深基坑施工中基坑監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

張 立 甲

(山西二建集團(tuán)有限公司,山西 太原 030013)

0 引言

改革開放以來，國家經(jīng)濟(jì)水平得到平穩(wěn)提升，城市化進(jìn)程也隨之不斷加快，土地成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要因素，因此基坑建設(shè)符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多可利用土地空間，但是基坑深度加大，規(guī)模擴(kuò)大，安全問題也隨之不斷滋生，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)此實(shí)際情況進(jìn)行重視?；咏ㄔO(shè)水平的提升為諸多工程項(xiàng)目提供可能性，例如地下商場等，有利于此類工程項(xiàng)目水平的提升，但是此過程應(yīng)對(duì)基坑監(jiān)測環(huán)節(jié)認(rèn)真對(duì)待，是因?yàn)榛颖O(jiān)測水平直接關(guān)乎工程安全水平，高水平完成基坑監(jiān)測能夠保證基坑建設(shè)高質(zhì)量、安全的完成?；颖O(jiān)測是一項(xiàng)較為復(fù)雜的施工，對(duì)于基坑整個(gè)建設(shè)需要進(jìn)行把控，例如位移、沉降等諸多問題，是工程安全以及質(zhì)量的有力保證。

1 基坑監(jiān)測實(shí)施流程

項(xiàng)目包括實(shí)地勘查、選點(diǎn)測試、土建施工、設(shè)備安裝、軟件調(diào)試、數(shù)據(jù)處理六個(gè)階段。具體內(nèi)容如下：

1)實(shí)地勘查：現(xiàn)場實(shí)地了解影響區(qū)域范圍，確定監(jiān)測范圍等。

2)選點(diǎn)測試：主要測試衛(wèi)星收星數(shù)量、數(shù)據(jù)質(zhì)量、多路徑效應(yīng)等。

3)土建施工：根據(jù)現(xiàn)場情況，修建地面觀測站，并需要做防雷保護(hù)。

4)設(shè)備安裝：現(xiàn)場安裝防盜柜、避雷針、接收機(jī)等。

5)軟件調(diào)試：接收機(jī)設(shè)備與監(jiān)測平臺(tái)的互聯(lián)互通及遠(yuǎn)程控制。

6)數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、分析、查詢等。

2 常見深基坑監(jiān)測技術(shù)手段

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，諸多專業(yè)器材產(chǎn)生并應(yīng)用于施工過程，大大提升工程的施工質(zhì)量，基坑監(jiān)測亦是如此?；颖O(jiān)測具有精準(zhǔn)性的特點(diǎn)，對(duì)監(jiān)測部分需要精準(zhǔn)監(jiān)測、精準(zhǔn)要求，此現(xiàn)實(shí)要求對(duì)監(jiān)測設(shè)備提出更高的要求。監(jiān)測設(shè)備的精準(zhǔn)度是基坑監(jiān)測的前提以及基礎(chǔ)，監(jiān)測人員應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行專業(yè)的監(jiān)測以及調(diào)整，保證監(jiān)測器材處于優(yōu)良的工作狀態(tài)?；颖O(jiān)測除了利用專業(yè)設(shè)備以外，還需要利用專業(yè)的監(jiān)測軟件，硬件以及軟件結(jié)合，從而獲得監(jiān)測信息，使基坑監(jiān)測工作緊跟時(shí)代發(fā)展。

3 基坑監(jiān)測內(nèi)容

1)水平位移監(jiān)測。

水平位移監(jiān)測是一種較為具體的施工，根據(jù)實(shí)際情況來選取具體的監(jiān)測方式，主要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方向因素。深基坑水平位移檢測依據(jù)檢測方向不同，有不同的監(jiān)測方法。前者一般采用小角度法或者投點(diǎn)法，選用方法范圍相對(duì)狹窄，而后者的選取方法范圍則較為廣泛等，例如前交會(huì)法以及坐標(biāo)法等等。對(duì)于監(jiān)測方法來說，較為重要的是GPS監(jiān)測方法，此方法具有一定的適用范圍，筆者對(duì)案例以及數(shù)據(jù)進(jìn)行整理得出，此方法對(duì)于監(jiān)測點(diǎn)具有特別要求，與其他方法不同的是，位移監(jiān)測點(diǎn)處于深基坑項(xiàng)目外部，選擇地點(diǎn)應(yīng)保證避免積水區(qū)域，另一方面，在允許的前提下可以盡量監(jiān)測若干次，提升監(jiān)測工作的水平。

