巖土工程中深基坑檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探究

雷波 李德兵

湖北建夷檢驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司 湖北宜昌 443000

1 深基坑檢測(cè)的特點(diǎn)和內(nèi)容

1.1 檢測(cè)特點(diǎn)

（1）時(shí)效性。對(duì)于基坑的檢測(cè)往往具有明顯的時(shí)效性。測(cè)量結(jié)果以動(dòng)態(tài)形式呈現(xiàn)，一天前（或幾個(gè)小時(shí)前）的測(cè)量結(jié)果將失去意義。所以，深基坑工程的檢測(cè)工作需要實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)測(cè)量對(duì)象處于變化多樣的時(shí)期，需要每天進(jìn)行多次觀測(cè)。（2）高精度。一般使用高精度的儀器進(jìn)行基坑檢測(cè)。（3）準(zhǔn)確性?；庸こ虒?shí)施過(guò)程中的檢測(cè)往往只需要相對(duì)變化量的測(cè)量，而不是絕對(duì)的測(cè)量值?？訖z測(cè)需要盡可能地準(zhǔn)確，使用相同的儀器，在同一位置，由同一方案中的同一觀察員檢測(cè)[1]。

1.2 檢測(cè)內(nèi)容

檢測(cè)內(nèi)容是由項(xiàng)目規(guī)模、工程施工方法、地質(zhì)環(huán)境條件決定的。施工過(guò)程應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)實(shí)際施工情況委派其他機(jī)構(gòu)對(duì)工程施工情況檢測(cè)。應(yīng)在實(shí)際施工之前制定檢測(cè)方案，并通過(guò)總監(jiān)理工程師審查。檢測(cè)點(diǎn)按照批準(zhǔn)的方案布置，檢測(cè)并及時(shí)提交檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2 巖土工程中深基坑變形機(jī)理及檢測(cè)

基坑變形機(jī)理及檢測(cè)過(guò)程中，需要使用到以下幾種設(shè)備：第一，水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)儀主要是應(yīng)用在基坑結(jié)構(gòu)沉降檢測(cè)等方面，包含有基坑周邊地表、地下管線以及建筑物等的沉降檢測(cè)，另外，還需要利用水準(zhǔn)儀確定地下水位觀測(cè)孔、分層沉降管等；第二，全站儀。全站儀主要應(yīng)用在地下管線和周邊建筑物的水平位移等方面，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同支撐水平位置和結(jié)構(gòu)頂面的測(cè)量。在開展施工檢測(cè)活動(dòng)時(shí)全站儀和水準(zhǔn)儀使用頻率最高，在實(shí)際測(cè)量中，必須要設(shè)置好測(cè)量控制點(diǎn)，避免將其設(shè)置在變形區(qū)域或者位移區(qū)域；第三，測(cè)斜儀。根據(jù)不同的工作原理，測(cè)斜儀可分為差動(dòng)電容式測(cè)斜儀、伺服加速度式測(cè)斜儀等不同類型，伺服加速度式測(cè)斜儀因?yàn)槠錅y(cè)量精度高，當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛；第四，鋼筋計(jì)。鋼筋計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中可將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)順著深度方向的應(yīng)力換算為彎矩，包含有結(jié)構(gòu)軸力以及平面彎矩等內(nèi)容。

3 巖土工程中深基坑檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

一般情況下，為深基坑(含車站、出入口、通道)開挖深度1.5倍的邊緣兩側(cè)范圍的地面、地下周邊建(構(gòu))筑物、地下管線及道路變形等。車站深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁(墻)頂水平位移及豎向位移、基坑周邊地表沉降、支撐軸力、立柱內(nèi)力、傾斜及豎向位移等?；又苓叺乇沓两迭c(diǎn)分布在與基坑四周，與基坑周邊平行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況布設(shè)兩排或三排監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中第一排監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)與基坑邊的距離不大于2m；每排監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離為3m-8m。垂直于基坑邊線的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)選擇在具有代表性的地方，基坑兩邊的監(jiān)測(cè)點(diǎn)總數(shù)應(yīng)該不小于10個(gè)，采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。

