biāo)高52.6m，工程重要性等級為二級?；又ёo(hù)采用樁錨支護(hù)的形式，為了了解基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移狀況以及為設(shè)計(jì)、施工部門提供準(zhǔn)確的水平位移測量數(shù)據(jù)，保證基坑開挖和地下停車場施工的順利進(jìn)行，對基坑水平位移進(jìn)行了測斜觀測。

2.地質(zhì)條件

根據(jù)文獻(xiàn)[1]和該工程勘察單位提供的《南華大學(xué)附一醫(yī)院地下停車場巖土工程勘察報(bào)告》，場地在勘察深度范圍內(nèi)，揭露的深度為第四系人工填土（Q4ml）及第四系河流階地沖積物（Q4al）下伏下第三系粉砂質(zhì)泥巖（E），各土巖體的主要特征分別描述如下：

①雜填土（Q4ml）：雜色，褐紅，呈松散-稍密、稍濕狀態(tài)，主要有粘性土和建筑垃圾組成，建筑垃圾主要為混凝土及碎磚塊，土質(zhì)不均勻，未經(jīng)壓實(shí)，欠固結(jié)，全場分布，層厚1.60～4.40m。

②粉質(zhì)粘土（Q4al）：為河流階地沖積物，褐紅、黃褐色，以硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)為主，主要由粘性及少量粉粒組成，含鐵錳質(zhì)氧化物，土芯切面較光滑，具光澤，手捻稍有砂感，手感較滑膩，搖震無反應(yīng)，干強(qiáng)度、韌性中等，全場分布，層厚3.90～6.70m。

③礫砂（Q4al）：為河流階地沖積物，褐色、灰色，呈稍密-中密、濕-飽和狀態(tài)，主要礦物成分為石英顆粒，粒徑大于2mm的顆粒含量為47.5%～50.7%，其骨架間主要由10～20%中粗砂充填，含少量粘性土，土芯呈散粒狀，全場分布，層厚3.20～5.00m。

④強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖（E）：紫紅，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀夾土狀，碎塊狀巖芯干時(shí)可用手折斷或捏碎，遇水易軟化崩解，勘察深度范圍內(nèi)底部2～5m呈短柱狀夾碎塊狀，柱狀節(jié)長為5～6cm，控制厚度6.99～10.39m。

地下水類型主要為上層滯水、潛水及基巖裂隙水，主要有地表水及大氣降水滲入補(bǔ)給。擬建場地環(huán)境類型為II類。按《巖土工程勘察規(guī)范》判定標(biāo)準(zhǔn)，場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性；對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

典型的地質(zhì)圖如圖1所示。

3.基坑測斜的目的[2]

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來反映土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化情況，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)預(yù)估值進(jìn)行對比分析，判斷是否需要修改施工工藝和施工參數(shù)，便于優(yōu)化下一步施工參數(shù)，為施工開展提供及時(shí)的反饋信息，達(dá)到信息化施工的目的；驗(yàn)證基坑開挖方案的正確性，及時(shí)分析出現(xiàn)的問題，作為基坑安全制定及時(shí)、有效的保護(hù)措施的一種補(bǔ)充手段；由于各個(gè)場地地質(zhì)條件、施工工藝和周邊環(huán)境不同，基坑設(shè)計(jì)計(jì)算中很難將各種復(fù)雜因素全部囊括其中，通過對現(xiàn)場的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析、研究，將監(jiān)測結(jié)果用于優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行局部修改或完善。

4.監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)endprint

測斜管預(yù)埋設(shè)在支護(hù)結(jié)構(gòu)樁體之中。在測點(diǎn)樁體施作之前，將測斜管綁扎在鋼筋籠上與其一起下入孔中。具體步驟如下：

4.1 測斜管的連接。單根PVC測斜管長度為2m，單管之間采用接頭進(jìn)行連接。上下管的十字槽應(yīng)對齊，以保證測斜儀探頭的滑輪在管道內(nèi)能順暢的運(yùn)行。為防止泥漿和水泥漿通過縫隙滲入管內(nèi)，接頭處應(yīng)進(jìn)行密封處理，接頭套管內(nèi)應(yīng)涂上玻璃膠，外部與測斜管的縫隙上下5公分用透明膠纏封。

4.2 測斜管的綁扎。將測斜管伸入鋼筋籠用鐵絲進(jìn)行固定。固定時(shí)盡可能保證測斜管呈直線。固定點(diǎn)宜為接頭套管上下兩端。鋼筋與測斜管間宜留一定的間距，避免在下放鋼筋籠時(shí)由于鋼筋彎曲導(dǎo)致測斜管斷裂。管頂端和末端應(yīng)用封蓋底蓋進(jìn)行封閉。

