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中图分类号: U23 文献标识码: A
前言
随着我国城市建设的发展,基坑监测工程越来越多,基坑的现场监测、数据反馈分析,对其进行预测控制,是实时掌握基坑稳定性和指导下一步施工的重要手段。其中,基准点的稳定性检验和变形分析的方法,是本文尝试进行讨论的主要内容。基准点的选择就是要全面地考虑、合理地解决变形观测过程中基准点的稳定性;利用文字结合图表来进行变形分析,直观、形象地展示基坑变形状态和趋势,帮助管理部门的正确决策。
1、基坑监测实例
1.1 工程概况
某一工程基坑周长900多米,呈长方体。基坑挖深7.6米,基坑周围建筑物、管线多,该项目基坑安全等级为二级。为确保支护结构和相邻建筑物的安全,对基坑围护结构墙顶的水平位移监测。设计要求:水平位移报警值为40mm,每天发展不超过3mm。基坑安全运行时间为6个月。基坑监测布置示意图如下。
因施工场地狭窄,采用全站仪坐标法测定监测点的坐标,通过相邻周期坐标计算,快速、准确地获取监测点的位移量。
1.2 基坑变形监测
在基坑变形监测时,必须有一些固定的测量点作为基准点,以求得所需要的位移值。本基坑变形监测工程观测网共包含5个点,3个已知点在基坑较远稳定区域,另外2个为布置在基坑附近方便观测的工作点。共对这5个点构成的基准网进行一等水准观测,平均每个月都进行一次基准网的稳定性检验,以满足工程精度的需要。
根据设计要求和现场情况,在基坑周围共布设86 个监测点。由于基坑监测时间长,监测点很容易被破坏,监测网的网型可能发生变化。为判断基准点的稳定性,不能无根据地以某一点作为起算点,而应根据重复观测的成果,进行统计分析确定其稳定性。只有在监测的起算数据可靠的前提下,对数据成果进行变形分析才具有指导施工的意义。
2、基准网点的稳定性检验
2.1 稳定性检验方法
基坑监测点的变形是相对于监测基准网点的,如果基准点不稳定,所观测的变形数据就是失真的。结合实际,我们采用平均间隙法对基准点的进行整体检验。其基本思想:先进行两周期图形一致性检验及整体检验,如果检验通过,则确认所有参考点是稳定的。否则,就要找出不稳定的点,寻找不稳定点的方法是“尝试法”,依次去掉每一点,计算图形不一致性减少的程度,使图形不一致性减少最大的那一点就是不稳定点。排除不稳定点后再重复上述过程,直到去掉不稳定性点后的图形一致性通过检验为止。
平均间隙法的原理:通过两期观测,可分别进行平差,得出各点两期的坐标值,而且这些点的坐标值对同名点各不相同。如果各点(包括原来认为不动的基准点和可能动的移动物体上的点)在两期观测期间没有移动,在同名点的坐标差只反映观测误差,因此通过这些坐标即可得到观测值的一个经验方差μ2。这个方差可由两期观测值改正数得到,即通常使用经验方差μ2进行比较和检验。若QXV=0,QlV=0,说明平差后,观测值改正数V 与未知数X 及观测值平差值是相互独立的,因此用这两个方差的比构成的统计量服从F 分布。用此量进行检验,看出这两个方差是否相等,即是否出自同一统计体,如果是,则表示坐标值的差完全由观测误差所引起的,因此判断点位确实没有移动,否则点位产生移动。
2.2 平均间隙法检验过程
用某两周期的成果进行稳定性检验。设这两周期分别为第1,j 周期根据每一周期观测的成果,按秩亏自由网平差的方法进行平差,由平差改正数可以计算单位权方差的估值
式中分别用上表与下表1,j 表示不同的两周期观测的成果。一般情况下两个不同周期观测的精度是相等的。可以μ12将μj2与联合起来求一个共同的单位权方差估值,亦即
式中,f=f1+f2。
如果作假设“两次观测周期间点位没有变动”,则可以从两个周期所求得的坐标差ΔX计算另一方差估值
式中, fΔX为独立的ΔX的个数。可以证明方差估值μ2与Q2是统计独立的
利用F检验法,我们可以组成统计量。
在原假设H0(两次观测期间点位没有变动)F,统计量服从自由度为fΔX、f的F分布,故可以用下式
来检验点位是否有变动。置信水平通常取0.05或0.1,有与自由度fΔX、f可以从(概率论与数理统计)中查得分位值F1-α(fΔX、f)。当统计量小于相应分位值时,接受原假设,表明监测基准网点都是稳定的,稳定性分析即完成。反之,则认为网中存在变动点。为此,必须用平均间隙法进一步搜索不稳定的点。
3、基坑监测点变形分析
3.1 数据处理
每期观测后,首先对基准网进行经典平差,以M1、M2、M3为基准,计算出工作点G1、G2的坐标,然后采用平均间隙法,以当期与首期两期观测作检验进行工作点稳定性分析,若存在不稳定点,再继续寻找动点,并修正。最后,把基坑两侧工作点统一到稳定的基准网中,并以工作点平差计算每个监测点坐标。本工程以监测点B1、B2、B3、B4、B5、E1、E2、E3的部分观测期过程中平面位移变化量为例,其位移变化量统计表如下。
3.2 变形分析
基坑变形监测点数量较多,如果仅对单一沉监测点的变化进行分析,即不方便,又不能全面地反映实际变形情况。所以,变形分析宜采取整体分析,较直观的方法是将监测的报表绘制成“监测点变形量曲线图”和“监测点变形量速率曲线图”,即将每一期各测点的累计变形量或速率曲线绘制在以时间为横轴、变形量为竖轴的坐标系中。变形分析如下:
(1)整个基坑出现了不同程度的变形。
(2)B3、B5、E1 三个监测点出现预警值,其余各点变形量都正常。
(3)在B3、B5、E1 三个监测点出现预警值后,及时采取措施进行加固基坑,经有效处理后变形量变化正常。
(4)结合实地踏勘和分析,三个监测点变形原因为:①周边道路环境影响:基坑周边都是交通要道,受震动较大;②土质原因:地质条件较差,基坑大部分是回填土;③地面荷载影响:三个监测点附近都有施工机械和运输车辆通过。根据前12期观测结果和基坑的变形情况,相关管理部门对基坑进行了加固和压密注浆等处理。从第13期之后的观测结果已看出加固取得得了明显效果,基坑基本上处于了稳定状态,为今后基坑下部施工建设的安全提供了保障。
结论
基坑变形监测网一般范围不大,而精度要求较高,从保证成果可靠方面考虑,对监测网的稳定性检验是很必要的。用平均间隙法确定变形模型这种思路本身不需要考虑太多的地质信息,能从测量观测数据中分析出近似变形模型。在工程上有一定的适用性。
在基坑变形监测中,图表分析方法有其优越性。比传统的文字成果更直观丰富,既能全面地展示和分析基坑整体变形状态和趋势,又能明显获得哪些监测点变形较大,更便于理部门的正确决策。当然,在基坑工程监测技术、方法、数据处理等方面,内容还很多,有待于在今后的基坑工程中再学习,再实践。
参考文献
[1]张正禄等.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.
