分析深基坑工程監(jiān)測要求及技術(shù)

PAGEPAGE1分析深基坑工程監(jiān)測要求及技術(shù)內(nèi)容摘要：本文結(jié)合筆者多年從事深基坑監(jiān)測工作的理論，簡述了深基坑工程監(jiān)測的工作內(nèi)容，重點(diǎn)說明支護(hù)構(gòu)造監(jiān)測和四周環(huán)境監(jiān)測的方法,提出基坑監(jiān)測工作要求，對深基坑工程監(jiān)測技術(shù)做一個(gè)小結(jié)。本文關(guān)鍵詞語：深基坑,監(jiān)測內(nèi)容,監(jiān)測方法,工作要求隨著我們國家城市建設(shè)高峰的到來，高層建筑、市政道路、立交橋地鐵工程、市政污水排放工程、地下商業(yè)街、人防工程等越來越多，這些工程建設(shè)均要開挖深基坑，基坑的面積和深度向大而深方向發(fā)展。在以往深基坑施工經(jīng)過中，曾發(fā)生過不少質(zhì)量事故和事故隱患，致使支護(hù)系統(tǒng)毀壞，基坑滑坡坍塌，鄰近建筑物開裂毀壞，基坑四周道路開裂坍塌，地下管線嚴(yán)重變形，止水帷幕破裂造成嚴(yán)重滲漏，以至工程報(bào)廢或發(fā)生重大人身傷亡事故。鑒于基坑事故造成的嚴(yán)重后果，在深基坑工程中監(jiān)測技術(shù)和動(dòng)態(tài)信息化施工技術(shù)已得到推廣。1、深基坑工程監(jiān)測內(nèi)容深基坑工程的監(jiān)測包含支護(hù)構(gòu)造監(jiān)測和四周環(huán)境監(jiān)測兩個(gè)方面內(nèi)容。支護(hù)構(gòu)造需監(jiān)測擋土墻墻頂?shù)奈灰?、傾斜、主鋼筋應(yīng)力、土壓力、孔隙水壓力、壓頂梁、腰梁及內(nèi)支撐軸力、應(yīng)變、立柱的沉降與隆起、錨桿的錨固力等。四周環(huán)境需監(jiān)測開挖影響范圍內(nèi)的建筑物、地下管線和土體的沉降、傾斜、水平位移，以及土體內(nèi)的水位等。在深基坑工程監(jiān)測項(xiàng)目中，支護(hù)構(gòu)造水平位移、鄰近建筑物及地下管線的沉降是必不可少的內(nèi)容，其余項(xiàng)目可根據(jù)基坑工程安全等級、場地地質(zhì)條件及四周環(huán)境狀態(tài)作出合理的選擇。2、支護(hù)構(gòu)造監(jiān)測根據(jù)前期開挖中監(jiān)測到各類支護(hù)構(gòu)造的應(yīng)力、變形數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)中支護(hù)構(gòu)造受力和變形進(jìn)行比較，對原設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)，判定基坑在當(dāng)前開挖工況下的安全狀態(tài)，并通過分析，預(yù)測下一步工況下支護(hù)構(gòu)造變形和穩(wěn)定狀態(tài)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供可靠的信息，并對后續(xù)開挖及支護(hù)方案提出建議，對施工經(jīng)過中可能發(fā)生的險(xiǎn)情報(bào)警，確?；庸こ痰陌踩?.1墻頂位移監(jiān)測擋土墻樁墻頂位移常用經(jīng)緯儀和全站儀監(jiān)測。其原理為：應(yīng)用水平角全圓方向觀測法，測出各點(diǎn)水平角度，然后計(jì)算出各點(diǎn)水平位移。其特點(diǎn)為測試簡單，費(fèi)用低，數(shù)據(jù)量適用。在樁墻頂冠梁上布置測點(diǎn)，其位置和數(shù)量根據(jù)基坑側(cè)壁安全等級及四周建筑物和地下管線可能受影響的水平而定。對于主要基坑，一般沿地下連續(xù)墻或樁頂每隔10～15m布置一個(gè)測點(diǎn)。在現(xiàn)場建立的半永久性測站要求妥善保衛(wèi)，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在便于觀測，不受施工影響的場地，基準(zhǔn)點(diǎn)宜做成深埋式。基坑開挖期間，每隔2～3d監(jiān)測一次，位移速率到達(dá)5～10mm/d時(shí)，天天監(jiān)測1～2次。2.2傾斜監(jiān)測支護(hù)構(gòu)造沿基坑深度方向傾斜常用測斜儀監(jiān)測，可以采取全站儀觀測。在樁身或地下連續(xù)墻中埋設(shè)測斜管，測斜管底端插入樁墻底下面，使用測斜儀由底到頂逐段測量管的斜率，進(jìn)而得到整個(gè)樁身水平位移曲線。