基坑工程監(jiān)測技術應用
2015-06-18
0引言
隨著城市建設的發(fā)展，地價的日趨昂貴，大中城市對地下空間進行了不同用途的開發(fā)利用， 如建筑多層地下室、地下鐵道、地下商場以及多種地下民用和工業(yè)設施等，導致基坑規(guī)模和開挖深度的增大，使臨時圍護結構變形和穩(wěn)定問題變得復雜和突出，成為工程界的焦點問題之一。由于土體性質(zhì)、地下水情況及工程周圍環(huán)境等的復雜性，根據(jù)地質(zhì)勘察資料參數(shù)來確定的設計和施工方案，含有許多的不確定因素，因此，對在基坑工程施工過程中的支護結構位移及內(nèi)力、地下水位、周圍建筑物位移等的監(jiān)測已成保證工程建設安全進行必不可少的重要環(huán)節(jié)。
1基坑監(jiān)測現(xiàn)狀
基坑監(jiān)測技術應用較廣泛，絕大多數(shù)深基坑工程都進行了施工過程中的監(jiān)測，通過設定監(jiān)測項目的報警值，保障基坑工程、周圍建筑物及地下管線的安全。但是，目前大多數(shù)的基坑監(jiān)測工作只是起到了保障基坑工程安全進行的作用，并未將監(jiān)測成果進行全面的利用。 目前多數(shù)監(jiān)測人員，僅僅是機械的進行著收集資料和提交數(shù)據(jù)報表，判斷是否超過控制值以報警，未結合施工和地質(zhì)情況對監(jiān)測成果進行深入的理論分析，導致花費大量人力物力進行的監(jiān)測工作不能真正發(fā)揮優(yōu)化設計和及時反饋指導施工的積極作用。
2基坑監(jiān)測的目的和內(nèi)容
2.1 基坑監(jiān)測的目的
?。?）指導現(xiàn)場施工
隨著基坑開挖的進行，支護結構及周圍建筑物的變形逐步發(fā)展。監(jiān)測工作可以全面了解開挖過程中支護結構的實際狀態(tài)，進而對基坑工程的穩(wěn)定性進行評估，為整個工程的順利進行提供保證。監(jiān)測過程中一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可及時采取必要的補救措施，防止事故的發(fā)生。當變形較小，監(jiān)測數(shù)據(jù)非常理想的情況下，可以綜合各方面的意見，考慮調(diào)整設計，加大每步開挖的深度，達到縮短工期的目的。
?。?） 優(yōu)化設計
將監(jiān)測資料與設計計算值進行比較，評價整個基坑工程現(xiàn)階段的安全等級，進而考慮設計是否經(jīng)濟合理，如果各方面條件允許，根據(jù)觀測資料修正設計參數(shù)，達到節(jié)省成本的目的。
（3）積累數(shù)據(jù)
通過多個基坑工程的監(jiān)測，得到較為全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)，積累數(shù)據(jù)，為以后其他基坑工程的設計及施工提供第一手資料，達到最優(yōu)化的設計及施工。
2.2 基坑監(jiān)測內(nèi)容
基坑監(jiān)測的內(nèi)容主要有 ：支護結構水平位移監(jiān)測 、周圍建筑物變形監(jiān)測等，對于一級安全等級的基坑工程需要對樁、墻內(nèi)力，錨桿拉力，支撐軸力等進行監(jiān)測。
2.2.1支護結構水平位移監(jiān)測
?。?） 支護結構水平位移監(jiān)測。圍護結構頂部水平位移是圍護結構變形最直觀的體現(xiàn)，因此，該部位監(jiān)測是基坑監(jiān)測工作中最重要的一個監(jiān)測部分。監(jiān)測時測點的布置和觀測間隔應遵循以下原則：支護結構頂部的水平位移觀測點應沿圍護結構的周邊布置，一般每邊的中部和端部均應布置觀測點，且觀測點間距不宜大于20m。觀測點宜設置在與圍護結構剛性連接的鋼筋混凝土冠梁上。根據(jù)基坑工程安全等級高低不同，對于一級基坑，基坑開挖過程中，每天監(jiān)測一次；當位移較大時，每天觀測1～2次。