前言
深基坑的变形检测直接关系到整个建筑在建设过程中的安全,建筑施工的质量和地基的强度有直接的关系,因此在故在深基坑施工过程中,除了要对基坑本身进行监测之外,还要对周围建筑物的稳定性进行监测,监测量大且要求精度高。因此,对城市建筑区深基坑变形监测的实践活动进行研究具有重要的现实意义。
一、深基坑监测的意义
对于复杂的大型工程以及与重要建筑物很近的深基坑项目,由于基坑周围的环境非常的复杂,特别是当基坑周围地质条件差,地下水丰富,距基坑周边很近的距离有非常密集的地下管线,
监测是非常重要的,随着基坑的开挖能够及时了解周边环境的状况,还有就是基坑监测不容易从过去类似的基坑开挖过程中得到借鉴,也不容易从理论实验中进行模拟结果,所以每当基坑开挖的时候就要随时进行基坑监测。首先是根据现场采集的各种监测数据能够判断基坑的安全系数并做数据计算处理,为今后地质条件和周边环境类似的基坑提供设计参考和施工参考。其次,为工程施工提供安全保障,特别是地下管线,地下设施,基坑的围护结构,邻近建筑物、构筑物等等在施工过程中所受的影响。最后,当监测过程中发现某些监测项目最大值超过允许范围或者变化速率达到预警值的时候及时通过业主建立的信息平台预警消息,这时各单位都及时收到预警消息,以较快的速度组织业主,监理,施工方进行协商解决,进行安全补救,为工程质量和安全提供可靠保障。
监测数据的大量积累对工程经验的总结,方法的完善,手段的创新和设计水平的提高也有着重要意义,总体概括分析可以分为实际意义和理论意义。实际意义主要是通过监测各种建筑物和构筑物等等的稳定性,及时了解它们的稳定情况,如果发现数据速率变化太大以及数据超过控制值或者是基坑出现裂缝或漏水等现象以便采取方法,理论上的意义是指通过数据分析更充分地理解基坑开挖过程中的变形机理和变形规律,验证有关的变形理论,为今后的变形监测理论和方法提供有价值的参考。在进行地铁或者是建筑房屋的施工中,需要参照相关的基坑监测技术规范和大量的文献资料,对基坑监测过程中的某些观点进行论述,总结深基坑监测存在的某些问题以及解决方法。
二、主要监测内容
在建筑基坑的施工过程中,监测工作主要分为两个部分,沉降监测和位移监测,监测的对象主要包括支护桩、周围土体和周边建筑物。从保证基坑工程的施工安全角度出发,支护桩监测活动中,桩体累计水平位移32mm,或者连续3d内位移速率大于5mm/d,就可以判定为基坑施工的稳定性不足;对建筑物的监测因为涉及到沉降和水平位移,所以要结合建筑物自身的高度,以及建筑物本身的水平位置进行监测标准的针对性设定;对周边土体的监测主要涉及到沉降和水平位移,为了保证检测工作的准确性,原则上周边土体的累计沉降或位移超过10mm,或者连续3d的位移速率超过2mm/d就应该发出警报,以免土体沉降和位移对浅层地表的各种管线造成损坏。
三、监测网设置
1、平面监测网
在基坑建设施工过程中,水平位移对基坑本身和周边建筑物的危害最大,所以是监测的主要内容,为了实现对水平位移的监测,要进行平面监测网的布设。该工程因为周围的建筑物分布比较密集,且安全范围较小,在基坑形变影响区外的控制点看不见基坑,能看间基坑的控制点在基坑形变影响区内。平面监测网的整体布置遇到了一定的困难。因此,初次监测网布置主要按照点时基准点与工作点四等一次的布置方法,例如针对某城市建筑区域深基坑施工变形检测中,布置了15个监测点,形成边长为23耀24m的监测网。
2、高程监测网
高程监测是对基坑开挖过程中可能导致的地面沉降进行监测的监测环节,采取的主要监测措施是固定点仰角监测法,在基坑形变影响区范围外水平设置基准网点7个,形成闭合线路总长度为1.3km的监测网络,对周围建筑物的沉降变化进行监测,经过逆向测算高程监测网的每公里水准测量偶然中误差为依0.5mm,每公里水准测量全中误差为依0.3mm。
四、坑的监测频率、方法及注意的事项
1、基坑的监测频率
基坑的嗡测频率一般根据基坑的等级不同而有所不同,具体的监测频率需要根据施工设计图纸和施工监测方案进行具体规定,总之监测频率的确定应能系统地反映监测对象所测项目的重要变化过程雨又不遗漏其变化的重要时刻。
当出现下列情况时应提高监测频率:1)监测数据达到报警值。2)监测数据变化较大或速率加快。3)存在勘测未发现的不良地质。4)超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工。5)基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏。6)基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值。7)支护结构出现开裂。8)周边地表突发较大沉降或出现严重开裂。9)临近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂。10)基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙等现象。
2、围护结构顶部水平位移的监测方法
围护结构顶部水平位移的监测方法一般用极坐标法,基准点要选在3倍基坑以外土质坚固的地方,每个基坑工程至少应有3个稳定、可靠的点作为基准点,工作基点应选在相对稳定和方便使用的位置。每次观测都必须定向,每次观测值与前一天观测值之差为日变化量,每次观测值与初始观测值之差为累计变化量,当然也可以用余弦定理公式进行位移变化的计算,一般认为,当日变化量超过设计值的80%或者累计值超过设计值的80%时应向业主,施工,监理各单位进行数据报警。
3、测斜仪的测量
连接好探头和电缆,电缆和测读仪,当连接探头和电缆时一定要用原装的扳手,接好以后要检查一下探头与电缆之间是否密封,要特别注意保护电缆和探头之间这一部分,特别容易被损坏,所以要倍加小心,如果电缆里面的某条细丝被损坏,那么所测的数据就有错误不能利用,测量第一遍的时候要将低滑轮朝向基坑方向,同时使滑轮卡在导槽上,把电缆放到距离测斜管底部0.5 m的地方,一定要注意不要把探头直接放到测斜管底部,以免损伤探头,更不能“自由落体”让探头直接以重力加速度一下到底,测量自下而上一般是每隔0.5 m测读一次,有时候也可以1 m测读一次,为了保证测读结果的准确性,一定要当测斜仪上出现一排菱形时再记录。第一次测量完成以后,把探头转动180。,使探头的两个导轮与第一次相反,进行第二次测读,第一次与第二次测读的测点要在同一位置上,它们的误差范围是小于10%,而且符号相反,否则应重测本组数据。
结束语
综上所述,本文首先分析了深基坑施工过程中变形监测的意义,随后针对变形监测过程中的内容和详细的检测方法进行了详细的分析,目的是提高深基坑的施工质量。
本项目位于城市中心地段,基坑南侧及东侧为城市道路,北侧为距离基坑边缘29m的12层建设银行办公楼,西侧为距离基坑边缘17m的8层高的商业大厦,基坑平面位置布置见图1所示。
本工程为地下两层,地上十七层(局部九层、六层)的钢筋砼剪力墙结构,集融商业、停车场、公寓于一体的综合楼,总建筑面积16809m2,建筑总高68.8m。
高层基础采用大直径钻孔灌注桩(端承桩),桩端支承于风化白云岩中,岩石极限端阻力为15000KPa。地下室底板标高为7.90m,实际挖土深度7.5~8.2m。
2工程地质及水文地质条件
根据本次勘察结构图,整个场地地基土除上部为厚度不一杂填土外,其下为坡残积地层,下卧为侏罗―白垩纪泥质粉砂岩。根据土的物理力学性质差异及其工程特性分述如下:
①层―填土(耕土):褐黄色,主要以粘性土为主,偶夹风化碎石,局部地段为耕土层,该层成分杂乱,固结差,结构松散,厚度为0.9~5.1m;②层―粉质粘土:褐红、褐黄色,可塑状态、干强度低、韧性中等,局部为粉砂,厚度为2.3~6.2m;③层―风化泥质粉砂岩:褐红色及褐黄色,已基本风化成粉砂状,局部夹薄层强风化岩层呈碎块状,整块场地均布,厚大于21m。
场地地下水有基岩孔隙、裂隙承压水类型,地下水埋深为-5.1m,由大气降水及上覆盖土层孔隙水补给。
3基坑降水及围护方案
3.1基坑围护方案
因基坑周边为房屋建筑及市政道路,无放坡开挖条件,根据基坑深度、地质水文条件及周边建筑分布情况,拟采用以间隔式钻孔灌注护坡桩与土针墙联合支护方式,具体初步设计如下:
护坡桩拟采用φ1200m的C30混凝土钻孔灌注桩,桩中间距为2m,桩配筋为22Φ25,箍筋为φ8@200mm。桩顶标高为+0.20m,桩插入土基坑深度未定,需通过受力计算来决定。桩顶封闭圈梁采用宽1.2m,高0.6m。配筋16φ16,砼强度C30。