圖1(a)的那樣，深入挖掘基礎(chǔ)坑前，周邊的堅(jiān)定基礎(chǔ)坑構(gòu)建物中聚酯反射的照片張貼，距離遠(yuǎn)的就可以安裝小型棱鏡反射的照片代替，然后全站儀站，新設(shè)的自由是數(shù)適當(dāng)?shù)奈恢茫S反射的照片的觀測(cè)平差，三維的嚴(yán)格無(wú)接觸變形三維檢測(cè)測(cè)定網(wǎng)。

圖1

無(wú)接觸變形檢測(cè)技術(shù)有以下三種應(yīng)用：

3.1 采用自由設(shè)站法測(cè)量三維檢測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)

圖1(b)，變形檢測(cè)的位置張貼聚酯反射板，所定的位置上設(shè)置了全空間站以后，部分或全部的三維測(cè)量檢測(cè)網(wǎng)，網(wǎng)分并同期檢測(cè)和檢測(cè)分的全局儀得到坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。根據(jù)地下管線圖和管道兩接頭之間局部?jī)A斜值的控制標(biāo)準(zhǔn)沿管道鋪設(shè)方向每15m-30m的位置布設(shè)一個(gè)管線沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)斜孔布設(shè)在基坑兩側(cè)的對(duì)稱位置，每20m一孔，由于陽(yáng)角位置的變形會(huì)相對(duì)較大，所以在每個(gè)陽(yáng)角的地方同樣布設(shè)測(cè)斜孔。此外還要求每個(gè)測(cè)斜管的底高程等于圍護(hù)樁的底高程，采用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè)。支撐軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在支撐的端部或中部，采用軸力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿建筑物外墻布設(shè)，共完成沉降觀測(cè)7次。監(jiān)測(cè)過(guò)程中，建(構(gòu))筑物沉降累計(jì)變化最大值為-16.86mm，發(fā)作在點(diǎn)JGC-1-05處；建(構(gòu))筑物階段沉降變化速率最大值為-0.55mm/d，點(diǎn)號(hào)為JGC-2-06。

3.2 檢測(cè)基坑周邊和坑壁的水平位移

基坑壁多數(shù)受到施工的妨礙，在不能直接觀測(cè)的位置，與全站儀、鉛直儀、鋼尺組合，如圖1所示可進(jìn)行變形檢測(cè)。

圖2 檢測(cè)基坑坑壁變形

在孔壁一側(cè)的平臺(tái)架設(shè)全局儀，觀測(cè)四個(gè)到六個(gè)三維驗(yàn)點(diǎn)，

然后利用邊、角的后方的交會(huì)原理或者三維坐標(biāo)的變換方法，求全局儀三軸交點(diǎn)的坐標(biāo);保持一切局儀的基座位置不動(dòng)，移開全站儀式，然后在基座上安置光學(xué)式的鉛直儀，此時(shí)，豎直直儀的線相同地通過(guò)整體局儀的三軸交點(diǎn)。

3.3 檢測(cè)坑壁收斂

當(dāng)基坑的寬度小時(shí)，如圖3所示，通過(guò)收斂計(jì)可以直接測(cè)量A、D這兩個(gè)點(diǎn)的相對(duì)收斂度，該收斂計(jì)具有與孔的兩側(cè)相同的高度。雖然集散地本身讀取精度很高，但受設(shè)備配置等影響，重復(fù)測(cè)定精度僅在0.3-0.5mm之間?；拥膶挾却蟮脑捠諗坑?jì)不能測(cè)定，不過(guò)，這個(gè)情況用全局不接觸的測(cè)量能解決。

總之，建筑物施工需要一定的基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)需要在一個(gè)相對(duì)安全、穩(wěn)定的環(huán)境下施工，由此便有了基坑工程?；庸こ淌侵高M(jìn)行土方支護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)、地下水的管控、信息化建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，以確保地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中地下開挖形成的監(jiān)控檢測(cè)的安全、穩(wěn)定。深基坑工程施工過(guò)程中，應(yīng)確保其支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境體系受施工影響程度在可控制的范圍，制定詳細(xì)的檢測(cè)方案并嚴(yán)格、靈活按其執(zhí)行是必要的手段之一，從而及時(shí)掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境體系變形情況，保證基坑施工安全。

圖3 收斂計(jì)測(cè)量原理