2)豎向位移監(jiān)測。

此位移監(jiān)測的方法主要有兩種：一是幾何方法，二是液體靜力方法，以下進(jìn)行簡單說明。監(jiān)測人員需要對(duì)深基坑底部合適選位，利用多種輔助手段完成監(jiān)測任務(wù)，輔助手段涉及較為廣泛，例如幾何方法等等，其他輔助手段主要目的是保證監(jiān)測工作的質(zhì)量。對(duì)于豎向位移監(jiān)測工作來說，精準(zhǔn)度要求更高，監(jiān)測各項(xiàng)手段應(yīng)保證精準(zhǔn)無誤，唯有如此才能夠保證方法的有效性。

3)裂縫監(jiān)測。

對(duì)于裂縫監(jiān)測來說，監(jiān)測人員應(yīng)對(duì)各個(gè)方面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行把握，例如數(shù)量、深度、寬度等各個(gè)影響工程的因素。基坑裂縫對(duì)于深基坑工程質(zhì)量影響極大，因此監(jiān)測過程應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重視以及關(guān)注，使裂縫對(duì)深基坑影響處于可控程度中。裂縫各項(xiàng)信息均具有特殊的監(jiān)測方法，以寬度為例子，監(jiān)測人員大都利用平行線的方法，然后使用測量器材完成具體任務(wù)。對(duì)于裂縫內(nèi)部則采用其他方法，例如超聲波監(jiān)測法，總之，任何有關(guān)深基坑的數(shù)據(jù)信息獲取均有相對(duì)應(yīng)的方法來完成。

4)土壓力監(jiān)測。

實(shí)際監(jiān)測過程中，土壓力計(jì)是此監(jiān)測方式的核心部分，主要目地以及作用是對(duì)深度完成數(shù)據(jù)收集。此測量儀器種類較多，但是主要使用以下兩種類型，為埋入式以及接觸式類型，以下對(duì)埋入式進(jìn)行說明。實(shí)施監(jiān)測過程中，需要對(duì)壓力膜進(jìn)行特別注意，保證其時(shí)刻處于垂直狀態(tài)，然后獲取數(shù)據(jù)信息。另一方面，在監(jiān)測實(shí)施前，需保證儀器處在良好的工作狀態(tài)中。

5)孔隙水壓力監(jiān)測。

此監(jiān)測方面為基坑水壓承受范圍的方面，監(jiān)測基坑是否達(dá)到施工方案標(biāo)準(zhǔn)，從此方面提升深基坑安全水平。此監(jiān)測存在諸多施工可能性，筆者根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)得出，鋼弦式孔隙水壓力計(jì)為最優(yōu)選擇，有利于監(jiān)測工作的順利進(jìn)行，且保證工作的質(zhì)量水平。

6)地下水位監(jiān)測。

水位是深基坑施工的重要影響因素，對(duì)于安全水平存在顯著制約以及阻礙，而利用水位計(jì)進(jìn)行監(jiān)測工作具有明顯積極作用。監(jiān)測人員首先需要對(duì)典型位置進(jìn)行標(biāo)明，然后使用水位計(jì)完成監(jiān)測，此做法有利于充分對(duì)水位進(jìn)行整體把握，保證對(duì)地下水的準(zhǔn)確認(rèn)知，在施工方案中進(jìn)行規(guī)避，降低地下水對(duì)深基坑項(xiàng)目的影響程度。另一方面，對(duì)于水位監(jiān)測并非一次性工作，而是需要定期進(jìn)行監(jiān)測并不斷調(diào)整監(jiān)測地點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測工作對(duì)精準(zhǔn)度要求。