桩间设土钉墙,其主要技术参数如下:
1)土钉孔径:土钉钻孔直径为110mm,采用机械或洛阳铲成孔;
2)钻孔深度,在圈梁底往下3m高度内为1.5m,其余部分为2.0m;
3)钻孔间距:水平间距为2.0m,竖向间距为1.2m;
4)锚杆及布置:锚杆采用HRB335级热轧带肋Φ22钢筋;梅花形布置;
5)网片钢筋及喷射砼:采用φ6.5钢筋,间距250mm钢筋网片,喷射C20混凝土厚100mm。
3.2降水方案
基坑降水采用管井降水法,沿基坑设82眼管井,管井间距为8m,井深15m,管径为60cm。共设两个抽水泵站不间断进行抽水,使地下水位降到基坑底以下2m,以获得干燥的施工环境。
基坑围护布置如图1所示。
图1 基坑平面位置布置及支护图
4基坑支护受力检算
由支护的结构形式可知,主要由混凝土灌注孔桩承受基坑壁的荷载,因此关键是孔桩的受力检算。以下以承受最不利荷载处的孔桩进行承载力验算及确定孔桩入土深度,以确保结构安全,计算简图如图2所示。
孔桩最不利荷载处各土层的加权平均参数经计算为:φ=26°,c=16kPa,=19.3 kN/m3。其结构算简图如图2所示,考虑到基坑下的摩擦力,计算被动土压力系数时采用土与桩的摩擦角δ=2/3×φ=17.3°进行计算。
图2孔桩计算简图
4.1插入深度计算
桩后主动土压力系数,。
桩前被动土压力系数
主动土压力强度41.88kN/m2
u=(20×0.39+41.88)/77.39=0.64m
=8.2+0.64=8.84
=20×0.39×8.2+1/2×41.88×8.2=235.7kN/m
主动土压力合力作用点距桩顶距离a=(20×0.39×8.2×8.2/2+1/2×41.88×8.2×2/3×8.2)/235.7=5.1m
按下式进行计算:
将数据代入上式,整理得
解上式得:
所以埋深(计算出的值增加20%):
t=1.2×5.54+0.64=7.29m
从计算可得,孔桩最少埋深为7.29m,综合考虑其它因素,施工时实际采用的埋深为13m。即桩总长为13+8.2=21.2m,经按13m入土深度进行稳定性复核,得稳定安全系数为2.1。
4.2进行孔桩最大弯矩计算
孔桩的最大弯矩处为剪力Q=0处,设从0点往下处Q=0,按下式进行计算:
因桩的中间距为2m,所以
4.2桩体抗弯强度校核计算、
混凝土抗弯强度为14.3N/mm2,钢筋抗拉强度为310N/mm2,桩半径为600mm,桩身均匀配筋为22根Φ25mm,主筋距桩中心距离为rs=570mm。则有效混凝土面积A=113×106mm2,主筋的截面积AS=10793.8mm2
受拉钢筋混凝土的相对面积为:
at=1.25-2a=0.39
桩的极限抗弯弯矩按下式计算:
>
从以上的计算分析可知,孔桩的稳定性及抗弯强度满足安全施工要求。
5 变形监测
鉴于岩土工程的复杂性及本基坑工程的重要性,本工程采用信息化施工方法,边施工边监测,及时反馈监测结果,以掌握基坑边坡、周边建筑物沉降及变形情况,分析边坡稳定状况;观测围护结构在受土体分步开挖压力所引起的水平位移和竖向位移,以掌握围护结构分步受压的稳定情况,对位移数据及时分析,如位移过大时,及时分析原因,有问题及时解决。确保基坑及周边建筑物的安全。
1)观测项目的设定及观测办法
本工程根据设计和施工的实际要求,选择进行支护结构水平位移、竖向位移观测,周围建筑物和地下管线变形。在基坑每侧选择有代表性的6根护坡孔桩作为监测对象,设置水平位移及竖向位移观测点,观测点间距20~30m。在待观测的建设银行办公楼、商业大厦及其它构筑物上设置足够的观测点。
在基坑开挖深度3倍距离外设置监测基准点,采用自动安平精密水准仪及全站仪等仪器进行位移及沉降量的观测。
基坑开挖前测得初始读数。在开挖过程中,每天观测两次。如发现位移量较大或有突变时,则应加强观测,每间隔6小时观测一次;观测阶段由土方开挖开始至土方回填完毕。
将每次测定的位移及沉降量数据,填入表格,绘制各测点的位移量与时间关系曲线图。基坑回填完成后,再持续观测一周,每天两次,观测结果表明位移稳定后,停止观测,提交位移观测报告。
2)监测控制基准、警戒值
变形监测前根据本项目的客观实际情况和设计计算书,事先确定了位移及变形警戒值,据以判断变形、沉降是否会超过允许的范围,判断围护结构及建筑物是否安全可靠。否则需要改变施工顺序或调整支护设计参数。因此,确定监测项目的警戒值是至关重要的。
根据设计及规范要求,并结合我方多年实践经验,确定警戒点及警戒值:
a)警戒点:S-T曲线的突变点为警戒点,出现警戒点时应及时反馈信息。
b)警戒值:经综合考虑本工程允许最大水平及竖向位移量为30mm,当天最大水平及竖向位移量不超过3mm。
3)监测数据处理及信息反馈
随施工进度严格按要求进行上述各施工监测内容,监测人员根据开挖部位、步骤及时监测,及时绘制测值随时间变化图、速度变化趋势图、加速度变化趋势图,并依据变化曲线及速率判断相应测点的变化趋势,及时反馈于施工,必要时采用回归分析推测测试终值。
数据整理:把原始数据通过一定的方法,如按大小的排序,用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来,进行数据的数字特征值计算,离群数据的取舍。
数据的曲线拟合:在取得一定监测数据后,绘制位移时态变化曲线图,然后寻找一种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式,对下一阶段的监测数据进行预测,防患于未然。当检测数据出现警戒点或变形量超过警戒值时,分析原因,及时采取补救措施,必要时修改支护设计参数。
4)测试结果及分析
通过监测数据记录可看出,基坑开挖到底部后,围护孔桩达到最大桩顶位移,本项目最大值为靠近建设银行办公楼侧的一个观测点,其值为8.6mm,其余观测点的数值在3.5~7.9mm之间,均未超出安全区域。在进行基坑开挖初期,位移变化显著,后期逐渐减少直到停止,施工中没有产生位移突变现象。
周边建筑和管线监测记录表明,沉降量最大值为3.1mm,说明基坑土体处于稳定的安全状态。
6结束语
在本项目的支护设计中,针对周边建筑情况及地质构成,选择了使用钻孔灌注桩结合土针墙的综合支护方案,并对钻孔灌注桩的插入深度进行了计算。同时也对钻孔灌注桩的抗弯强度进行了验算,确保施工安全。
在后续基坑土方开挖及地下楼层施工过程中,基坑边坡未发生土方坍塌及支护变形超警戒值位移及其它危及施工安全的现象,证明采取的基坑围护方案是安全有效的。
前言:基坑变化细节监测和工程总体布置形式设计,如今已经被定义为深基坑工程安全质量完善期间的特定要素,其间对于钻孔灌注桩以及内部支撑单元产生更加严格的规范要求。可现实中,我国在基坑支护控制经验上仍旧处于单一落魄境遇,因此后期工程系统化覆盖指标不可避免地遗留某种滞后效应。这就需要研究主体结合施工现场试验数据、以往研究经验,加以科学整编演练,确保基坑监测创新形式的举措得以快速浮出水面。
一、针对基坑变形细节加以科学监控的现实意义论述
首先,技术人员在基坑挖掘期间会借助某类高新技术手段,将施工现场内部各类动态信息传输出去,可因为内部因素影响状况极为复杂,使得基坑和周围建筑物安全稳定性难以贯彻落实。由此,一切监测数据的搜集便是为了进一步掌控基坑内部结构参数变化状况,使得对应施工管制部门能够及时吸纳最新监测数据信息,避免今后施工方案创新改良和覆盖进度遭受不必要的限制作用。
其次,联合基坑变形监测数据加以精准解析调试,能够为各类建筑、生活设施威胁程度校验快速提供疏导线索。也就是说,一旦基坑变形程度超出预设要求,施工管制主体就可借助变形监控分析系统整编现场资料内容,确保施工方案得以快速改良和顺利落实。
最后,基坑内部任何险情预测和警告。施工期间一切安全事故,其实都与基坑施工监测人员正向态度相关,一旦任何数据校验分析不当,都会令现场失去控制,造成不必要的人员伤亡和成本损失结果。针对施工流程和深基坑各类变动参数加以解析,可以在合理期限范围内预测险情状况,为施工流程布置期间可能遭遇的不安问题提早加以预防补救。
二、深基坑变形状况监测分析的科学举措内容解析
(一)监测点的精确选取
监测点设置工作主要针对基坑开挖期间核心影响部位加以掌控,基本上会超出基坑预设深度两倍左右,如若想要在合理期限范围内获得合理经济效益,布置流程必须足够科学。技术人员在进行测点布设前期,有必要适当将核心注意力投射在基坑区域地质变动细节和维护方案设计层面之上,后期联合以往安全保护经验和支承控制理论,进行测点布置范畴和密度检验调试。客观层面理解,可以加以预埋的监测点必须在工程开始之前加以快速埋设,在对应工作稳定期限得以延续基础上,异质化静态初始值都应该测取完备。需要注意的是,有关沉降、位移的观测点有必要直接在被监测的物体之上安装。
