建筑基坑變形監(jiān)測技術的分析
2015-05-08
隨著我國城市建筑物構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構的受力性質及地質條件復雜，在基坑支護結構設計和土體變形預估時，通常簡化和假定的數(shù)學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)，當土體變形過大時，會造成鄰近結構和設施的失效或破壞。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構體、鄰近基坑的地表狀況和相鄰的建（構）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，當異常情況出現(xiàn)時及時發(fā)出危險報警，通知相關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容有：測量坐標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；測量支護結構側向位移變化量值；測量基坑內地下水位的高度；測量支護結構體土的壓力值；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
?。ㄒ唬└叱厅c的布設
高程基準點布設在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、易于長期保存的地方。高程基準點也可選擇在基礎深且穩(wěn)定的建筑上。本工程高程基準點3個，布設在穩(wěn)定的建筑上，工作基點3個埋設在基坑周邊相對穩(wěn)定的地方。高程基準點、工作基點之間宜便于進行水準測量。
（二）布設平面監(jiān)測點
基準點的設置：設置平面位移3個監(jiān)測基準點，設置工作基點不少于3個，便于施工過程中的檢驗和校核。
監(jiān)測點的設置：按照實際基坑工程設計要求進行，基坑內深層部位的水平位移監(jiān)測點一般布設在基坑的邊坡、基礎圍護周邊的軸線處和具有結構代表部位的特征點處，監(jiān)測點設置數(shù)量和點的間距按照設計或工程實際來確定，每個圍護墻邊長方向至少設置一個點。有時需要用測斜儀監(jiān)測水平位移時，設置的監(jiān)測點在圍護墻內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一組三個基準點進行互相校核。遇到深基坑采用由對磁敏性材料制成的探頭及標尺的導線組成深層沉降儀。當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，就應向有關方面報警。
?。ㄈ﹥A斜量監(jiān)測
沿測斜套管內壁導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，再旋轉探頭180度，重復測量，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樁內力監(jiān)測
基坑圍護樁、水平支撐結構、立柱以及腰梁等水平內力監(jiān)測采用應力計，安裝應力計須在基坑圍護結構施工時同時進行，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、結語
（一）要保證約束探頭導槽沿測斜管延伸方向構成兩正交平面，確保后期測試數(shù)據(jù)可靠。
?。ǘ┮箿y斜管管底基準點水平位移為零，根據(jù)實際工程地質條件確定其埋深，結合全站儀或經(jīng)緯儀的觀測，將頂端設定為基準點，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，以便能夠較準確的反映土體的變形特征。
?。ㄋ模┥罨邮┕r，要加強基坑支護結構、土體、相鄰建（構）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。
