巖土深基坑工程監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備的具體應(yīng)用

于可鑫

摘要：深基坑施工常伴有諸多安全隱患，做好監(jiān)測工作是推動工程順利開展的關(guān)鍵。對此，應(yīng)根據(jù)巖土深基坑工程特點選擇相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)和自動化監(jiān)測設(shè)備，從各項細(xì)節(jié)切入，全面掌握施工情況，以所得結(jié)果為依據(jù)采取有效的控制措施。

關(guān)鍵詞：巖土深基坑工程;監(jiān)測技術(shù);設(shè)備具體應(yīng)用

1導(dǎo)言

在巖土工程施工的過程中，需采取有效的深基坑防護(hù)措施，包括基坑支護(hù)、基坑圍護(hù)等措施。在防護(hù)施工的同時，需做好基坑監(jiān)測工作，并全面掌握施工的情況，確保施工的安全有效。鑒于此，文章針對巖土深基坑工程監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，以供參考。

2監(jiān)測技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用優(yōu)勢

深基坑施工的復(fù)雜度較高，為給施工作業(yè)創(chuàng)造良好的條件，必須加強對基坑的檢查，掌握其在安全性、質(zhì)量等方面的具體表現(xiàn)，而此項工作指的正是基坑監(jiān)測。既有的理論和經(jīng)驗雖然具有指導(dǎo)意義，但各深基坑工程都有其獨特之處，若照搬照抄老一套的模式會出現(xiàn)適用性不足的問題。所得監(jiān)測結(jié)果易偏離實際情況。在較復(fù)雜的工程項目中，需要以現(xiàn)場實際情況為立足點，合理選擇監(jiān)測技術(shù)及相應(yīng)的設(shè)備，從而推動監(jiān)測工作順利開展。對此，需明確深基坑的建設(shè)要求，以此為導(dǎo)向編制科學(xué)的施工方案;實際施工中加強現(xiàn)場監(jiān)測，及時掌握現(xiàn)場情況，盡可能降低對施工作業(yè)造成的不良影響;充分發(fā)揮現(xiàn)場檢測手段的作用，創(chuàng)建高效的危險警報系統(tǒng)，經(jīng)過分析后對現(xiàn)場危險等級作出評估，再采取相適應(yīng)的保護(hù)措施，最大限度減少安全隱患。

3巖土深基坑工程監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備的具體應(yīng)用

3.1基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)力監(jiān)測

內(nèi)力監(jiān)測。此項監(jiān)測工作的覆蓋對象包含支護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)兩部分，以便掌握構(gòu)件受力鋼筋的應(yīng)力情況，評價支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)部受力特點;土壓力監(jiān)測。以土壓力計為主要裝置，將其埋設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的迎土面，利用該裝置展開監(jiān)測工作?；炷翝仓陂g易出現(xiàn)土壓力計被材料包裹的情況，導(dǎo)致裝置難以正常使用。對此，需在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外面鉆孔，再于該處設(shè)置土壓力計;孔隙水壓力的監(jiān)測。通過科學(xué)的手段掌握孔隙的水壓力情況，所得結(jié)果可有效反映深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實際狀況，分析壓力在各階段的實際表現(xiàn)，做出是否會發(fā)生沉降的判斷，同時也可實現(xiàn)對不良地質(zhì)的控制，從源頭上減小不良因素的影響，以免因地表隆起而發(fā)生結(jié)構(gòu)變形等問題;坑內(nèi)土層的監(jiān)測。伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，期間產(chǎn)生的擾動性影響逐步加劇，易對基坑底部的土層結(jié)構(gòu)造成影響，因此需要做好對坑內(nèi)土層的監(jiān)測工作，具體包含坑底和內(nèi)部監(jiān)測兩方面。經(jīng)過監(jiān)測后分析基坑底部土層的實際狀況，如是否發(fā)生隆起等。

3.2深基坑監(jiān)測點施工方法

根據(jù)基坑特性和監(jiān)測對象合理布置監(jiān)測點，選擇合適的施工方案。針對圍護(hù)墻體水平、墻頂位移的測量，一般沿基坑四周設(shè)置一排測斜監(jiān)測孔，基坑中部或其他受力集中區(qū)應(yīng)加密監(jiān)測孔，水平變形監(jiān)測以墻頂水平線為不動點觀測，測量各墻頂測量點絕對位移反映墻體水平變形情況，墻頂位移監(jiān)測點應(yīng)與墻體水平測斜孔位置相對應(yīng)，即沿圍護(hù)頂梁與墻體測斜孔相對布設(shè)監(jiān)測點。支撐軸力監(jiān)測是監(jiān)控基坑支撐內(nèi)力狀況，保障支護(hù)體系整體安全的重要監(jiān)測內(nèi)容。在支撐體系內(nèi)設(shè)根據(jù)斷面結(jié)構(gòu)分組設(shè)置應(yīng)力計，如在鋼管支撐結(jié)構(gòu)中布設(shè)監(jiān)測結(jié)構(gòu)軸力的鋼弦式軸力計，為防止軸力計出現(xiàn)偏移等問題，應(yīng)通過圍焊剛托架等手段使其維持穩(wěn)定。立柱隆沉監(jiān)測在支撐柱上布置一定數(shù)量監(jiān)測點，通過相對標(biāo)高測量等數(shù)據(jù)了解其沉降情況和撓度變化?？油獾叵滤槐O(jiān)測常采用鉆孔埋設(shè)監(jiān)測點的方式，常用地表樁沿基坑周圍布置監(jiān)測點以監(jiān)測坑外地表沉降。直接監(jiān)測相關(guān)管線及其周圍壓力等數(shù)值變化以實現(xiàn)管道沉降監(jiān)測。建筑物沉降監(jiān)測一般在相關(guān)建筑外墻、立柱、門窗等部位設(shè)監(jiān)測點。