(二)辅监测仪器的科学匹配沿用
主要结合施工现场地质检验结果,进行容易引起坍塌结果的位置埋设,全程沿着围护结构平行方向25m间距加以布置。需要注意的是,用于围护桩体结构的测斜管,大致上会在围护桩浇灌期间放入。具体规范流程如下所示:首先,技术人员有必要结合基坑整体开挖深度事先测斜管孔深确认目标,其实就是将基底标高特定支护结构的土体侧向位移数据暂且视为零,并且将其作为预测判定基准媒介。其次,快速将测斜管放置在底盖之上,并进行逐层组装。技术人员要做的是,详细检验内部导槽稳定性,确保其能够时刻和坑壁走向保持平行、垂直关系;再就是管内需注入合理数量的清水,持续到沉管到达孔底期间,在斜管、孔壁之间遗留的空隙,要用砂子逐层填实。最后,便是针对测斜管管口坐标、高程进行精确计算,提供明显的标示以保护管口位置。毕竟现场测量前期,技术人员始终须依照孔位科学布置指示图,进行钻孔列表结构完善布置。确保最终测量结果分析预测能够有据可依。
(三)监测频率的确认和科学调试
基坑工程监测频率,核心价值在于精准映射既定项目变化细节,技术人员可以考虑依照不同工程管理机动需求,进行监测方案精确调整。实际上,开挖期间监测间距不宜过长,持续到外界条件变化剧烈期间适当增加监测管控能效。需要注意的是,一旦说基坑冠梁衍生任何裂缝问题时,监管主体可以依照实际状况加以科学监测,针对单位裂缝宽度极限位置和末端进行观测标示匹配,其中裂缝观测周期主要依照现场数据变化速度而定。
另外,各监测点和监测基点要严格保护并做明显标记,施工过程中严禁破坏。监测应定人、定仪器、定时进行,不许漏测,开挖接近槽底时,应加强监测。对监测数据应如实记录,及时进行汇总、分析和评定,并根据变形趋势做出预报。监测中如发现变形异常,应及时提交变形资料以便及时进行处理。同时后期实践验证,边坡沉降控制在规定的沉降值范围内,并且在基坑开挖过程中,通过变形监测,施工方及时掌握基坑的各种变形值,对可能发生的安全险情,进行预防和安全措施补救,在整个基坑开挖过程中,基本未发生任何安全事故,施工工期得到有效保障,经济效益明显。
结语:综上所述,在进行深基坑开挖过程中内部变形状况监测方面,相关部门主张大力推动对应监测设备更新效率,确保当中边坡、附近管线的水平和竖向细节都得到合理检验,进一步为后期施工期间一切可能滋生的安全险情加以精准预测,防治。相信长此以往,必定为我国深基坑施工工期、社会经济效益指标完善奠定深刻适应基础,再就是为今后超大型深基坑变形精准监测和系统防护工作提供更多标准指导性建议。
参考文献:
[1]李永辉.黄土深基坑施工监测分析与数值模拟[D].西安建筑科技大学,2009.
随着我国经济的高速发展,高层、超高层建筑大量兴建,深基坑工程越来越多,而深基坑开挖和暴露期间的安全,会直接影响到周围建筑、公路、管线等的基础稳定。深基坑开挖后,由于土体平衡被打破而导致土应力发生改变,土体支护结构及本身出现变形,导致周边建筑物出现不同的沉降、位移、挠曲、倾斜和裂缝等现象,因此在基坑施工过程中,不仅要对基坑及周边建筑物进行连续的变形观测,也要对发现的问题,及时采取措施,做好预防工作,确保建(构)筑物的安全。
一、基坑变形
(一)基坑变形概述
基坑在开挖施工过程中由于受基坑土质、开挖深度及尺寸、周围荷载、支护系统及施工方法等诸多因素影响,变形将是不可避免的。尽量减少基坑开挖对周边环境的影响。加强对基坑周边建筑物、基坑土体及支护桩的位移等进行变形监测。尽可能的对它们在后续施工中的变形进行预测。了解其有无较大的不均匀沉降,以便采取有效的补救措施等,是现代建筑基坑施工中面临的必须解决的重要问题。
(二)基坑变形机理
深基坑无论是哪种形式的变形,究其原因,主要是由于基坑开挖而导致的基坑周围地层移动。基坑的开挖过程是基坑开挖面上卸载的过程,卸载会引起土体在水平或者垂直方向上原始应力的改变。随着基坑的开挖,水平方向上由于坑内外土压力的作用而使围护结构产生位移,周边地表产生沉降。垂直方向上由于基坑内外高差所形成的加载和地面各种超载的作用而使坑底产生向上的隆起。这就是基坑变形机理
二、基坑变形监测
(一)基坑变形监测的目的
在基坑施工过程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件等复杂因素的影响,很难单纯从理论上预测施工中遇到的问题。基坑工程的设计预测和预估只能够大致描述正常施工条件下,围护结构与相邻环境的变形规律和受力范围,仅此是不够的,还必须在基坑开挖和支护施工期间开展严密的现场监测。基坑工程施工及地下结构施工期间,应对基坑支护结构受力和变形、周边建筑物等保护对象进行系统的监测,通过监测,及时掌握基坑开挖及施工过程中支护结构的实际状态及周边环境的变化情况,做到及时预报,为基坑边坡和周边环境的安全与稳定提供监控数据,防患于未然;同时通过监测资料与设计参数的对比,可以分析设计的正确性与合理性,科学合理的安排下一步工序,必要时及时修改设计,使设计更加合理,施工更加安全,相邻建筑物不受施工的危害。在实际施工中我们经常采用信息化施工的方法,实施边施工边监测,并及时反馈监测结果。通过信息化施工,监测小组与驻地监理、设计、业主及相关各方建立良性的互动关系,积极进行资料的交流和信息的反馈,进一步优化设计,调整方案,确保工程施工的顺利进行和构筑物的安全。
(二)基坑变形监测的内容
(1)水平位移监测。围护结构顶部水平位移是围护结构变形最直观的体现,是整个监测过程的重点。围护结构变形是由于水平方向上基坑内外土体的原始应力状态改变而引起的地层移动。基坑开挖时水平方向影响范围为1.5倍开挖深度,水平位移及沉降的监测控制点一般设置在基坑边2.5~3.0倍开挖距离以外的稳定区域。变形监测点的布置和观测间隔应遵循以下原则:间隔5~8m布设一个变形监测点,在基坑阳角处、距周围建筑物较近处等重要部位适当加密布点。基坑开挖初期,可每隔2~3d观测一次;开挖深度超过5m到基坑底部的过程中,可适当增加观测次数,以1d观测一次为宜。特殊情况要继续增加监测频次,甚至实时监测。
(2)垂直沉降观测。沉降监测高程控制网测量:采用独立水准系。在远离施工影响范围以外两侧各布置一组稳固水准点。沉降变形监测基准网以上述永久水准基准点作为起算点,组成水准网进行联测。
(3)沉降监测。基坑围护结构的沉降多与地下水活动有关。地下水位的升降使基底压力产生不同的变化,造成基底的突涌或下陷。通常使用精密电子水准仪按水准测量方法对围护结构的关键部位进行沉降监测。观测的周期、时间和次数,应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。
(4)倾斜监测。倾斜监测应根据监测对象的现场条件,采用垂准法或外部投点法。垂准法应在下部测点上安置光学垂准仪或激光垂准仪,在顶部监测点上安置接收靶,在靶上直接读取或量取水平位移量与位移方向。外部投点法应采用经纬仪瞄准上部观测点,在底部观测点位置安置水平读数尺直接读取倾斜量,换算成倾斜度。经纬仪正、倒镜法各观测1次取平均作为最终结果。
(5)裂缝监测。地基发生不均匀沉降后,基础产生相对位移,建筑物出现倾斜。倾斜使结构上产生附加拉力和剪力,当应力大于材料的承载能力时即会出现裂缝。裂缝多出现在房屋下部沉降变化剧烈处附近的纵墙。对裂缝的观测应统一编号,每条裂缝至少布设二组(两侧各一个标志为一组)观测标志,裂缝宽度数据应精确至0.1mm,一组在裂缝最宽处,另一组设在裂缝末端。并对裂缝观测日期、部位、长度、宽度进行详细记录
(6)道路、管线变形监测。基坑开挖过程中,应同时对邻近道路、管线等设施进行水平位移和沉降观测。尽可能以仪器观测或测试为主、目测调查为辅相结合,通过目测对仪器观测进行定性补充。例如:目测调查周围地面的超载状况,周围建(构)筑物和地面的裂缝分布,周围地下管线的变位与损坏,边坡、支护结构渗漏水状况或基坑底面流土流砂现象。
(三)基坑工程监测仪器
(1)水准仪应用于基坑围护结构的沉降观测。基坑周围地表、地下管线、四周建筑物的沉降。基坑支撑结构的差异沉降。确定分层沉降管、地下水位观测孔、测斜管的管顶标高。
(2)经纬仪可以用作周围建筑物、地下管线的水平位移测量。主要用在:围护结构的顶面及各层支撑的水平位移和测斜管顶的绝对水平位移测量上。
