深基坑樁體水平位移監(jiān)測方法及數(shù)據(jù)處理

徐冰

（中鐵二十二局集團(tuán)軌道工程有限公司，北京 100000）

1 概述

基坑監(jiān)測以“防變形、防沉降、防垮塌、保安全”為工作重點(diǎn)，按照“方案優(yōu)化、組織合理、動態(tài)監(jiān)控、分析比較、及時反饋、定期總結(jié)”的指導(dǎo)思想進(jìn)行編制；基坑監(jiān)測方法的選擇方面嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，并結(jié)合現(xiàn)場施工進(jìn)展情況，進(jìn)行全方位、全過程的監(jiān)控量測，通過及時反饋監(jiān)測信息來指導(dǎo)現(xiàn)場施工，做到信息化施工，確保施工過程不對周邊建筑物及管線產(chǎn)生破壞，確保鄰近既有結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)安全。深基坑的監(jiān)測項(xiàng)目通常包括基坑附近地表豎直沉降，基坑水位監(jiān)測，圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測及豎向位移監(jiān)測，支撐軸力監(jiān)測，圍護(hù)樁體水平位移監(jiān)測，基坑周邊重要建筑物及管線監(jiān)測等，每個監(jiān)測項(xiàng)目均有其各自的特點(diǎn)和意義，如果深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形出現(xiàn)預(yù)警，通常情況下需要結(jié)合各個監(jiān)測項(xiàng)目的數(shù)據(jù)來綜合分析判斷，而其中樁體水平位移監(jiān)測則是直接反應(yīng)整個圍護(hù)樁向基坑內(nèi)或基坑外的變形數(shù)據(jù)，通常來說往往最靈敏、最直觀。因此做好深基坑的樁體水平位移監(jiān)測工作與數(shù)據(jù)分析具有重要的意義，能及時制定針對性措施，為施工提供可靠的參考。

2 工程概況

蘭州軌道交通東方紅廣場項(xiàng)目，基坑總面積約2.5萬m2（其中A區(qū)約為13976m2，C區(qū)約為5450m2），開挖深度14.2m，基坑自身風(fēng)險(xiǎn)等級為二級。01標(biāo)段工程北鄰地鐵1號線東方紅廣場站，南側(cè)緊貼東方紅地下商業(yè)城（已建地下一層）及B、C區(qū)基坑，西側(cè)為蘭州體育館，東側(cè)為國芳百貨（地下1層，地上8層）及國芳百貨大廈（地下1層，地上42層）。01標(biāo)西側(cè)基坑范圍有一條南北走向DN400自來水管橫穿基坑，東端頭基坑范圍內(nèi)有一條國芳百貨東西走向DN200的消防水管在基坑內(nèi)，有一定風(fēng)險(xiǎn)，周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級為二級，本基坑監(jiān)測等級為二級。場地地下水屬于潛水，場地內(nèi)主要含水層為卵石層和強(qiáng)風(fēng)化砂巖層，場地地下水受大氣降水補(bǔ)給。根據(jù)勘察報(bào)告，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)及施工時水位按歷史正常水位3.60～5.00m考慮，高程1512.0～1513.14m。基坑開挖后，由于上覆土挖除，自重壓力減小，原閉合狀態(tài)的裂隙和風(fēng)化裂隙存在一定的張開，呈現(xiàn)導(dǎo)水性，滲入的地下水浸濕基巖加劇基巖的裂隙風(fēng)化，砂巖的軟化、崩解，造成砂巖具有一定保水性和透水性，擬建場地地下水與黃河水有水力聯(lián)系，隨季節(jié)不同而互為補(bǔ)給，地下水位隨季節(jié)而變化，受周圍施工降水影響較大。

3 樁體水平位移測點(diǎn)埋設(shè)

3.1 測點(diǎn)埋設(shè)原則

3.2 測點(diǎn)埋設(shè)及技術(shù)要求

測斜管連接及安裝：測斜管的長度應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)長度來確定，測斜管埋設(shè)采用綁扎埋設(shè)，結(jié)合本工程圍護(hù)樁施工工藝，本標(biāo)段測斜管擬采用常規(guī)PVC測斜管，測斜管連接時接頭的密封工作是關(guān)鍵，為了最大限度地防止灌樁時水泥漿流入管內(nèi)，宜先在單節(jié)管段的接頭處刷涂玻璃膠或者密封膠，然后將接頭安裝到管上，用專用螺絲固定好接頭后最好再刷一遍密封膠在接縫處，最后用寬透明膠帶將整個接頭纏繞密封。接下來用鐵絲將測斜管綁扎固定到鋼筋籠上，管綁扎時應(yīng)調(diào)正方向，使管內(nèi)的一對測槽垂直于測量面（即平行于位移方向，見圖1）；要保證管道順直，不能扭曲歪斜。將鋼筋籠吊起下入鉆孔的過程中，必須保證鋼筋籠不能過度彎曲，否則可能會造成測斜管的彎折，因此非?？简?yàn)吊車司機(jī)的水平。

