基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用
2015-06-18
0引言
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地價(jià)的日趨昂貴，大中城市對(duì)地下空間進(jìn)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(chǎng)以及多種地下民用和工業(yè)設(shè)施等，導(dǎo)致基坑規(guī)模和開挖深度的增大，使臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和穩(wěn)定問題變得復(fù)雜和突出，成為工程界的焦點(diǎn)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(fù)雜性，根據(jù)地質(zhì)勘察資料參數(shù)來確定的設(shè)計(jì)和施工方案，含有許多的不確定因素，因此，對(duì)在基坑工程施工過程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移及內(nèi)力、地下水位、周圍建筑物位移等的監(jiān)測(cè)已成保證工程建設(shè)安全進(jìn)行必不可少的重要環(huán)節(jié)。
1基坑監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀
基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用較廣泛，絕大多數(shù)深基坑工程都進(jìn)行了施工過程中的監(jiān)測(cè)，通過設(shè)定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的報(bào)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(cè)工作只是起到了保障基坑工程安全進(jìn)行的作用，并未將監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行全面的利用。 目前多數(shù)監(jiān)測(cè)人員，僅僅是機(jī)械的進(jìn)行著收集資料和提交數(shù)據(jù)報(bào)表，判斷是否超過控制值以報(bào)警，未結(jié)合施工和地質(zhì)情況對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行深入的理論分析，導(dǎo)致花費(fèi)大量人力物力進(jìn)行的監(jiān)測(cè)工作不能真正發(fā)揮優(yōu)化設(shè)計(jì)和及時(shí)反饋指導(dǎo)施工的積極作用。
2基坑監(jiān)測(cè)的目的和內(nèi)容
2.1 基坑監(jiān)測(cè)的目的
（1）指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工
隨著基坑開挖的進(jìn)行，支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍建筑物的變形逐步發(fā)展。監(jiān)測(cè)工作可以全面了解開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)基坑工程的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，為整個(gè)工程的順利進(jìn)行提供保證。監(jiān)測(cè)過程中一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可及時(shí)采取必要的補(bǔ)救措施，防止事故的發(fā)生。當(dāng)變形較小，監(jiān)測(cè)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(shè)計(jì)，加大每步開挖的深度，達(dá)到縮短工期的目的。
（2） 優(yōu)化設(shè)計(jì)
將監(jiān)測(cè)資料與設(shè)計(jì)計(jì)算值進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)整個(gè)基坑工程現(xiàn)階段的安全等級(jí)，進(jìn)而考慮設(shè)計(jì)是否經(jīng)濟(jì)合理，如果各方面條件允許，根據(jù)觀測(cè)資料修正設(shè)計(jì)參數(shù)，達(dá)到節(jié)省成本的目的。
（3）積累數(shù)據(jù)
通過多個(gè)基坑工程的監(jiān)測(cè)，得到較為全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，積累數(shù)據(jù)，為以后其他基坑工程的設(shè)計(jì)及施工提供第一手資料，達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)及施工。
2.2 基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容
基坑監(jiān)測(cè)的內(nèi)容主要有 ：支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè) 、周圍建筑物變形監(jiān)測(cè)等，對(duì)于一級(jí)安全等級(jí)的基坑工程需要對(duì)樁、墻內(nèi)力，錨桿拉力，支撐軸力等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
2.2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè)
（1） 支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移是圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形最直觀的體現(xiàn)，因此，該部位監(jiān)測(cè)是基坑監(jiān)測(cè)工作中最重要的一個(gè)監(jiān)測(cè)部分。監(jiān)測(cè)時(shí)測(cè)點(diǎn)的布置和觀測(cè)間隔應(yīng)遵循以下原則：支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)的周邊布置，一般每邊的中部和端部均應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn)，且觀測(cè)點(diǎn)間距不宜大于20m。觀測(cè)點(diǎn)宜設(shè)置在與圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛性連接的鋼筋混凝土冠梁上。根據(jù)基坑工程安全等級(jí)高低不同，對(duì)于一級(jí)基坑，基坑開挖過程中，每天監(jiān)測(cè)一次；當(dāng)位移較大時(shí)，每天觀測(cè)1～2次。