(3)测斜仪按其工作原理有伺服加速度式、电阻应变片式、差动电容式、钢弦式等多种。比较常用的是伺服加速度式、电阻应变片式两种,伺服加速度式测斜仪精度较高,目前用得较多。
(4)钢筋计可用于测量基坑围护结构沿深度方向的应力换算为弯矩。基坑支撑结构的轴力、平面弯矩。结构底板所受弯矩。另外还有土压力计和孔隙水压计。
三、工程案例分析
某工程地下2层,用作地下停车库。基坑开挖深度(场内地面计起)平均8.25m,平面面积约5476m2,基坑周边长约329m。基坑支护结构形式为:①为防止边坡出现较大的变形,边坡支护采用刚度较好的“人工挖孔桩+预应力锚索”支护结构;②在支护桩外侧采用单排深层搅拌桩止水,防止基坑开挖引起四周地下水位下降,导致周边建筑物开裂并危及市政管线的安全;基坑侧壁安全等级为一级。
(一)水平位移监测
水平位移监测主要采用极坐标法。本项目支护结构顶部水平位移监测点沿基坑四周布设,共设20个,根据《工程测量规范》和JGJ/T897《建筑变形测量规程》中对水平位移变形测量的有关细则和二等水平位移测量精度要求进行。采用莱卡全站仪进行观测,在被测设的点位上可以安置棱镜的条件下,用极坐标法放样观测墩中心位置并检查是否稳定。在稳定的的前提下,以观测墩为基础对监测点进行变形监测,按计算的放样数据角度和距离测设点位。采取多个测回测量取其平均值减少角度误差;用多次观测法;对全站仪进行精密检定;选择在温度稳定,湿度变化不大的天气观测等,以减少测距误差。
式中a、b分别为测距仪固定误差和比例误差。可见,位移点点位误差与观测距离和测角中误差均成正比例关系。根据上面公式和方法得表1。
观测结果表明,基坑南侧A02测点的最大变形速率达0.2mm/d,整个监测过程最大位移量为A13测点的1.6mm,均超出设计报警值。由于此期间业主、监理及施工单位根据实际情况及时采取基坑周边禁止堆放超重荷载、局部加固等有效措施,位移量及变形速率开始减小,变形量未再继续发展。在土方开挖过程中,根据监测反映的情况采取一系列相应措施,基坑变形幅度不大,变形速率变缓且趋于稳定,最终监测到的最大位移量为A13N点的1.6mm。由最后1个监测周期数据可计算出各监测点的变形速率均小于0.1mm/d,说明基坑水平变形微小,基坑已趋于稳定。由于作业员细心观测,点位中误差均在毫米级水平,达到了监测的要求。
(二)沉降观测
沉降观测采用工程测量方法,监测仪器使用精密电子水准仪,观测精度为0.3mm,观测时按照精密水准测量(国家二等水准测量)的技术要求进行。观测路线要固定,观测时要前后视距相等,采用后一前一前后的观测顺序,测站数尽可能为偶数,一个测站调焦一次,前后视距用钢尺丈量,往返观测形成闭合环线,闭合差限差为± (n为测站数)。
沉降监测基点为标准水准点(高程已知),监测时通过测得各监测点与水准点(基点)的高差h,可得到各监测点的标准高程Ht,然后与上次测得的高程值进行比较,其差值H即为该测点的沉降值。
观测结束后对观测成果进行整理,待观测数据各项限差满足《规范》要求后,采用测量平差软件进行严密平差,求得各点高程并作精度评定(表2)。
由表2可以看出监测点的最大沉降均在规范要求的限差范围内,建筑物及地表的观测点的日沉降量均小于等于0.1mm/d。一般性观测项目的日沉降量在0.1—0.104mm/d之间,可认为沉降已趋于稳定,所以可以认为该建筑物及地表的沉降处于稳定状态。
参考文献:
1高层建筑基坑工程变形监测的目的
高层建筑基坑变形监测,就是通过对所观测基坑的变形量进行分析,发现基坑的安全隐患,危害程度,从而达到早发现、早预防、早处理,确保基坑及人的生命财产安全。在高层建筑基坑工程变形监测中,一旦监测发现支护结构变形异常,立即向业主和施工方发出警报,基坑施工方应立即调整施工方案或做好加固措施。同时,通过对基坑变形监测,掌握变形大小、速率,分析产生的原因,数据变化规律,达到验证设计是否合理,为今后建筑结构设计和地基基础设计积累经验。
2高层建筑基坑工程变形监测方案的编制原则
监测人员在基坑监测之前必须针对基坑的实际情况制定详细的监测方案。基坑监测方案的内容大致包括基坑的概况、基坑监测的依据、基坑的安全级别、基坑监测的项目、基准点及监测点的布置、检测方法及精度、监测人员及主要仪器设备、监测频率、监测报警值、出现险情的监测预案、监测数据记录及处理方法、监测信息的反馈制度等。对于地质和环境复杂,周边有历史文物、重要古建筑、地铁、隧道或管线、严重事故,重新组织施工的基坑必须组织专家进行方案论证。总之,编制方案要详细,监测项目要全面,监测方法要得当,检测人员要专业、仪器设备要满足相应等级精度要求,基准点和监测点布点要均匀,监测频率要恰当,报警值要准确。同时,基坑监测方案还应上报业主、设计单位及质量管理部门认可,确保监测方案具有针对性和可操作性,能准确反映基坑的变形情况。
3高层建筑基坑工程水平位移监测网、观测点的建立及监测方法
基坑水平位移监测首先要建立水平位移基准点控制网,控制网一般由3~4个基准点组成,基准点应选在基坑开挖影响范围以外,一般应选在基坑开挖深度3倍以外的非变形区,基准点之间组成闭合环,采用四等导线网精度进行测角、测边,连续观测3次,利用平差软件进行导线计算,取平均值作为水平位移基准点初始值。坐标可以国家点联测,也可以建立独立坐标系统。其次是建立基坑水平位移监测点,根据规范要求,监测点应埋在冠梁顶部,沿基坑周边布置,在周边中部、阳角处应布设监测点,监测点水平间距不宜大于20m,每边监测点数目不宜少于3个。水平位移监测应根据现场作业条件,采用全站仪测量、卫星导航定位测量、激光测量或近景摄影测量等方法。基坑顶部水平位移监测频率的确定,根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497—2009)表7.0.3,例如某基坑安全级别为一级,设计开挖深度12m。
4高层建筑基坑工程竖向位移监测网、监测点的建立及监测方法
基坑顶部竖向位移监测首先要建立基准点控制网,基坑竖向位移基准点一般与水平位移基准点共用,采用二等水准测量方法连续观测3次,平差后取平均值作为基准点的竖向位移初始值。其次是建立基坑竖向位移监测点,基坑竖向位移监测点一般与水平位移监测点共用。基坑竖向位移监测应根据现场作业条件,采用水准测量、静力水准测量或三角高程测量等方法。基坑顶部竖向位移监测频率与顶部水平位移监测频率相同,此处不再重复。
5高层建筑基坑工程支护结构或土体深层水平位移监测点的建立及监测方法
为了掌握支护结构或土体内部微小变化,及时掌握基坑受到的侧向压力有多大,对基坑安全是否产生不良影响。必须对基坑支护结构或基坑周边土体进行深层水平位移监测。深层水平位移监测,首先要埋设测斜管,测斜管的长度不能小于支护结构的深度,如果是埋设在土体中,测斜管的长度不宜小于基坑开挖深度的1.5倍。埋设测斜管时,要注意把管底密封,防止泥沙倒灌到管子里,钻孔与测斜管之间缝隙用细沙填充密实;在埋设时注意把一对导槽的方向与所测量的位移方向保持一致,即对准基坑方向,同时要做好管口保护装置,防止管口遭到破坏或杂物堵塞。其次是现场观测,采用测斜仪分段采集,一般按照500mm采集一点,从底部向上采集,首次连续采集3次,取平均值作为该孔的初始值。第二次现场观测时,测斜仪同样从底部原来位置开始采集,如果支护结构或土体产生变形,测斜仪会根据导轮产生的倾角和固定采集的高度自动计算该点的位移量。1
6高层建筑基坑工程地下水位监测点的建立及监测方法
水位监测点应沿基坑周边、被保护对象(如建筑物、地下管线等)周边或在两者之间布置,监测点间距宜为20m~50m。相邻建(构)筑物、重要的地下管线或管线密集处应布置水位监测点;如有止水帷幕,宜布置在止水帷幕的外侧约2m处。水位监测管的埋置深度(管底标高)应在控制地下水位之下3m~5m。采用钻孔法埋设水位管,水位管管壁开有渗水孔,在下沉之前要使用纱布把水位管缠绕,管底要密封,防止沙子泥浆进入管内,钻孔与水位管之间缝隙用细沙填充,管口做好保护装置,防止管口遭破坏或杂物堵塞管口。水位管埋设完成后,利用水准仪联测基准点,严格测出管口标高WO。地下水位采用水位仪观测,将水位仪缓缓放入水位管中,当碰到水面时接收机会发出蜂鸣声,上下多放几次,准确读出水位仪绳子上的读数,记录水位仪深度Wi,根据公式W=WO-Wi(W代表本次水位标高,WO代表管口标高,Wi代表本次水位仪深度)。
7高层建筑基坑工程变形常见监测项目报警值
根据基坑的支护类型不同,各级别基坑监测报警值大小各不相同,现以某一级基坑为例,基坑支护结构类型为灌注桩,其各项监测报警值应符合表2规定。
8监测数据处理与结果分析
