建筑基坑變形監(jiān)測技術(shù)的分析
2015-05-08
隨著我國城市建筑物構(gòu)筑物向高聳和地下拓展，地下空間的開發(fā)需要深基坑的運用，同時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)濟損失和社會影響巨大。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，在基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和土體變形預(yù)估時，通常簡化和假定的數(shù)學(xué)模型與實際工程有一定的差異，同時基坑支護體系所承受的土壓力等荷載的不確定性、在施工過程中基坑工作性狀的時空效應(yīng)及氣象情況、地面堆載和施工等偶然因素影響。通過對實測數(shù)據(jù)的分析可驗證和改造設(shè)計的計算和方法，深基坑開挖工程往往在市中心的建筑密集地帶，施工場地四周有建筑物和地下管線，基坑開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)土體變形過大時，會造成鄰近結(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，對基坑周圍的土體性狀、維護基坑安全的支撐結(jié)構(gòu)體、鄰近基坑的地表狀況和相鄰的建（構(gòu)）筑物的沉降觀測點作周密、系統(tǒng)的測量監(jiān)測，才能了解基坑工程的安全性和對周圍環(huán)境的影響程度，當(dāng)異常情況出現(xiàn)時及時發(fā)出危險報警，通知相關(guān)單位人員及時采取措施，保證基坑和周邊環(huán)境的安全。
一、監(jiān)測深基坑的主要項目
測量監(jiān)測深基坑安全性的主要內(nèi)容有：測量坐標(biāo)點位的平面位移和高程監(jiān)控點沉降量；測量基坑底部局部土體受擠壓突出高度值；測量支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移變化量值；測量基坑內(nèi)地下水位的高度；測量支護結(jié)構(gòu)體土的壓力值；測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)測點布設(shè)
?。ㄒ唬└叱厅c的布設(shè)
高程基準(zhǔn)點布設(shè)在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、易于長期保存的地方。高程基準(zhǔn)點也可選擇在基礎(chǔ)深且穩(wěn)定的建筑上。本工程高程基準(zhǔn)點3個，布設(shè)在穩(wěn)定的建筑上，工作基點3個埋設(shè)在基坑周邊相對穩(wěn)定的地方。高程基準(zhǔn)點、工作基點之間宜便于進行水準(zhǔn)測量。
?。ǘ┎荚O(shè)平面監(jiān)測點
基準(zhǔn)點的設(shè)置：設(shè)置平面位移3個監(jiān)測基準(zhǔn)點，設(shè)置工作基點不少于3個，便于施工過程中的檢驗和校核。
監(jiān)測點的設(shè)置：按照實際基坑工程設(shè)計要求進行，基坑內(nèi)深層部位的水平位移監(jiān)測點一般布設(shè)在基坑的邊坡、基礎(chǔ)圍護周邊的軸線處和具有結(jié)構(gòu)代表部位的特征點處，監(jiān)測點設(shè)置數(shù)量和點的間距按照設(shè)計或工程實際來確定，每個圍護墻邊長方向至少設(shè)置一個點。有時需要用測斜儀監(jiān)測水平位移時，設(shè)置的監(jiān)測點在圍護墻內(nèi)深度要超過圍護墻在土體中的位置，而且為了保證測斜儀管端嵌入穩(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
?。ㄒ唬┴Q直沉降觀測
一般用獨立水準(zhǔn)系作為沉降監(jiān)測用的高程控制網(wǎng)，在離開基坑邊緣現(xiàn)場3倍以上的距離土體處布設(shè)一組三個基準(zhǔn)點進行互相校核。遇到深基坑采用由對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，沉降儀發(fā)出蜂鳴聲，此時即可測得圓環(huán)所在位置的高程數(shù)據(jù)。
?。ǘ┧轿灰屏勘O(jiān)測
測站點應(yīng)選在基坑的施工影響范圍之外。初次觀測時，須同時測取測站至各測點的距離，有了距離就可算出各測點的秒差，以后各次的觀測只要測出每個測點的角度變化就可推算出各測點的位移量。觀測次數(shù)和報警值與沉降監(jiān)測相同，日變量大于3mm，累計變量大于35mm時，就應(yīng)向有關(guān)方面報警。
（三）傾斜量監(jiān)測
沿測斜套管內(nèi)壁導(dǎo)槽由測斜探頭滑輪漸漸下放到底，從下到上部測定每米該監(jiān)測點的偏角值，再旋轉(zhuǎn)探頭180度，重復(fù)測量，完成一測回數(shù)據(jù)，推算各部位點的位移量。把測斜管埋設(shè)14天且開挖前取兩個測回的平均值作為該測點的初始值，在正常施工時監(jiān)測數(shù)據(jù)與初始值的差值即為該點累計水平位移量值，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
土體壓力計和孔隙水壓力計監(jiān)測地下土體穩(wěn)定性的重要手段，對于深基坑工程必須安裝。按照工程不同的深度放置數(shù)個壓力計，再用干燥的粘土粒填充密實，干土吸水后隨即封堵鉆孔，并隨基坑圍護施工時同時安裝，安全隱患處必須安裝。安裝后2天測試初讀數(shù)，基坑開挖時每3天至少監(jiān)測一次，遇到異常，加密觀測。
?。ㄎ澹┗訃o樁內(nèi)力監(jiān)測
基坑圍護樁、水平支撐結(jié)構(gòu)、立柱以及腰梁等水平內(nèi)力監(jiān)測采用應(yīng)力計，安裝應(yīng)力計須在基坑圍護結(jié)構(gòu)施工時同時進行，選擇位置一般在便于監(jiān)測和有代表性的部位，每個斷面成對安裝，監(jiān)測數(shù)據(jù)取平均值，每個應(yīng)力計引線編號，便于監(jiān)測。采集好數(shù)據(jù)及時作計算分析處理。
四、結(jié)語
?。ㄒ唬┮ＷC約束探頭導(dǎo)槽沿測斜管延伸方向構(gòu)成兩正交平面，確保后期測試數(shù)據(jù)可靠。
?。ǘ┮箿y斜管管底基準(zhǔn)點水平位移為零，根據(jù)實際工程地質(zhì)條件確定其埋深，結(jié)合全站儀或經(jīng)緯儀的觀測，將頂端設(shè)定為基準(zhǔn)點，從上而下進行測斜的監(jiān)測。
?。ㄈ┮ＷC回填料的彈性模量接近周圍土體，以便能夠較準(zhǔn)確的反映土體的變形特征。
（四）深基坑施工時，要加強基坑支護結(jié)構(gòu)、土體、相鄰建（構(gòu)）筑物等全面系統(tǒng)監(jiān)測，動態(tài)掌握其安全性和對周圍環(huán)境的影響，一旦出現(xiàn)異常及時報警，快速采取有效措施，確保工程安全。
