工程測量中深基坑變形觀測方法研究

苗小芒

鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 新鄭 451100

1 深基坑施工觀測的特點(diǎn)

相比其它工程測量工作，深基坑施工觀測主要體現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：

首先，時(shí)效性。普通的工程測量工作往往不會特別限定時(shí)間，根據(jù)工期定即可，但是基坑監(jiān)測則體現(xiàn)出顯著的時(shí)效性。深基坑的變形是動(dòng)態(tài)的、每時(shí)每刻都有可能發(fā)生的，只有對變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測才能獲得更加準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，因此深基坑施工監(jiān)測過程中采用的設(shè)備必須具備迅速采集數(shù)據(jù)的能力，特別是建筑工程施工環(huán)境惡劣，對監(jiān)測設(shè)備的性能要求也比較高。其次，精度高。建筑施工普通工程測量的誤差精度要求通常為毫米級，而基坑變形觀測對精度的要求更高，因?yàn)榛幼冃问侨庋酆茈y見到的，但是微小的變形都有可能影響到工程安全，因此要應(yīng)用更加精確的儀器進(jìn)行監(jiān)測，縮小測量數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)之間的誤差。最后，等精度?；邮┕y量基坑邊壁變形時(shí)只需要知道相對位置移動(dòng)的數(shù)值即可，這一測量數(shù)據(jù)不是絕對的，而是相對的變化值，所以基坑施工監(jiān)測時(shí)只需保持測量位置一致也能夠得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果，因此基坑變形監(jiān)測具有等精度的特點(diǎn)［1］。

2 基坑變形觀測的內(nèi)容

建筑工程施工過程中，基坑開挖會影響到周圍地層結(jié)構(gòu)，改變地層水平方向或垂直方向上的土體原始應(yīng)力，水平方向上的土層受到坑內(nèi)外部土壓力的影響，圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，加大了地表沉降；垂直方向的土層存在高差，地面超載作用于土層會導(dǎo)致坑底出現(xiàn)隆起問題，由此可見，坑底土體隆起、圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移是導(dǎo)致基坑發(fā)生位移變形的重要原因。鑒于上述原因，基坑變形觀測的主要內(nèi)容具體如下：

（1）加固結(jié)構(gòu)水平位移的監(jiān)測：該項(xiàng)內(nèi)容的監(jiān)測需要科學(xué)確定全站儀的觀測位置，由于測量過程較為復(fù)雜，需要利用高質(zhì)量的儀器進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的過程也需要專業(yè)人員全程參與其中。監(jiān)測時(shí)在水平位置至少設(shè)置三個(gè)以上的平面進(jìn)行監(jiān)測。在確定好平面測試點(diǎn)的位置之后，要測量每個(gè)點(diǎn)之間的距離，做好水平距離的測量。（2）周邊環(huán)境垂直位移的監(jiān)測：測試垂直位移同樣要采用精準(zhǔn)、科學(xué)的儀器進(jìn)行監(jiān)測，精準(zhǔn)的儀器不僅能夠進(jìn)行自動(dòng)化的測量而且準(zhǔn)確性高，其包括自動(dòng)調(diào)平裝置、光學(xué)機(jī)械及電子設(shè)備。（3）加固結(jié)構(gòu)深層側(cè)向變形監(jiān)測：深層土體水平位移、垂直位移等數(shù)據(jù)采用測斜儀進(jìn)行測量，基坑施工前，在鋼筋結(jié)構(gòu)或土體中埋置測斜管，兩對導(dǎo)槽及基坑邊緣保持垂直可以完成加固結(jié)構(gòu)深層側(cè)向變形的監(jiān)測。（4）加固結(jié)構(gòu)錨索內(nèi)力監(jiān)測：加固結(jié)構(gòu)錨索內(nèi)力監(jiān)測主要采用震動(dòng)線式錨索測力計(jì)進(jìn)行測量，鋼筋中錨索內(nèi)力會直接影響到鋼筋樁的受力，且會作用于樁后土體位移。加固結(jié)構(gòu)中負(fù)載會對振動(dòng)線式錨索測量計(jì)內(nèi)部產(chǎn)生變形，當(dāng)內(nèi)部產(chǎn)生變形之后就會使得儀器中振動(dòng)弦的壓力同時(shí)發(fā)生變化，從而完成加固結(jié)構(gòu)錨索內(nèi)力的監(jiān)測。（5）地下水位監(jiān)測：應(yīng)用鋼尺水位計(jì)監(jiān)測地下水位，監(jiān)測時(shí)需要在監(jiān)測位置地下水位三米以下埋設(shè)有進(jìn)水孔的水位管，水位管中放置測頭，測頭接觸水面讀取數(shù)值，測量地下水與管口的距離［2］。

3 工程測量中深基坑變形觀測方法

3.1 深層沉降儀的應(yīng)用

深層沉降觀測包括兩大部分，即井口標(biāo)高觀測及場地土深層沉降觀測。深測量基礎(chǔ)沉降深基坑施工過程中不同深度、水表、儀器、層析的起義與礦床與探針和探頭的磁性材料，具有高靈敏度和刻度尺、鉆井深度跟進(jìn)磁性材料一起進(jìn)行測量，在檢測過程中沉降的儀器會發(fā)出警示，表明此時(shí)的高度能夠測量出磁性圓環(huán)的位置，正值導(dǎo)線測量得出的高度在駕駛室中磁性戒指，對比分析測量結(jié)果的施工階段，是否沉淀層或隆起。