每期基坑监测项目完成后,要及时对各项目数据进行整理,首先依据测量误差理论和统计检验原理对获得的观测数据及时进行平差计算处理,并计算出各期的变形量;其次要对监测点进行变形分析,当两期的变形量符合公式时,可以认为两期之间没有变形或变形不显著:Δ<2μQ(其中Δ表示两期间的变形量,μ表示单位权中误差,可取两期平差单位权中误差的算术平均值,Q表示监测点变形量协因数);再其次就是对各项目多期变形观测成果建立反映变形量与变形因子关系的数学模型,对引起变形的原因作出分析和解释,必要时还应对变形的发展趋势进行预报。
9结束语
总之,要做好高层建筑基坑工程变形监测,要从监测方案入手,制定好各个监测项目的监测点埋设及监测方法,明确各监测项目的报警值,每期监测结束,要及时处理数据,对监测点稳定性进行分析,同时还要建立变形量与变形因子关系数学模型,对基坑引起变形的原因做出分析和解释,必要时还要对变形的发展趋势进行预报,确保基坑工程在施工过程中的安全稳定,同时确保高层建筑地下室施工安全。
参考文献:
一、工程概况
某地拟建全科医生临床培训基地大楼。拟建大楼由1栋17层主楼5层裙房组成,满布2层地下室。该工程基坑南北长约86m,东西平均宽度约40m。开挖深度13.8m,基坑一次开挖完成。坑底标高-13.8m,基坑挖深自然地面以下13.0m,场地地下水位埋深约8.0米,水位降到基地下0.5-1.0m,考虑电梯井与集水坑深度1.5m,该工程水位降深按7.0m计算。水位降深影响范围约380m。降水井设计16眼,沿基坑(础)周边布设,距基坑(础)边缘0.5-1.5m。
本基坑工程采用二级支护。支护上部5m采用放坡土钉墙支护;下部8.8m采用桩锚支护,排桩支护上部设有冠梁,锚索为1桩1索。基坑侧壁安全等级为二级。基坑设计时限为12个月。
二、监测设计分析
本项目基坑周边有道路、17层的大厦、地下管线等,对工程施工影响相当敏感,应严格控制土体的变形,确保周边大楼、管线的安全和正常使用。因此,本工程应对基坑本体、周边建筑物、道路和地下管线作重点监测。在基坑桩基施工期间,须周期性对周边环境进行观测,及时发现隐患,并根据监测成果相应地及时调整施工速率及采取相应的措施,确保道路、市政管线及建(构)筑物的正常使用。
根据本工程的要求、周围环境、基坑本身的特点及相关工程的经验,按照安全、经济、合理的原则,测点布置主要选择在基坑开挖深度2倍以内范围布点,拟设置的监测项目如下:地面沉降、基坑顶部水平位移监测;基坑侧壁的侧向位移监测;锚桩支护锚索内部应力监测;④周边道路及地面沉降;⑤周边管线变形;⑥周边建筑物监测;⑦地下水位、降水含沙量。
三、监测方案
为了保证所有监测工作的统一,提高监测数据的精度,使监测工作更为有效的指导整个工程施工,监测工作采用整体布设,分级布网的原则。首先布设统一的监测控制网,再在此基础上布设监测点(孔)。
(一)精度要求
在监测工作中,监测精度满足以下要求:
高程采用国家二级水准测量,进行闭合路线或往返观测。按照要求水准测量观测点测站高差中误差精度为±0.5mm。观测前对水准仪进行“i”角检测,其“i”角小于15"即符合规范规定要求。每次观测的高程中误差均小于±0.5mm。
测斜仪的系统精度不宜低于0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。平面位移监测精度不大于1mm。
(二)仪器选择
本项目投入仪器设备水准测量采用数字水准仪配合精密数字条码水准尺,其标称精度为±0.5mm。平面控制点测量采用全站仪,其标称精度为:测距1mm+0.5ppm,测角1"。深层土体水平位移监测采用抗冲击智能数显滑动式测斜仪及其配套的PVC测斜管,测斜观测精度(灵敏度)0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。锚索应力监测采用锚索计测定。地下水位监测采用钢尺水位计,测量重复性误差为±2.0mm。地下水含沙量测定采用含沙量测定仪。
(三)监测详细设计
1.垂直位移监测
高程控制网测量是在远离施工影响范围以外,布置3个以上稳固高程基准点,这些高程基准点与施工用高程控制点联测,沉降变形监测基准网以上述稳固高程基准点作为起算点,组成水准网进行联测。基准网按照国家Ⅱ等水准测量规范和建筑变形测量规范二级水准测量要求执行。
监测点垂直位移测量按国家二等水准测量规范要求,历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等水准闭合或附合线路,由线路的工作点来测量各监测点的高程,各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定(两次取平均),某监测点本次高程减前次高程的差值为本次垂直位移,本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移。
2.监测点水平位移监测
基坑顶部水平位移监测采用视准线法。在某条测线的两端远处各选定一个稳固基准点A、B, 经纬仪架设于A点,定向B点,则A、B连线为一条基准线。观测时,在该条测线上的各监测点设置活动觇板,在觇板上读取各监测点至AB基准线的垂距E,某监测点本次E值与初始E值的差值即为该点累计水平位移,各变形监测点初始E值均为取两次平均的值。
排桩支护上部冠梁上分段埋设水平位移监测点位,采用全站仪测定坐标方法测定冠梁水平位移。
3.侧向位移监测
围护结构侧向位移监测在基坑围护地下钻孔灌注桩的钢筋笼上绑扎安装带导槽PVC管,测斜管管径为Φ70mm,内壁有二组互成90°的纵向导槽,导槽控制了测试方位。埋设时,应保证让一组导槽垂直于围护体,另一组平行于基坑墙体。测试时,测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底,在恒温一段时间后,自下而上逐段(间隔0.5米)测出X方向上的位移。同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。在基坑开挖前,分二次对每一测斜孔测量各深度点的倾斜值,取其平均值作为原始偏移值。
坑外土体侧向位移监测采用钻孔方式埋设时可用Φ110钻头成孔,钻进尽可能采用干钻进,埋设直径为Φ70的专用监测PVC管,下管后用中砂密实,孔顶附近再填充泥球,以防止地表水的渗入。
4.立柱桩垂直位移监测
由于基坑内土方的开挖,坑内土体卸载造成坑底土体回弹,带动立柱上升,回弹量的大小关系到围护结构的稳定性。采用瑞士WILD NA2自动安平精密水准仪来测试。
5.锚索应力监测
锚索应力采用锚索计测定,锚索计安装在锚索的端部。锚索计须在锚索安装后加力前安装好,测量其初读数,锚索施加预应力后再次进行量测。
6.坑外潜水水位观测
对于水位动态变化的量测,可在基坑降水前测得各水位孔孔口标高及各孔水位深度,孔口标高减水位深度即得水位标高,初始水位为连续二次测试的平均值。每次测得水位标高与初始水位标高的差即为水位累计变化量。基坑内水位变化观测一般由降水单位实施,可采用降水井定时停抽后量测井内水位的变化。
7.周边地下综合管线垂直、水平位移监测
取距施工区域最近的管线;取硬管线(如上水,煤气,下水等);取埋设管径最大的管线;一条路上尽可能取一条最危险的管线设直接监测点;监测点尽可能设在管线出露点,如阀门、窨井上。对于监测的管线不便设置直接点的尽可能以管线敞开井、阀门井、窨井等的井口地面结构直接观测。具体布点时应针对不同管线性质以及与基坑的距离关系,确定不同监测力度,密切观测其变形状况。
8.周边建筑物垂直位移、水平位移、裂缝监测
对3倍基坑开挖深度范围内的主要建筑物进行垂直位移监测,并注意裂缝观测。在基坑开挖施工以前对建筑物外观进行观察,对能布点的主要裂缝设置裂缝监测点进行观测。
9.含沙量测定
只需利用含沙量测定仪测定周边沉降管井内含沙量。
四、监测频率与资料整理提交
(一)监测初始值测定
为取得基准数据,各观测点在施工前随施工进度及时设置,并及时测得初始值,观测次数不少于2次,直至稳定后作为动态观测的初始测值。测量基准点在施工前埋设,经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点不少于3个,并设在施工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采取有效措施,保证其在整个监测期间的正常使用。
(二)施工监测频率