4 基坑監(jiān)測

根據(jù)JGJ 120—2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程相關(guān)規(guī)定，必須進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測和基坑開挖影響范圍內(nèi)建(構(gòu))筑物、地面的沉降監(jiān)測。

1)基坑安全等級(jí)。

基坑概況：晉能孝義2×35萬kW低熱值煤熱電新建項(xiàng)目煤場及附屬設(shè)施建筑安裝工程，卸煤溝基坑長138 m，坑底最寬處19 m，基坑深度13.7 m。地下水位埋深4.0 m～5.4 m，年變幅1.5 m。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》《地勘報(bào)告》確定本工程基坑安全等級(jí)為二級(jí)。

2)監(jiān)測目的。

a.為基坑開挖提供科學(xué)依據(jù)；b.確?；釉诨A(chǔ)施工期間的安全。

3)監(jiān)測項(xiàng)目。

地面沉降、水平位移。

4)基坑監(jiān)測要求及布置。

針對(duì)本工程地質(zhì)水文實(shí)際情況，基坑內(nèi)施工作業(yè)時(shí)間較長，且要經(jīng)過一個(gè)雨季，因此必須對(duì)基坑坡頂進(jìn)行水平位移及沉降監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)沿基坑周邊布置，監(jiān)測點(diǎn)間距不宜大于20 m，關(guān)鍵部位監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)加密且每邊監(jiān)測點(diǎn)不小于3個(gè)。

5)基坑巡視要求。

每天派專人對(duì)基坑進(jìn)行巡視，巡視范圍包括基坑影響范圍內(nèi)的地面沉降，坑頂位移，基坑坡面是否完好及坑底是否隆起。如發(fā)現(xiàn)基坑出現(xiàn)大的滑移及裂縫應(yīng)立即停工，待問題解決后再繼續(xù)施工。

6)監(jiān)測方法與精度要求。

本方案設(shè)計(jì)GNSS擬采用18(監(jiān)測站)+1(基準(zhǔn)站)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，18套監(jiān)測站設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場布設(shè)于監(jiān)測區(qū)內(nèi)，1套基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)備布置于影響區(qū)外的地質(zhì)穩(wěn)定部位，作為監(jiān)測站數(shù)據(jù)解算的參考站。以及采用精度不低于DS1級(jí)水準(zhǔn)儀配合觀測，按測微法施測。

7)監(jiān)測周期。

a.從基坑開挖直至基坑內(nèi)建筑物外壁施工至-4.000且土方回填完畢，均應(yīng)做基坑監(jiān)測、觀測工作。b.基坑開挖期間，監(jiān)測不應(yīng)少于每天一次，直至開挖停止后連續(xù)3 d的監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定。c.當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，應(yīng)立即連續(xù)進(jìn)行監(jiān)測，直至連續(xù)3 d的監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定。d.當(dāng)位移速率大于前次監(jiān)測的位移速率，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。e.在監(jiān)測數(shù)值穩(wěn)定期間，應(yīng)根據(jù)水平位移穩(wěn)定值的大小及工程實(shí)際情況定期進(jìn)行監(jiān)測。f.基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)、現(xiàn)場巡查結(jié)果及時(shí)整理和反饋。當(dāng)開挖時(shí)，位移超過預(yù)警值應(yīng)立即停止開挖。本工程預(yù)警值為水平位移值大于30 mm，垂直位移值大于30 mm。

8)監(jiān)測結(jié)果處理要求。

監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)分析整理，繪制沉降隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出評(píng)價(jià)。

5 結(jié)語

基坑監(jiān)測的重要作用在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)基坑建設(shè)過程中的問題，根據(jù)實(shí)際情況制定出合理的解決方法，保證基坑建設(shè)的質(zhì)量，避免因問題的發(fā)生造成成本投入增加，安全事故發(fā)生等不良情況，監(jiān)測獲得數(shù)據(jù)還可以成為方案規(guī)劃調(diào)整的基礎(chǔ)，促進(jìn)施工方案朝著科學(xué)化、合理化的方向前進(jìn)。