在實(shí)際的監(jiān)測工程中首先要安裝磁性沉降標(biāo)。在測量現(xiàn)場避開墻柱軸線的預(yù)定位置用鉆機(jī)鉆孔，具體布設(shè)孔位時(shí)，要考慮上部結(jié)構(gòu)重量分布、結(jié)構(gòu)形式、土壓力影響深度等影響因素，根據(jù)不同的觀測目的確定孔的尺寸和孔內(nèi)沉積梯的位置。磁探頭安裝在位于PVC 塑膠導(dǎo)管的第一環(huán)磁導(dǎo)管，需要在屋頂上鉆洞，然后打開磁環(huán)的卡爪之后，保證一次性材料的磁性能夠得到有效的發(fā)揮，在安裝一次性材料和磁環(huán)的過程中要格外注意，因?yàn)橐淮涡缘牟牧嫌捎诎惭b不當(dāng)，是無法繼續(xù)使用的，會耗費(fèi)大量的材料成本。安裝時(shí)確保磁環(huán)在放大導(dǎo)管上依次循環(huán)，在定位后的預(yù)定深度打開爪。將探頭導(dǎo)管固定后，用砂填實(shí)導(dǎo)管與鉆孔之間的縫隙；制作鋼筋混凝土孔口保護(hù)圈固定孔口。要謹(jǐn)慎選擇測量的位置，測量的位置不能夠隨意選擇，需要根據(jù)測量的需求，以及需要測量地點(diǎn)的實(shí)際情況，充分考慮測量地點(diǎn)的土壤結(jié)構(gòu)和地面分布物體等等?？卓跇?biāo)高測量三次取平均值，測量各磁性圓環(huán)標(biāo)高三次取平均值。測量磁性沉降標(biāo)時(shí)要保護(hù)好孔口，孔位做統(tǒng)一編號，些編號直接對應(yīng)測量結(jié)果，深層沉降標(biāo)孔口要做好醒目標(biāo)志。在測量的過程中要根據(jù)測量的結(jié)果對測量地點(diǎn)和測量方法及時(shí)進(jìn)行修正，保證孔口標(biāo)高的位置保持穩(wěn)定，并且根據(jù)孔口標(biāo)高的位置對磁性環(huán)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，在結(jié)果有較大差異的情況下，還需要進(jìn)行多次調(diào)整和監(jiān)測，直到測試出準(zhǔn)確的結(jié)果。

3.2 測斜儀的應(yīng)用

測斜儀主要的作用是測量土層的傾斜度，以便施工時(shí)根據(jù)測量結(jié)果優(yōu)化施工方案，保證施工的安全性及可靠性。應(yīng)用測斜儀時(shí)，同樣要合理確定測斜管的埋設(shè)位置，布設(shè)測斜管埋設(shè)鉆孔時(shí)，要測算出測斜管的鉆孔深度。與深層深降儀一樣，測斜管的埋設(shè)同樣需要導(dǎo)管，只是測斜管的導(dǎo)管底部設(shè)有底蓋，以保證測斜管良好固定。測斜管固定完畢后徹底清潔導(dǎo)管內(nèi)部，以保證導(dǎo)管內(nèi)部的潔凈度、通暢性，從而保證探頭能夠安全通過測斜管。裝好探頭后再將測斜管的另一頭管口保護(hù)好，避免測斜儀在工作時(shí)受到外界干擾，影響觀測數(shù)據(jù)的真實(shí)性與有效性。測斜儀具體測量時(shí)先連接測讀儀與探頭，注意操作規(guī)范，并做好檢測，保證變形觀測的工作效率及數(shù)據(jù)質(zhì)量。在測斜管插入探頭時(shí)，不要完全插入，也不要碰觸到管道的周邊，防止斜側(cè)儀內(nèi)部的損壞，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)的誤差。當(dāng)在第一次測量完成后探頭旋轉(zhuǎn)180 度插入同一對導(dǎo)槽中，再重復(fù)上述步驟，注意檢測時(shí)檢測點(diǎn)要與上述測量檢測點(diǎn)處于同一個(gè)位置。與深層沉降儀觀測方法相同，測量初始位置時(shí)至少要測量三次或以上，最后取平均值，平均值可以減少施工誤差，將土層的實(shí)際情況更準(zhǔn)確的反映出來，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與有效性。此外，測斜儀是直接連接計(jì)算機(jī)的，在測量獲得變形觀測數(shù)據(jù)后可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸至計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用專業(yè)軟件進(jìn)行分析，大大保證了測量數(shù)據(jù)分析的實(shí)時(shí)性、高效性。

4 結(jié)語

總之，深基坑變形觀測是工程測量中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)槔碚撚?jì)算結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)較大差異，且地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工環(huán)境、降水不到位等均會對深基坑工程施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，測量深基坑變形情況是了解這些因素的重要手段。實(shí)際施工過程中，施工技術(shù)人員要對加固結(jié)構(gòu)水平位移、周邊環(huán)境垂直位移、加固結(jié)構(gòu)深層側(cè)向變形、加固結(jié)構(gòu)錨索內(nèi)力、地下水位等數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測，規(guī)范操作深層沉降儀及測斜儀，按照施工標(biāo)準(zhǔn)對各變形數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，為優(yōu)化施工方案提供有效參考，保證施工的安全性。