圖1 測斜管與基坑位置關(guān)系

本工程采用圍護(hù)樁施工工藝，連接并安裝到鋼筋籠上的測斜管見圖2。計(jì)劃埋設(shè)測斜管頂部高出樁頂1.3m，且在高出樁頂1m范圍內(nèi)外套100mm鋼管加以保護(hù)，確保在鑿出樁頭及冠梁施工過程中測斜管不被破壞。

圖2 測斜管綁扎

4 觀測方法及數(shù)據(jù)采集

4.1 觀測儀器及方法

監(jiān)測儀器可采用市場上具備產(chǎn)品三證的測斜儀，監(jiān)測精度要求達(dá)到0.02mm/0.5m。觀測方法如下：

（1）用模擬測頭檢查測斜管導(dǎo)槽。

（2）使測斜儀測讀器處于工作狀態(tài)，將測頭導(dǎo)輪插入測斜管導(dǎo)槽內(nèi)，緩慢地下放至管底，然后由管底自下而上沿導(dǎo)槽全長每隔0.5m讀一次數(shù)據(jù)，記錄測點(diǎn)深度和讀數(shù)。測量記錄完成后，將探頭方向轉(zhuǎn)動180°，再次插入導(dǎo)槽內(nèi)，再次測量，測點(diǎn)深度同第一次相同。

（3）每0.5m深度的正反測值的絕對值應(yīng)相同，當(dāng)數(shù)據(jù)不合格時應(yīng)重測。

4.2 觀測方法及數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求

4.2.1 初始值測定

測斜管的初始值測定應(yīng)在正式監(jiān)測前一周內(nèi)完成，在2～3d內(nèi)對同一測點(diǎn)進(jìn)行3次重復(fù)測量，若3次測量的數(shù)值很接近，證明測點(diǎn)完好，管內(nèi)卡槽銜接完好，沒有損壞，然后以3次測量的平均值作為初始值。

4.2.2 觀測技術(shù)要求

1、經(jīng)營性收入也稱農(nóng)業(yè)收入，主要源自種、養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)、加工和銷售收入，占比分別為63.11%、63.54%、54.31%；

探頭放入管底后應(yīng)等待3～5min，以便探頭適應(yīng)管內(nèi)水溫。觀測時每0.5m一定要卡在測斜管口相同的位置，這是測斜監(jiān)測中保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的最關(guān)鍵步驟，每次記錄數(shù)據(jù)要等數(shù)值穩(wěn)定才能按下記錄按鍵，確保讀數(shù)準(zhǔn)確性。

5 數(shù)據(jù)處理及分析

5.1 測斜儀的原理（見圖3）

如圖3所示，測斜儀按0.5m點(diǎn)距由下往上依次進(jìn)行讀數(shù)，即將測斜管分成了n個測段，每個測段的長度li=500mm，在某一深度位置上所測得的兩對導(dǎo)輪（500mm）之間的傾角θi，通過計(jì)算可得到這一區(qū)段的變位△i。計(jì)算公式為：△i=lisinθi。

圖3 測斜儀原理

某一深度的水平變位值δi可通過區(qū)段變位△i的累計(jì)得出，即：δi=Σ△i＝Σlisinθi。

則在進(jìn)行第j次測量時，所得的某一深度上相對前一次（j-1）測量時的位移值△xi即為

5.2 數(shù)據(jù)分析

計(jì)算時通常以管底為基準(zhǔn)點(diǎn)，由下而上累計(jì)計(jì)算某一深度的變位值δi，直至管頂，計(jì)算變位值δi總以向基坑側(cè)變位為正，反之為負(fù)。將在支護(hù)結(jié)構(gòu)中同一測斜管的不同深度處所測得的變位值δi，每一個點(diǎn)在坐標(biāo)軸上連接起來，便可繪制出樁體的水平變位隨著深度變化的曲線，數(shù)據(jù)處理往往由測斜儀的數(shù)據(jù)處理軟件完成，以蘭州東方紅廣場01標(biāo)段基坑1號測斜孔為例，整理后的數(shù)據(jù)處理報(bào)表見表1。

表1 整理后的某次數(shù)據(jù)報(bào)表

從整理以后的報(bào)表可以詳細(xì)看到圍護(hù)樁從基坑底到冠梁變形數(shù)據(jù)，在基坑監(jiān)測中，樁體水平位移測點(diǎn)通常與支撐軸力位于同一斷面上，而圍護(hù)樁向基坑內(nèi)的傾斜變化通常會引起支撐軸力的變化，因此樁體水平位移的數(shù)據(jù)變化往往與支撐軸力變化緊密相關(guān)，日常監(jiān)測中，往往將其兩項(xiàng)放在一起進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合分析，來判斷基坑的安全情況。

6 結(jié)語

本文從深基坑監(jiān)測中樁體水平位移監(jiān)測的測點(diǎn)布設(shè)，觀測方法，數(shù)據(jù)處理分析等方面簡單闡述樁體水平位移在深基坑監(jiān)測中的重要作用，由于樁體水平位移數(shù)據(jù)的直觀性，因此做好測斜點(diǎn)位的埋設(shè)，嚴(yán)格按照規(guī)定的方法監(jiān)測，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性，對深基坑的安全有著重要的意義。