3.3測斜儀的應(yīng)用

測斜儀器的各組件應(yīng)按照圖紙配置到位，使探頭與測讀設(shè)備穩(wěn)定連接，從而形成可靠的數(shù)據(jù)采集與傳輸渠道。兩類裝置在連接時應(yīng)使用原裝的扳手輔助，保證螺絲和螺母處于擰緊的狀態(tài)，以免發(fā)生松脫現(xiàn)象。測斜儀應(yīng)具有良好的密封性，同時檢查內(nèi)部電源運行情況，保證外部因素不會對測斜儀各裝置的正常使用造成影響。需強調(diào)的是，若測斜設(shè)備因電壓異常下降而難以正常使用，此時應(yīng)暫停監(jiān)測作業(yè)，檢查具體問題并采取處理措施，無誤后再使電源恢復(fù)充電狀態(tài)。若測斜儀器異常而依然投入使用，極容易對內(nèi)部零部件造成損傷，后續(xù)監(jiān)測工作的效果將大打折扣，難以保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，必須及時發(fā)現(xiàn)問題并快速處理。

3.4水平位移監(jiān)測

3.4.1小角法

監(jiān)測采取小角法有利于計算，此方法更多運用在基坑形狀較為規(guī)整時的測量。同樣這一技術(shù)也存在局限：首先，借助的測量點數(shù)量角度;其次，需投入較高的監(jiān)測成本;最后，針對監(jiān)測場地提出了明確要求，場地須盡可能開闊，而且在基準(zhǔn)點與基坑之間需留出一定距離，防止由于基坑變形影響基準(zhǔn)線。

3.4.2交會監(jiān)測法

具體是指把兩個基準(zhǔn)點和變形監(jiān)測點組成三角形，然后對其邊角進(jìn)行測量，得到發(fā)生位移變形監(jiān)測點的實際變化值。該方法主要應(yīng)用在基坑形狀不規(guī)則時的監(jiān)測。交會檢測法也存在著不足：首先，如想對變形監(jiān)測點具體位移變化進(jìn)行精準(zhǔn)測量，則至少需對儀器進(jìn)行兩次安置，但是這樣會增加監(jiān)測次數(shù)，另外會導(dǎo)致測量失誤率明顯提高;其次，有關(guān)計算步驟較為煩瑣。應(yīng)了解每種監(jiān)測技術(shù)不只具備應(yīng)用優(yōu)勢，同樣也存在很多不足，所以在具體操作中，應(yīng)將基坑形狀與施工具體情況作為依據(jù)，針對性選取城市基坑變形監(jiān)測技術(shù)。

3.4.3全站儀法

這種監(jiān)測技術(shù)不僅可讓測算與觀測變得簡單，而且能填補小角法的不足，可是因全站儀高昂的造價，這一技術(shù)若想實現(xiàn)大面積推廣仍具有很大難度。有關(guān)數(shù)據(jù)處理要點：無論是處理監(jiān)測數(shù)據(jù)還是信息反饋均要采用相應(yīng)的專業(yè)軟件，還應(yīng)集采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析與管理數(shù)據(jù)等功能于一體，監(jiān)測成果要具備可視化。在處理監(jiān)測數(shù)時重點要注意下面幾點：首先，如果觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常，需分析原因，在必要的情況下可采取重測;其次，監(jiān)測項目每一監(jiān)測點的單次變化數(shù)值、此次測試數(shù)值及變化速率等，在必要時要繪制相關(guān)曲線。

3.5地下水位監(jiān)測

基坑施工前有時需要人工降低地下水位，在天然水面和人工水面之間，排水會引起土體的孔隙水壓力消散，有效應(yīng)力增加，從而造成土體壓縮及產(chǎn)生沉降。同時，人工水面以下，土層有效應(yīng)力也會因水位變化而增加，引起土體沉降，這將引起周圍一定范圍內(nèi)的地面下沉，甚至造成鄰域內(nèi)建筑物或構(gòu)筑物的破壞。因此，地下水位變化是基坑施工過程中必須嚴(yán)密監(jiān)測的關(guān)鍵性參數(shù)之一。

3.5.1監(jiān)測方法

地下水位監(jiān)測采用埋設(shè)水位管后數(shù)字傳感器自動化觀測。在已埋設(shè)好的水位管中垂直放入傳感器，直至傳感器前端沒入地下水面1.5 m以下，自動記錄讀數(shù)后，讀出初次讀數(shù)，兩讀數(shù)自動相減即可獲取地下水位相對于管口的深度。

3.5.2測點埋設(shè)與布置

在這里我們采用鉆孔方式埋設(shè)水位管進(jìn)行監(jiān)測。鉆孔完成后清除泥漿，將PVC水位管吊放入鉆好的孔內(nèi)，在孔四周的空隙回填中砂，上部回填黏土并將管頂用蓋子封好。水位管下部用濾網(wǎng)布包裹住，以利于水滲透。水位管管的埋置深度（管底標(biāo)高）應(yīng)在控制地下水位之下3～5m。安裝圖見圖1。

結(jié)束語

總之，巖土深基坑工程的施工條件較為復(fù)雜，在多方面因素共同作用下易出現(xiàn)質(zhì)量問題。對此，應(yīng)從實際施工情況出發(fā)，選擇相適應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)和配套設(shè)備，有效開展深基坑的相關(guān)監(jiān)測工作，以便掌握深基坑的實際情況，以此為依據(jù)合理調(diào)整施工方法，營造安全的施工環(huán)境，推動工程項目的發(fā)展。

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