邊坡工程施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)探討

張海波 曾佳 張?jiān)? 向麗君

摘要：監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果可與事先預(yù)設(shè)設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)相比較，并對(duì)預(yù)設(shè)計(jì)做出正確評(píng)價(jià)，如監(jiān)控量測(cè)結(jié)果與原設(shè)計(jì)有較大出入，有必要對(duì)支護(hù)作加強(qiáng)和減弱的修正，使邊坡的設(shè)計(jì)和施工納入動(dòng)態(tài)的科學(xué)管理中?；诖?，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)邊坡工程施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的探究，希望可以為相關(guān)行業(yè)提供一定的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：邊坡工程；監(jiān)控量測(cè)；建筑物

對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、邊坡以及周邊建筑物的安全穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，以確保施工運(yùn)行安全，預(yù)防避免各種失穩(wěn)安全事故，或力爭(zhēng)將可能發(fā)生事故的損失降低到最小限度。依據(jù)監(jiān)測(cè)資料的整理分析，反饋指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工方案的修改和優(yōu)化。校驗(yàn)設(shè)計(jì)理論、物理力學(xué)模型和分析方法，為改進(jìn)巖土工程的設(shè)計(jì)施工方法和運(yùn)行管理提供科學(xué)依據(jù)。為了達(dá)到以上的監(jiān)控量測(cè)目的，監(jiān)控量測(cè)工作將貫穿于邊坡施工的全過(guò)程。

1工程概況

工程位于重慶市南岸區(qū)南濱路與江南大道交界處，黃葛渡立交橋東南側(cè)南坪組團(tuán)D分區(qū)“D4-7-01/02E14-1/02、D4-7-02/02”號(hào)宗地。

2監(jiān)測(cè)技術(shù)方法

2.1坡頂水平位移監(jiān)測(cè)

A.監(jiān)測(cè)儀器及精度

水平位移采用日本TOPCON的DS-101AC全站儀測(cè)量，測(cè)距精度為0.5mm，測(cè)角精度為1′′。

B.監(jiān)測(cè)實(shí)施方法

水平位移監(jiān)測(cè)采用全站儀測(cè)小角法實(shí)施，測(cè)量原理如圖1所示。

圖1測(cè)小角法

如需觀測(cè)某特定方向上的水平位移PP′，在距離監(jiān)測(cè)區(qū)域一定距離以外要選定工作基點(diǎn)A，水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)盡量與工作基點(diǎn)在一條直線上。在一定遠(yuǎn)處（施工影響范圍之外）選定一個(gè)控制點(diǎn)B，作為零方向。在B點(diǎn)安置反光片或者沉降釘，用測(cè)回法觀測(cè)水平角∠BAP，測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)連線與零方向之間的角度變化值，根據(jù)公式（1）計(jì)算得出水平位移量。

（1）

式中D為監(jiān)測(cè)點(diǎn)P至工作基點(diǎn)A的水平距離。

2.2坡頂?shù)乇沓两当O(jiān)測(cè)

A.量測(cè)目的

判斷地表下沉的范圍以及下沉量的大小，推測(cè)地表下沉量隨工作面推進(jìn)的變化規(guī)律，確定地表下沉穩(wěn)定時(shí)間。

B.量測(cè)設(shè)備

地表豎向位移測(cè)量采用DSZ2精密水準(zhǔn)儀，儀器安平精度±0.3"，圓水泡精度8′/2mm，度盤(pán)分度值1o，每公里往返測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差1.0mm，按國(guó)家二等水準(zhǔn)要求觀測(cè)。以附合或閉合路線在水準(zhǔn)路線上聯(lián)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以水準(zhǔn)控制點(diǎn)為基準(zhǔn)，測(cè)算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。同一測(cè)點(diǎn)相鄰兩次標(biāo)高差即為本次該測(cè)點(diǎn)沉降量，第一次沉降量累加至本次沉降量即為該測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量。計(jì)算公式如下：

（2）

式中：dhi-本次沉降量；hi-本次高差；hi-1-上次高差；Dh-本次累計(jì)沉降量。

C.監(jiān)控測(cè)點(diǎn)布置

監(jiān)測(cè)范圍在基坑開(kāi)挖影響范圍以外。地表下沉量測(cè)在開(kāi)挖工作面前方，測(cè)點(diǎn)一般采用預(yù)埋鋼筋或水泥釘。

2.3錨索軸力監(jiān)測(cè)

錨索軸力采用專用軸力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量?jī)x器采用ZX-16測(cè)頻儀，測(cè)量范圍：頻率700～5500Hz。錨索施工完成后對(duì)專用軸力計(jì)進(jìn)行檢查測(cè)試，并取下一層土方開(kāi)挖前連續(xù)2d獲得的穩(wěn)定測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值作為其初始值。此次每斷面取2個(gè)錨索測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.4樁體側(cè)向變形