?。?）支護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移監(jiān)測(cè)。一般用測(cè)斜儀進(jìn)行。支護(hù)結(jié)構(gòu)深層水平位移觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力、變形較大的部位，觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量和間距視具體情況而定。
（3）支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)，用精密水準(zhǔn)儀對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。
2.2.2周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)
?。?）鄰近建筑物沉降和傾斜監(jiān)測(cè)。觀測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)建筑物體積、結(jié)構(gòu)、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(cè)方法和觀測(cè)精度與支護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降觀測(cè)相同。
?。?）鄰近建筑物裂縫監(jiān)測(cè)。宜在裂縫兩側(cè)設(shè)置觀測(cè)標(biāo)志。
?。?）地下管線變形監(jiān)測(cè)。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在管線的端點(diǎn)、轉(zhuǎn)角點(diǎn)和必要的中間部位。
2.2.3地下水位的觀測(cè)。地下水位觀測(cè)井宜設(shè)置在基坑的每邊中間和基坑中央，埋深一般與降水井點(diǎn)的埋深相同。
2.2.4支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在受力、變形較大且有代表性的部位。
2.2.5支撐結(jié)構(gòu)受力監(jiān)測(cè)。支撐軸力測(cè)點(diǎn)宜設(shè)置在主撐等重要支撐的跨中部位，每層支撐都應(yīng)選擇幾個(gè)有代表性的截面進(jìn)行測(cè)量。
3工程實(shí)例
3.1工程概況
某基坑工程位于濟(jì)南市天橋區(qū)。該項(xiàng)目采用筏板基礎(chǔ)?；硬捎梅蹏姌?土釘支護(hù)方案，基坑安全系數(shù)等級(jí)按2級(jí)。
3.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范規(guī)定，結(jié)合該基坑工程的具體情況及設(shè)計(jì)要求，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有：①基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移②基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部沉降。
3.3監(jiān)測(cè)過程
?。?）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)
在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置永久性基準(zhǔn)點(diǎn)2個(gè)，在粉噴樁樁頂上共設(shè)置10個(gè)觀測(cè)點(diǎn)(沉降觀測(cè)及水平位移觀測(cè)共用)。觀測(cè)點(diǎn)位置設(shè)置見圖1
?。?） 觀測(cè)次數(shù)
粉噴樁施工完畢后先進(jìn)行 2次初值觀測(cè)，基坑觀測(cè)周期為基坑開挖期間每 1天觀測(cè)一次。如遇雨天提高觀測(cè)頻率。基坑開挖完成后，結(jié)合天氣情況適當(dāng)降低觀測(cè)頻率。
?。?）結(jié)果分析
基坑開挖施工過程中，位移變化很小，最大點(diǎn)為GC4：18.3mm，最小點(diǎn)為GC8：13.3mm。 沉降值相對(duì)較大，最大點(diǎn)為GC9：21.62mm，最小點(diǎn)為GC2：9.42mm。在開挖過程中，位移較小，綜合各方的意見，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，加快了開挖進(jìn)度，為工程節(jié)省了時(shí)間和成本。根據(jù)基坑開挖完成后的觀測(cè)數(shù)據(jù)看出基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)位移及沉降已趨于穩(wěn)定。
4結(jié)語
基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)，在實(shí)踐中已逐漸形成統(tǒng)一的系統(tǒng)工藝流程，基坑監(jiān)測(cè)是其中一個(gè)重要的組成部分。隨著人們對(duì)基坑監(jiān)測(cè)及其周邊建筑物沉降觀測(cè)的重視，基坑監(jiān)測(cè)工作將越來越細(xì)化。監(jiān)測(cè)單位和監(jiān)測(cè)人員將不再僅滿足于提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基坑水文地質(zhì)的了解與分析、基坑與周邊相鄰建筑物關(guān)系的分析研究，能夠在提供及時(shí)有效數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)正確可靠的結(jié)論，指導(dǎo)施工，優(yōu)化設(shè)計(jì)，為社會(huì)節(jié)省時(shí)間，節(jié)約物資，提高服務(wù)質(zhì)量和水平。