根据工况,合理安排监测时间的间隔,做到既经济又安全。根据以往同类工程的经验,拟定监测频率。最终监测频率须与设计、总包、业主、监理及有关部门协商后确定。现场监测将采用定时观测与跟踪观察相结合的方法进行。监测频率可根据监测数据变化大小进行适当调整。监测数据有突变时,监测频率加密到每天二~三次。各监测项目的开展、监测范围的扩展,随基坑施工进度不断推进。
(三)报警指标
监测报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制,累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。工程报警指标须得到有关单位的确认。
(四)资料整理、提交及流程
在现场设立微机数据处理系统,进行实时处理。每次观察数据经检查无误后送入微机,经过专用软件处理,自动生成报表。监测结果当天提交给业主、监理、总包及其它有关方面。
现场监测工程师分析当天监测数据,及累计数据的变化规律,并经项目负责人审核无误后当天提交正式报告。如果监测结果超过设计的警戒值即向建设方、总包方、监理方发出警报,提醒有关部门关注,以便及时决策并采取措施。同时根据相关单位要求提供监测阶段报告,并附带变化曲线汇总图;监测工程结束后一个月内提供监测总结报告。
五、结束语
1)对于大面积深基坑的支护,可以采用合理监测方案,配合合理的设计与施工,变形控制可取得预期的效果。
2)在两级基坑支护中,二级基坑对一级基坑变形的影响较大,因此在两级基坑的设计及施工中应严格监测控制二级基坑的变形。
3)应随着测量仪器、测量方法等技术条件的提高,而随时更新监测方案。
参考文献
[1] 黄声享,尹晖,蒋征.变形监测数据处理[M]. 武汉:武汉大学出版社, 2004
[2] 工程测量规范 GB 50026-2007. 中国人民共和国国家标准[S]. 北京: 中国计划出版社,2008
Analysis and application of deformation monitoring technology for deep foundation pit
Hao Xiao-dong
(Hohhot Urban Rail Transit Construction Management Co., LtdInner MongoliaHohhot010020)
【Abstract】In supporting structure for deep foundation pit monitoring as a case study, analysis of the horizontal displacement, the settlement of the surrounding buildings, the anchor pres-tress loss and groundwater level changes, and analysis of monitoring results of the foundation pit, according to the monitoring results to take preventive measures, the full use of information technology construction method, effective to ensure pipeline safety and road construction of foundation pit and surrounding buildings and structures.
【Key words】Deep foundation pit engineering; Deformation monitoring; Supporting structure; Information construction
随着城市现代化进程的加快,高层、超高层建筑竞相发展,随之而来的深基坑工程越来越多,其开挖深度也越来越深。由于深基坑工程施工期(自基坑开挖至基坑回填)较长、施工场地狭窄、受自然气候、复杂的工程地质条件等因素影响大,所以深基坑施工往往施工条件差、安全隐患很大。为了减少外部因素对支护结构的工作状态和基坑的稳定性带来不利的影响,消除安全隐患,在基坑开挖过程中,应对周边环境安全信息(房屋沉降、房屋倾斜及裂缝、地面沉降)、基坑边坡稳定信息(顶部垂直及水平位移、土移)、地下水位动态变化信息进行监测。为了准确地掌握基坑特别是深基坑工程在施工过程中的变形情况,需从基坑主体结构、围护结构、地下水位和相邻环境等诸多方面对基坑进行全面的变形监测。
1. 工程概况
(1)该项目拟建高171米。总建筑面积:268214.4m2。设5层地下室,地下室开挖深度-21米。建筑主体组合成L型布局,通^底部五层裙楼将主体建筑连接为一整体。1、2号办公楼与3号楼(办公及酒店)在造型上结合成一体,1、2号办公楼地面40层,3号楼(办公及酒店)45层。地基基础设计等级为甲级, 1、2号楼中筒采用筏板基础,筏板厚度3.0米,框架柱下采用柱下独立基础。3号楼主楼全部采用筏板基础,筏板厚度3.0~3.4米,局部柱下设柱帽。
(2)本工程基坑安全等级为一级,由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑支护结构的水平和垂直位移进行监测,以确保基坑安全。变形监测应贯穿基坑施工整个过程,既从基坑开挖起,到基坑回填为止。
2 基坑位移变形观测点的设置
在支护结构应力比较集中的部位(基坑变形最敏感的部位)和基坑周边对变形比较敏感的部位(包括临近建筑的墙体)设监测点,设置水平位移监测点17个,沉降监测点13个,支护桩钢筋应力及锚索拉力监测桩8根,地下水位监测点30个。以上观测点可根据现场实际情况进行增设和调整位置,并保证观测点的有效性和不被破坏。在基坑变形影响范围外设2个基准点。如图1所示。
(1)基准点设置:基准点应设在变形影响范围之外的便于长期保存的位置,至少有2个可靠点作为基准点。
(2)工作基准点设置:工作基点是变形监测中起联系作用的点,是直接测定变形观测点的依据。应放在靠近观测目标的地方,在通视条件较好或观测点较少的工程中可不设工作基准点,在基准点上直接观测变形监测点。
(3)变形监测点设置:变形监测点应设在变形体上,且设在能反映变形特征的位置。
3. 基坑变形监控值
监控值是指设计过程中的控制值,有时可用最大允许值作为监控值。报警值是指施工过程中需要采取应急措施的(警戒)值。
对本工程,支护结构水平位移:监控值为30mm,报警值为25mm。基坑周边地面沉降:监控值为20mm,报警值为15mm。
4. 监测计划
本工程按如下要求进行监测:
(1)基坑开挖前观测一次,获取原始数据。
(2)开挖第一层后每天观测一次,直至土方开挖至设计标高。
(3)开挖到位后,每2天观测1次,直到稳定为止。
(4)特别加强雨天及雨后的监测,并对各种可能危及支护安全的因素予以充分考虑。
(5)观测中出现异常情况时,加密观测次数。
变形监测信息分析:对基坑变形监测的信息,应及时进行分析,分析结果表明基坑变形位移超出容许值时,应停止基坑开挖,采取行之有效的应急措施。
5. 基坑变形监测内容
5.1施工前的监测内容。
施工前,施工单位应会同建设单位、监理单位、及临近建筑物户主、地下设施的有关单位,对基坑周边既有建筑物的裂缝等情况进行测量、拍照或录象工作,作好周边建筑物情况的原始记录。
5.2施工过程的监测内容。
(1)支护结构和被支护土体的水平位移变形观测。
(2)相邻建筑物及周边管线的沉降:在两倍基坑深度范围内的建筑物外墙上或重要管线上设置沉降观测点(设置点距地面200-1000mm,便于塔尺立在上面)。
(3)支护桩钢筋应力及锚索拉力监测。
(4)基坑渗漏水及地下水位变化观测。
6. 小结
综合以上技术手段,对于基坑工程进行了基坑围护桩体水平位移监测、基坑围护桩顶水平位移监测、基坑围护桩顶垂直位移监测、基坑外侧地表沉降监测、基坑外侧土体水平位移监测、基坑外侧土体分层沉降监测、基坑外侧深层水位监测等,为基坑安全施工提供了重要保障,减少了外部因素对支护结构的工作状态和基坑的稳定性带来不利的影响,消除安全隐患。为及时准确地掌握基坑结构和周围构筑物的状态提供了依据。
参考文献
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[2]林宗元,岩土工程试验监测手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005:668-717.