樁體側(cè)向變形監(jiān)測(cè)采用CX-3C系列測(cè)斜儀。將測(cè)斜管綁扎到鋼筋籠上面，整體埋在樁內(nèi)，當(dāng)樁體產(chǎn)生形變時(shí)，測(cè)斜槽管隨之變形，測(cè)斜探頭上滑輪順槽而下逐點(diǎn)測(cè)試，從而可精確測(cè)出水平位移量ΔX，Y。根據(jù)ΔX，Y的值大小，作出預(yù)報(bào)，指導(dǎo)施工。

CX-3C系列測(cè)斜儀基本參數(shù)：1）探頭尺寸：CX-3C：長(zhǎng)780mm、直徑φ28mm，導(dǎo)輪間距：500mm；2）測(cè)量精度：±0.01mm/500mm，分辨率±2秒；系統(tǒng)精度：±2mm/30m；數(shù)字量顯示：4.5位；記錄方式：自動(dòng)采集；3）角度測(cè)量范圍：0°～±15°；4）測(cè)試深度300m；水壓3Mp；5）工作電壓：內(nèi)置可充鋰電池組+7.2V；6）工作溫度：-10℃～+60℃；7）抗震性50000g。

2.5建筑物傾斜監(jiān)測(cè)

1）測(cè)點(diǎn)布置

建筑傾斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)符合下列要求：

（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜布置在建筑角點(diǎn)、變形縫兩側(cè)的承重柱或墻上；

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿主體頂部、底部上下對(duì)應(yīng)布設(shè)，上、下監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在同一豎直線上。

2）監(jiān)測(cè)儀器及精度

采用全站儀測(cè)量，監(jiān)測(cè)精度為1.0”。

4）監(jiān)測(cè)頻率

傾斜觀測(cè)的周期應(yīng)能反映出建筑物沉降變形規(guī)律，建（構(gòu)）筑物的傾斜觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，施工期間一般按每天1次、非施工期間每三天1次確定觀測(cè)周期，觀測(cè)周期具體應(yīng)視施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。

3監(jiān)控量測(cè)信息反饋

（1）監(jiān)控量測(cè)資料的分析處理是信息反饋的基本工作。首先應(yīng)對(duì)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。在現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，觀測(cè)后應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)計(jì)算、校核，如有異?，F(xiàn)象，必須重新觀測(cè)、校核，直至取得可靠數(shù)據(jù)。

（2）根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)繪制位移—時(shí)間曲線散點(diǎn)圖，根據(jù)散點(diǎn)圖的分布情況，選擇合適的函數(shù)進(jìn)行回歸分析，對(duì)最大值（最終值）進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與控制基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，結(jié)合實(shí)際情況分析結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。

（3）監(jiān)控測(cè)量信息反饋應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)工程安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)工程對(duì)策和建議，每月的25號(hào)報(bào)送當(dāng)月月報(bào)。

（4）監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和階段性分析：

階段分析：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，根據(jù)大量的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)及相關(guān)資料進(jìn)行綜合分析，指導(dǎo)后續(xù)的施工以及監(jiān)測(cè)工作。

4安全保障及環(huán)保措施

本工程施工過(guò)程中需采取以下安全保障措施：

1）進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員必須參加安全教育培訓(xùn)。未經(jīng)培訓(xùn)者，不得上崗作業(yè)。

2）作業(yè)人員服從項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)察人員的指揮，工作時(shí)思想集中，堅(jiān)守工作崗位，嚴(yán)禁酒后作業(yè)。

3）在社會(huì)道路上作業(yè)時(shí)必須遵守交通規(guī)則，并據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取防護(hù)、警示措施，避讓車輛，必要時(shí)設(shè)專人監(jiān)護(hù)。

4）進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員必須戴好安全帽、系好安全帶，按照作業(yè)要求正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品，著裝要整齊；高處作業(yè)不得穿硬鞋和帶釘易滑的鞋，不得向下投擲物體；嚴(yán)禁穿拖鞋、短褲及寬松衣物進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

5）施工現(xiàn)場(chǎng)不得隨意攀登腳手架、井字架、外用電梯等施工設(shè)備。

6）施工現(xiàn)場(chǎng)的各種安全設(shè)施、設(shè)備和警告、安全標(biāo)志未經(jīng)施工方同意不得任意拆除和挪動(dòng)。確因測(cè)量通視要求等需要拆除安全網(wǎng)等安全設(shè)施的，要事先與項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和安全監(jiān)管部門(mén)或人員協(xié)商，并及時(shí)予以恢復(fù)。