固定式測斜儀是將測頭固定埋設(shè)在構(gòu)造物內(nèi)部的固定點(diǎn)上;活動(dòng)式測斜儀先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測斜管，間隔一定時(shí)間將測頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動(dòng)測定斜度變化，計(jì)算水平位移。2.3支護(hù)構(gòu)造應(yīng)力監(jiān)測用鋼筋應(yīng)力計(jì)或混凝土應(yīng)變計(jì)沿樁身鋼筋、冠梁和腰梁中較大應(yīng)力斷面處監(jiān)測主鋼筋應(yīng)力或混凝土應(yīng)變，對監(jiān)測應(yīng)力和設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，判定樁身、冠梁、腰梁內(nèi)應(yīng)力能否跨越設(shè)計(jì)值。2.4支撐構(gòu)造應(yīng)力監(jiān)測對于鋼支撐，在支撐施加預(yù)應(yīng)力前，將鋼筋應(yīng)力計(jì)焊接在鋼管外壁。對于混凝土支撐，在鋼筋籠綁扎時(shí)，將鋼筋計(jì)焊接在主鋼筋上，隨基坑開挖，量測支撐軸力的變化。2.5錨桿錨固力監(jiān)測為保證錨桿張拉時(shí)到達(dá)設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力值，必需進(jìn)行超張拉，通過在錨頭位置安裝錨固力傳感器，測定錨桿鎖定時(shí)的錨固力及開挖經(jīng)過中錨固力的變化，進(jìn)而確定錨桿能否處于正常工作狀況、能否到達(dá)極限毀壞狀況。測力計(jì)有電阻應(yīng)變計(jì)式，也有鋼弦式，一般采取鋼弦式測力計(jì)。2.6土壓力測試擋土樁側(cè)土壓力采取沿?fù)跬翗秱?cè)壁土體中埋設(shè)土壓力傳感器進(jìn)行測試。采取鋼弦式或電阻應(yīng)變式壓力盒。在埋設(shè)自動(dòng)側(cè)土壓力盒時(shí)，其敏感膜應(yīng)對準(zhǔn)樁后，應(yīng)施加較大的初壓力，否則可能測不到自動(dòng)土壓力變化的全經(jīng)過，以至測不到數(shù)據(jù)。在埋設(shè)被動(dòng)側(cè)土壓力盒時(shí)，其敏感膜面應(yīng)對準(zhǔn)樁前，不宜施加較大的初壓力，否則后期土壓力值超量程。2.7土體孔隙水壓力測試孔隙水壓力計(jì)，是監(jiān)測地下土體應(yīng)力和水壓力變化的手段。土體孔隙水壓力采取振弦式孔隙水壓力計(jì)測試，用數(shù)字式鋼弦頻率接收儀測讀數(shù)據(jù)。3、四周環(huán)境監(jiān)測基坑開挖經(jīng)過中，可能對鄰近建筑物、鄰近道路和地下管線造成一定影響，導(dǎo)致下沉或失穩(wěn)。需要通過監(jiān)測來判定和分析，以便采用相應(yīng)對策。通過監(jiān)測基坑四周土體邊坡的水平、垂直位移變化、地下水位變化以及裂縫觀察等手段，分析判定基坑能否穩(wěn)定安全，防備各類風(fēng)險(xiǎn)和事故發(fā)生。3.1鄰近建筑物的沉降觀測在深基坑開挖經(jīng)過中，為了把握鄰近建筑物的沉降情況，應(yīng)進(jìn)行沉降觀測。在被觀測建筑物的首層柱上設(shè)置測點(diǎn)，在開挖影響范圍外的建筑物柱上埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)或通過鉆孔至基巖內(nèi)設(shè)置深埋式基準(zhǔn)點(diǎn)。采取精致細(xì)密水準(zhǔn)儀，測出觀測點(diǎn)的高程，再計(jì)算沉降量。3.2鄰近道路和地下管線的沉降觀測鄰近道路和地下管線的沉降觀測方法也是采取精致細(xì)密水準(zhǔn)儀觀測。測點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)管線的材料、管節(jié)的長度、接頭的方式而定。3.3邊坡土體的位移和沉降觀測邊坡土體位移采取測斜儀監(jiān)測。在土體中埋設(shè)測斜管，在土體深層部分埋設(shè)分層沉降標(biāo)。通過對土體位移和沉降監(jiān)測，可及時(shí)把握基坑邊坡的穩(wěn)定性，當(dāng)邊坡潛在滑裂面出現(xiàn)險(xiǎn)情預(yù)兆時(shí)應(yīng)及時(shí)作出報(bào)警。3.4地下水位測試基坑在開挖前必需降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內(nèi)滲漏，地下水的流動(dòng)是引起塌方的重要因素，所以地下水位的監(jiān)測是保證基坑安全的主要內(nèi)容。3.5裂縫觀察經(jīng)歷體驗(yàn)表示清楚，天天進(jìn)行肉眼巡視觀察是非常主要的，巡視內(nèi)容包含支護(hù)樁墻、支撐梁、冠梁、腰梁構(gòu)造及鄰近地面、道路、建筑物的裂縫、沉陷發(fā)生和發(fā)展情況，裂縫的快速增加和縱深發(fā)展往往是事故發(fā)生的預(yù)兆。