?。?）支護結構深層水平位移監(jiān)測。一般用測斜儀進行。支護結構深層水平位移觀測點應設置在結構受力、變形較大的部位，觀測點數(shù)量和間距視具體情況而定。
（3）支護結構沉降監(jiān)測，用精密水準儀對圍護結構的關鍵部位進行沉降監(jiān)測。
2.2.2周圍環(huán)境監(jiān)測
?。?）鄰近建筑物沉降和傾斜監(jiān)測。觀測點布置根據(jù)建筑物體積、結構、工程地質(zhì)條件、開挖方案等因素綜合考慮，一般在建筑物四角、沿外墻每10~15m處或每隔2~3根柱基上。觀測方法和觀測精度與支護結構的沉降觀測相同。
?。?）鄰近建筑物裂縫監(jiān)測。宜在裂縫兩側設置觀測標志。
（3）地下管線變形監(jiān)測。觀測點應布置在管線的端點、轉(zhuǎn)角點和必要的中間部位。
2.2.3地下水位的觀測。地下水位觀測井宜設置在基坑的每邊中間和基坑中央，埋深一般與降水井點的埋深相同。
2.2.4支護結構應力監(jiān)測。觀測點應設置在受力、變形較大且有代表性的部位。
2.2.5支撐結構受力監(jiān)測。支撐軸力測點宜設置在主撐等重要支撐的跨中部位，每層支撐都應選擇幾個有代表性的截面進行測量。
3工程實例
3.1工程概況
某基坑工程位于濟南市天橋區(qū)。該項目采用筏板基礎?；硬捎梅蹏姌?土釘支護方案，基坑安全系數(shù)等級按2級。
3.2監(jiān)測內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范規(guī)定，結合該基坑工程的具體情況及設計要求，監(jiān)測項目主要有：①基坑支護結構頂部的水平位移②基坑支護結構頂部沉降。
3.3監(jiān)測過程
?。?）測點埋設
在現(xiàn)場設置永久性基準點2個，在粉噴樁樁頂上共設置10個觀測點(沉降觀測及水平位移觀測共用)。觀測點位置設置見圖1
?。?） 觀測次數(shù)
粉噴樁施工完畢后先進行 2次初值觀測，基坑觀測周期為基坑開挖期間每 1天觀測一次。如遇雨天提高觀測頻率?；娱_挖完成后，結合天氣情況適當降低觀測頻率。
?。?）結果分析
基坑開挖施工過程中，位移變化很小，最大點為GC4：18.3mm，最小點為GC8：13.3mm。 沉降值相對較大，最大點為GC9：21.62mm，最小點為GC2：9.42mm。在開挖過程中，位移較小，綜合各方的意見，結合現(xiàn)實情況，加快了開挖進度，為工程節(jié)省了時間和成本。根據(jù)基坑開挖完成后的觀測數(shù)據(jù)看出基坑支護結構位移及沉降已趨于穩(wěn)定。
4結語
基坑的支護設計、施工及監(jiān)測，在實踐中已逐漸形成統(tǒng)一的系統(tǒng)工藝流程，基坑監(jiān)測是其中一個重要的組成部分。隨著人們對基坑監(jiān)測及其周邊建筑物沉降觀測的重視，基坑監(jiān)測工作將越來越細化。監(jiān)測單位和監(jiān)測人員將不再僅滿足于提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，還應加強對基坑水文地質(zhì)的了解與分析、基坑與周邊相鄰建筑物關系的分析研究，能夠在提供及時有效數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)正確可靠的結論，指導施工，優(yōu)化設計，為社會節(jié)省時間，節(jié)約物資，提高服務質(zhì)量和水平。