4.3鋼筋籠下放時(shí)，應(yīng)使測斜管十字槽垂直對準(zhǔn)基坑內(nèi)側(cè)，以保證將來監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。樁孔注漿前應(yīng)將測斜管內(nèi)注滿水，防止水泥漿內(nèi)滲。

本次監(jiān)測根據(jù)相關(guān)布設(shè)原則[3]與設(shè)計(jì)要求在基坑支護(hù)上布置15點(diǎn)。（其中2號、12號、15號孔因施工原因已損壞）各測量點(diǎn)的具體布設(shè)位置見圖2。

5. 監(jiān)測方法

測量所采用的儀器為CX—系列測斜儀。測量精度為0.1mm/500mm。儀器自動記錄每次的讀數(shù)。具體步驟如下：

①將測斜儀探頭正方向?qū)?zhǔn)基坑內(nèi)側(cè)，滾輪沿著十字槽放入測斜管中，待儀器下至管底穩(wěn)定后，自管底至頂每0.5m[4]測量一次，每次的累加值即為測斜孔的傾斜量。

② 將儀器頭反轉(zhuǎn)180度，再次自管底開始測量，取得反方向的測試數(shù)據(jù)。

將初次測量的位移數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，一般需測兩次以上，取得較穩(wěn)定的值。以后每次再測量的數(shù)據(jù)與初始值相減，所得差值即為該點(diǎn)土體水平位移值。

本次測量時(shí)間從2011年9月基坑支護(hù)施工前開始，至2012年4月在挖孔樁施工期間，對基坑支護(hù)不同深度處的水平位移情況進(jìn)行了監(jiān)測。

6. 控制指標(biāo)

本次基坑的監(jiān)測頻率如表1所示。

監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

當(dāng)基坑測斜指標(biāo)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，須及時(shí)通知各方，同時(shí)加大監(jiān)測頻率并提出處理方案并實(shí)施。

7.監(jiān)測成果

測斜監(jiān)測得到的偏移曲線如圖3所示。

從測量結(jié)果來看，主要有以下幾點(diǎn)：

①由于測斜孔安裝與灌注樁中，與支護(hù)固定成為一體，所以測斜點(diǎn)位移的數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，趨勢較為直觀和明朗，與樁頂水平位移監(jiān)測所得的變形趨勢基本一樣。

②在測量期間基坑大部分測斜點(diǎn)的位移總體都控制在1cm左右，符合設(shè)計(jì)的要求。測斜點(diǎn)最大的位移發(fā)生在5號孔和9號孔，通過施工巡查記錄可以發(fā)現(xiàn)，5號孔正好處于供電室的位置，很多重型用電設(shè)備經(jīng)常滯留和擺放于5號孔之上。9號孔的位置又為施工

③單位進(jìn)場材料的默認(rèn)堆放點(diǎn)，大量施工材料長時(shí)間堆放于此。因此位移較其他孔稍大。

④ 3號孔和8號孔在11月21日的測量中傾斜加量明顯出現(xiàn)負(fù)值，原因是當(dāng)天進(jìn)行了第一排錨索張拉，而3號孔和8號孔相對靠近于張拉錨索，因此受到的影響較其他孔大。

8.結(jié)論

① 測斜管的預(yù)埋和保護(hù)是否到位決定了測斜數(shù)據(jù)能否可靠取得。因此，測斜管埋設(shè)和保護(hù)是測斜監(jiān)測的基礎(chǔ)和前提。

② 各測斜點(diǎn)的累計(jì)位移量基本控制在1cm之內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)所要求的5cm，說明樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠很好的控制基坑的變形。

③ 測斜數(shù)據(jù)很好的反映了基坑施工的進(jìn)展，實(shí)時(shí)地表現(xiàn)了基坑的變形情況，為可能遭遇的危險(xiǎn)狀況提供預(yù)警，從側(cè)面保證了施工安全順利的進(jìn)行，達(dá)到了信息化施工的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] BG50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范.北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[2] 何春保.測斜監(jiān)測在深基坑施工中的應(yīng)用.科學(xué)技術(shù)與工程，2008；8（23）：6406-6409+6417.

[3] 陳爭、楊平、杜平.基坑測斜數(shù)據(jù)分析.山西建筑，2008；34（3）：356-357.

[4] 閆文斌、李鴻軼、徐順明.測斜距選取對基坑監(jiān)測結(jié)果的影響研究.基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì).endprint