建筑基坑變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的分析
2015-05-08
隨著我國(guó)城市建筑物構(gòu)筑物向高聳和地下拓展，地下空間的開(kāi)發(fā)需要深基坑的運(yùn)用，同時(shí)也伴隨著基坑工程事故的發(fā)生數(shù)量也在增加，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響巨大。由于基坑中土體和結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)及地質(zhì)條件復(fù)雜，在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和土體變形預(yù)估時(shí)，通常簡(jiǎn)化和假定的數(shù)學(xué)模型與實(shí)際工程有一定的差異，同時(shí)基坑支護(hù)體系所承受的土壓力等荷載的不確定性、在施工過(guò)程中基坑工作性狀的時(shí)空效應(yīng)及氣象情況、地面堆載和施工等偶然因素影響。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析可驗(yàn)證和改造設(shè)計(jì)的計(jì)算和方法，深基坑開(kāi)挖工程往往在市中心的建筑密集地帶，施工場(chǎng)地四周有建筑物和地下管線，基坑開(kāi)挖所引起的土體變形將在一定程度上改變這些建筑物和地下管線的正常狀態(tài)，當(dāng)土體變形過(guò)大時(shí)，會(huì)造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。因此，需要在建筑深基坑施工時(shí)，對(duì)基坑周?chē)耐馏w性狀、維護(hù)基坑安全的支撐結(jié)構(gòu)體、鄰近基坑的地表狀況和相鄰的建（構(gòu)）筑物的沉降觀測(cè)點(diǎn)作周密、系統(tǒng)的測(cè)量監(jiān)測(cè)，才能了解基坑工程的安全性和對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度，當(dāng)異常情況出現(xiàn)時(shí)及時(shí)發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警，通知相關(guān)單位人員及時(shí)采取措施，保證基坑和周邊環(huán)境的安全。
一、監(jiān)測(cè)深基坑的主要項(xiàng)目
測(cè)量監(jiān)測(cè)深基坑安全性的主要內(nèi)容有：測(cè)量坐標(biāo)點(diǎn)位的平面位移和高程監(jiān)控點(diǎn)沉降量；測(cè)量基坑底部局部土體受擠壓突出高度值；測(cè)量支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移變化量值；測(cè)量基坑內(nèi)地下水位的高度；測(cè)量支護(hù)結(jié)構(gòu)體土的壓力值；測(cè)量鄰近基坑建筑物等環(huán)境及市政管線變形量等深基坑的穩(wěn)定性，保證深基坑工程正常安全施工。
二、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)
（一）高程點(diǎn)的布設(shè)
高程基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存的地方。高程基準(zhǔn)點(diǎn)也可選擇在基礎(chǔ)深且穩(wěn)定的建筑上。本工程高程基準(zhǔn)點(diǎn)3個(gè)，布設(shè)在穩(wěn)定的建筑上，工作基點(diǎn)3個(gè)埋設(shè)在基坑周邊相對(duì)穩(wěn)定的地方。高程基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)之間宜便于進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。
（二）布設(shè)平面監(jiān)測(cè)點(diǎn)
基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置：設(shè)置平面位移3個(gè)監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)置工作基點(diǎn)不少于3個(gè)，便于施工過(guò)程中的檢驗(yàn)和校核。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：按照實(shí)際基坑工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，基坑內(nèi)深層部位的水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般布設(shè)在基坑的邊坡、基礎(chǔ)圍護(hù)周邊的軸線處和具有結(jié)構(gòu)代表部位的特征點(diǎn)處，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置數(shù)量和點(diǎn)的間距按照設(shè)計(jì)或工程實(shí)際來(lái)確定，每個(gè)圍護(hù)墻邊長(zhǎng)方向至少設(shè)置一個(gè)點(diǎn)。有時(shí)需要用測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)水平位移時(shí)，設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)在圍護(hù)墻內(nèi)深度要超過(guò)圍護(hù)墻在土體中的位置，而且為了保證測(cè)斜儀管端嵌入穩(wěn)定的土體中，埋入土體的深度也要足夠深。