一旦發(fā)生裂縫，應(yīng)在裂縫兩側(cè)作出標(biāo)記，定期量測裂縫的寬度。4、基坑監(jiān)測工作要求根據(jù)多年的基坑監(jiān)測工程理論，為確?；颖O(jiān)測的真實(shí)性、數(shù)據(jù)的合理性、分析的科學(xué)性、結(jié)論的有效性，對基坑監(jiān)測工作施行提出下面幾點(diǎn)工作要求：1)基坑監(jiān)測工作測量精度要求高，測量人員必需對相關(guān)規(guī)范純熟把握，正確使用儀器進(jìn)行純熟測量操作。2)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)單位及相關(guān)單位應(yīng)在作業(yè)前提出監(jiān)測技術(shù)要求，指點(diǎn)基坑監(jiān)測單位開展工作。3)監(jiān)測單位監(jiān)測前應(yīng)在現(xiàn)場踏勘和采集相關(guān)資料基礎(chǔ)上，根據(jù)委托方和相關(guān)單位提出的監(jiān)測要求和規(guī)范編制基坑監(jiān)測方案，監(jiān)測方案須上報(bào)委托方及相關(guān)單位批準(zhǔn)后方可施行。4)基坑工程在開挖和支撐施工經(jīng)過中的力學(xué)效應(yīng)是從各個(gè)側(cè)面同時(shí)展示出來的，因而監(jiān)測方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充足考慮各項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容間監(jiān)測結(jié)果的相互印證、相互檢驗(yàn)，進(jìn)而對監(jiān)測結(jié)果有全面正確的把握。5)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)應(yīng)合理，能埋的測點(diǎn)應(yīng)在工程開工前埋設(shè)完成，應(yīng)盡量減少對構(gòu)造的正常受力的影響,在工程正式開工前，各項(xiàng)靜態(tài)初始值應(yīng)測取完畢。6)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性取決于測試元件安裝或埋設(shè)的可靠性、監(jiān)測儀器的精度以及監(jiān)測人員的素質(zhì)。監(jiān)測數(shù)據(jù)真實(shí)性要求所有數(shù)據(jù)必需以原始記錄為根據(jù)，原始記錄任何人不得更改、刪除。7)監(jiān)測數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場及時(shí)計(jì)算處理，計(jì)算有問題可及時(shí)復(fù)測，盡量做到當(dāng)天報(bào)表當(dāng)天出。由于基坑開挖是一個(gè)動(dòng)態(tài)的施工經(jīng)過，只要保證及時(shí)監(jiān)測，能力有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)采用辦法。8)對主要監(jiān)測項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)工程詳細(xì)情況預(yù)先設(shè)定預(yù)警值和報(bào)警制度，預(yù)警值應(yīng)包含變形或內(nèi)力量值及其變化速率。9)監(jiān)測數(shù)據(jù)必需填寫在為該項(xiàng)目專門設(shè)計(jì)的表格上。工程結(jié)束后，應(yīng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)，尤其是對報(bào)警值的出現(xiàn)進(jìn)行分析，繪制曲線圖，并編寫工作報(bào)告。5、結(jié)束語在深基坑的施工經(jīng)過中，為了對基坑工程的安全性和對四周環(huán)境的影響有全面的了解，需要對基坑開挖到下一個(gè)施工工況時(shí)的受力和變形的數(shù)值和趨勢進(jìn)行預(yù)測，確?；又ёo(hù)構(gòu)造和相鄰建筑物的安全。在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反應(yīng)，并采用需要的工程應(yīng)急辦法，以至調(diào)整施工工藝或修改設(shè)計(jì)參數(shù)，同時(shí)積累工作經(jīng)歷體驗(yàn)，為提升基坑工程設(shè)計(jì)和施工的整體水平提供根據(jù)。因而，在施工經(jīng)過中對基坑支護(hù)構(gòu)造、基坑四周