7）機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不得在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)作業(yè)。

8）注意環(huán)境保護(hù)，保證文明測(cè)量。

5監(jiān)測(cè)應(yīng)急預(yù)案

5.1異常情況下的加強(qiáng)監(jiān)測(cè)

工程施工過(guò)程中，可能出現(xiàn)一些異常情況，應(yīng)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。

（1）雨季：加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及邊坡安全監(jiān)測(cè)和巡視，必要時(shí)增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（2）地面裂縫：加強(qiáng)對(duì)裂縫處沉降監(jiān)測(cè)、裂縫附近圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)和巡視。

（3）周邊建（構(gòu)）筑物：當(dāng)出現(xiàn)變形異常時(shí)應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)單位，并加密監(jiān)測(cè)頻率，或者增加其他監(jiān)測(cè)手段。

（4）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)持續(xù)報(bào)警：加密監(jiān)測(cè)頻率，出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)通知相關(guān)單位。

（5）若邊坡發(fā)現(xiàn)異常情況，項(xiàng)目部全體監(jiān)測(cè)人員應(yīng)立即開(kāi)始24小時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)；

（6）監(jiān)測(cè)結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)口頭向相關(guān)部門(mén)作出匯報(bào)，并會(huì)同相關(guān)部門(mén)一起對(duì)事故進(jìn)行分析和處理；之后要增加書(shū)面的報(bào)告或通知。

（7）增加監(jiān)測(cè)人員、增加監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)該工點(diǎn)及周邊環(huán)境進(jìn)行全面排查；

（8）配備足夠的夜間照明設(shè)備，保證晝夜連續(xù)觀測(cè)；

（9）盡可能采用直觀、可靠的監(jiān)測(cè)方法和手段，確保及時(shí)、快速地監(jiān)測(cè)基坑的變化情況；

（10）建立快速反映機(jī)制，監(jiān)測(cè)成果立即上報(bào)，并配合相關(guān)部門(mén)和工程技術(shù)人員共同作出分析和預(yù)測(cè)；

（11）根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)邊坡的變化趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)；

（12）配合相關(guān)部門(mén)對(duì)事故進(jìn)行分析和處理。

5.2監(jiān)測(cè)設(shè)施的保護(hù)及補(bǔ)救措施

（一）測(cè)點(diǎn)保護(hù)措施

設(shè)備安裝完畢后做好標(biāo)記，并加強(qiáng)測(cè)點(diǎn)保護(hù)，提高測(cè)點(diǎn)的成活率。

（1）各類沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，布設(shè)時(shí)要牢靠，位于行車通道等易受外界因素干擾的測(cè)點(diǎn)在具備條件的情況下需采取窨井保護(hù)措施。

（2）各類受力監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)線為保護(hù)重點(diǎn)，依現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)分布情況，就近貼墻，固定在地面圍欄上，線頭處標(biāo)明測(cè)點(diǎn)編號(hào)。

（3）各類孔式監(jiān)測(cè)點(diǎn)孔口加蓋或包扎，以防雜物落入；坑外水位觀測(cè)孔孔口采取窨井保護(hù)措施；坑底回彈監(jiān)測(cè)孔在挖土過(guò)程中極易被破壞，應(yīng)在管口插設(shè)小紅旗并與總包進(jìn)行溝通交底，請(qǐng)求協(xié)助保護(hù)。

（4）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員每日進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

（5）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)完成之后應(yīng)立即聯(lián)系第三方監(jiān)測(cè)單位負(fù)責(zé)人及監(jiān)理單位，及時(shí)對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收，后期如發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)破壞，應(yīng)由施工單位負(fù)責(zé)測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)設(shè)工作，監(jiān)測(cè)單位不再進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的補(bǔ)設(shè)。

（二）測(cè)點(diǎn)補(bǔ)救措施

（1）各類沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)由于施工機(jī)械破壞，應(yīng)及時(shí)重新布設(shè)并取得初始值，新設(shè)點(diǎn)的變形量在破壞前累計(jì)的基礎(chǔ)上繼續(xù)累加，確保測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

（2）各類受力監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)線被破壞后，應(yīng)及時(shí)重新連接數(shù)據(jù)線，對(duì)受損嚴(yán)重的數(shù)據(jù)線考慮更換數(shù)據(jù)線。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)邊坡工程進(jìn)行施工的過(guò)程中，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，既能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)，又能夠提升穩(wěn)定性，還能夠保證施工方法有效進(jìn)行調(diào)整，具有重要價(jià)值，通過(guò)上面的分析與論述，希望可以為邊坡工程施工人員提供一定的參考。

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（作者單位：中建八局第三建設(shè)有限公司）