三、基坑變形監(jiān)測(cè)
?。ㄒ唬┴Q直沉降觀測(cè)
一般用獨(dú)立水準(zhǔn)系作為沉降監(jiān)測(cè)用的高程控制網(wǎng)，在離開(kāi)基坑邊緣現(xiàn)場(chǎng)3倍以上的距離土體處布設(shè)一組三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行互相校核。遇到深基坑采用由對(duì)磁敏性材料制成的探頭及標(biāo)尺的導(dǎo)線組成深層沉降儀。當(dāng)磁性探頭與深度鉆孔中的圓環(huán)接觸時(shí)，沉降儀發(fā)出蜂鳴聲，此時(shí)即可測(cè)得圓環(huán)所在位置的高程數(shù)據(jù)。
?。ǘ┧轿灰屏勘O(jiān)測(cè)
測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選在基坑的施工影響范圍之外。初次觀測(cè)時(shí)，須同時(shí)測(cè)取測(cè)站至各測(cè)點(diǎn)的距離，有了距離就可算出各測(cè)點(diǎn)的秒差，以后各次的觀測(cè)只要測(cè)出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的角度變化就可推算出各測(cè)點(diǎn)的位移量。觀測(cè)次數(shù)和報(bào)警值與沉降監(jiān)測(cè)相同，日變量大于3mm，累計(jì)變量大于35mm時(shí)，就應(yīng)向有關(guān)方面報(bào)警。
（三）傾斜量監(jiān)測(cè)
沿測(cè)斜套管內(nèi)壁導(dǎo)槽由測(cè)斜探頭滑輪漸漸下放到底，從下到上部測(cè)定每米該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的偏角值，再旋轉(zhuǎn)探頭180度，重復(fù)測(cè)量，完成一測(cè)回?cái)?shù)據(jù)，推算各部位點(diǎn)的位移量。把測(cè)斜管埋設(shè)14天且開(kāi)挖前取兩個(gè)測(cè)回的平均值作為該測(cè)點(diǎn)的初始值，在正常施工時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與初始值的差值即為該點(diǎn)累計(jì)水平位移量值，與上次數(shù)據(jù)的差值就是本次位移量。
?。ㄋ模┩翂毫涂紫端畨毫ΡO(jiān)測(cè)
土體壓力計(jì)和孔隙水壓力計(jì)監(jiān)測(cè)地下土體穩(wěn)定性的重要手段，對(duì)于深基坑工程必須安裝。按照工程不同的深度放置數(shù)個(gè)壓力計(jì)，再用干燥的粘土粒填充密實(shí)，干土吸水后隨即封堵鉆孔，并隨基坑圍護(hù)施工時(shí)同時(shí)安裝，安全隱患處必須安裝。安裝后2天測(cè)試初讀數(shù)，基坑開(kāi)挖時(shí)每3天至少監(jiān)測(cè)一次，遇到異常，加密觀測(cè)。
（五）基坑圍護(hù)樁內(nèi)力監(jiān)測(cè)
基坑圍護(hù)樁、水平支撐結(jié)構(gòu)、立柱以及腰梁等水平內(nèi)力監(jiān)測(cè)采用應(yīng)力計(jì)，安裝應(yīng)力計(jì)須在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)同時(shí)進(jìn)行，選擇位置一般在便于監(jiān)測(cè)和有代表性的部位，每個(gè)斷面成對(duì)安裝，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)取平均值，每個(gè)應(yīng)力計(jì)引線編號(hào)，便于監(jiān)測(cè)。采集好數(shù)據(jù)及時(shí)作計(jì)算分析處理。
四、結(jié)語(yǔ)
?。ㄒ唬┮ＷC約束探頭導(dǎo)槽沿測(cè)斜管延伸方向構(gòu)成兩正交平面，確保后期測(cè)試數(shù)據(jù)可靠。
（二）要使測(cè)斜管管底基準(zhǔn)點(diǎn)水平位移為零，根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)條件確定其埋深，結(jié)合全站儀或經(jīng)緯儀的觀測(cè)，將頂端設(shè)定為基準(zhǔn)點(diǎn)，從上而下進(jìn)行測(cè)斜的監(jiān)測(cè)。
（三）要保證回填料的彈性模量接近周?chē)馏w，以便能夠較準(zhǔn)確的反映土體的變形特征。
?。ㄋ模┥罨邮┕r(shí)，要加強(qiáng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、土體、相鄰建（構(gòu)）筑物等全面系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)掌握其安全性和對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，一旦出現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警，快速采取有效措施，確保工程安全。