[3]建设综合勘察研究设计院,中华人民共和国行业标准-建筑变形测量规范[S].北京:中华人民共和国建设部,2008:12~50.
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着城市建设的高速发展,高层建筑越来越多,基坑工程施工朝着开挖深、工作面窄、周边房屋及地下管线近的特点发展。当前,基坑工程监测与设计、施工同被列为深基坑工程质量安全保证的三大基本要素。基坑工程监测已成了工程建设必不可少的重要环节,同时也是指导正确施工,避免安全事故发生的必要措施,是一种信息技术。
1.主要监测内容
深基坑工程监测应以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主,以现场目测为辅。深基坑工程监测的主要内容包括:变形监测、应力监测、地下水动态监测三个方面。深基坑工程监测工作应根据设计要求、基坑周边环境状况及开挖施工方案等在基坑开挖前制定监测方案。监测方案应主要包括下列内容:
①监测目的、监测项目、监控报警值、监测方法与精度要求等;
②各监测项目的实施细则,包括监测仪器、监测点的布置、观测周期、工序管理和记录制度等;
③信息反馈体系。各种监测的具体对象、方法。
监测项目的选择应根据基坑工程的安全等级而定,可以分为必需进行的项目和有条件时宜进行项目两类。
2.支护结构的变形监测
支护结构的水平位移及沉降观测是基坑变形监测工作的重要组成部分,具有直观、操作性强等特点,所以一般的基坑变形监测都将其作为一个主要内容。它包括以下几项基本要素:
(1)基准点。观测基准点要求稳固,应设在开挖和降水影响范围以外,数量不得少于2个。
(2).观测点。在基坑周边一定间距布置的水平位移监测点间距不宜大于20m,在关键部位宜加密测点,监测点的布置应满足监控要求。
(3)观测精度。观测的基本精度要求,应根据观测对象的容许变形范围、变形速率、观测周期等多种因素综合分析确定,可分为高精度和中等精度两类。
(4)观测频率。基坑开挖施工期间,每天应有专人进行现场目测。现场检测人员应及时分析各种监测资料,捕捉险情发生前的种种前兆信息,实现险情预报。监测的时间间隔应根据施工的实际情况确定。
(5)观测资料整理。每次水平位移观测要求记录各个观测点的位移量、累计位移量、位移速率等。每次沉降观测要求计算出各观测点的高程、累计沉降量、本次沉降量、沉降速率。观测期间应根据各个勘察观测成果绘制沉降-时间关系曲线图、水平位移-时间关系曲线图、沉降-水平位移-距离关系展开曲线图等,方便对数据进行科学分析。
3.全站仪直接坐标监测
目前水平位移及沉降观测通常采用全站仪直接坐标法,全站仪直接坐标法采用的仪器一般是采用双轴补偿器的170m免棱镜测距的Leica TCR402 power,该仪器测距精度为2mm+2ppm,测角精度(水平角和垂直角)为2";性能相对其他仪器较稳定。该仪器测高程的精度略高于S3型施工用水准仪,在安全等级要求“一般”的工程项目中完全可以用该全站仪测高程以取代S3型水准仪。当然沉降观测精度要求比较高的工程项目,该仪器测高程就无法达到其精度要求了。
水平位移变形观测点的设置采用贴上述(4cm×4cm)Leica棱镜反光片于(100mm×50mm×500mm)木桩侧面上,木桩用C20混凝土固定于桩顶梁或基坑边坡坡顶处(在桩顶梁上预留锚固钢筋或钎入锚固钢筋于坡顶土体里,使该处桩顶梁或坡顶土体的位移变形与棱镜反光片变形观测点同步);所有位移变形观测点棱镜反光片对准方向均为仪器测站,每一项目均只设一站仪器测站。仪器站的设置必须能同时与该项目所有位移变形观测点和两个以上的首级控制点通视。
4.全站仪直接坐标法监测的误差分析
(1)控制点间的点位误差;
(2)测站仪器的误差(仪器的测距精度、测角精度,仪器对中误差,气压及温度的影响);
(3)变形观测点处来源于棱镜反光片、手持棱镜杆(或架)、手持Mini棱镜杆的误差。
仔细分析这三方面的误差来源,控制点点位误差一般可以控制在±3mm;(6cm×6cm) Leica棱镜反光片若采用激光对中器对中、每次观测前设置好仪器的气压和温度改正,仪器站误差可以控制在+2mm内。上述第三项误差才是最主要的误差来源,采用棱镜反光片和采用上述固定棱镜反光片的方法误差可控制在+2mm。若控制点也采用(6cm×6cm)Leica棱镜反光片和使用方向、距离后方交会时,前三项误差可控制在±3mm。第三项误差在使用Mini手持棱镜杆时误差有时可大到±20mm,因为该棱镜杆在长期的使用过程中会弯曲变形。
5.结论
全站仪直接坐标法是目前位移变形观测的首选,使用(6 ×6cm) Leica棱镜反光片作为首级控制点和变形观测点,能较有效地提高位移变形观测的精度,避免了许多因转仪器站控制点和设置反光前视棱镜的人为的误差来源,使测量成果更真实可靠。
一、工程概述
梅江水岸位于梅州市城区新中路与梅水路交叉口西北侧,拟建地上23层住宅楼,设2层地下车库,基坑开挖最深位置按地面以下9.80~10.50m考虑。根据拟建项目基坑支护总图,基坑支护结构设计为:基坑上部4.50m范围内采用1:1人工放坡;4.50m以下采用C30旋挖灌注啮合桩(直径1.20m,间距1.10m)+排桩的支护方案。
二、监测技术方案
1.监测技术方案。基坑工程的监测是基坑工程设计的必要部分,基坑和支护结构的监测应根据支护结构的重要性、周边环境的复杂性和施工的要求而定。选适合的监测手段是监测工作的第一任务,保证监测项目顺利的完成,综合基坑的监测的基本原则及本项目基坑监测的设计要求,基坑特点,周围的环境,确定如下监测方法:变形测量点有:控制点和观测点(变形点)。控制点包含基准点、工作基点和联系点、检核点、定向点等,各种测量点要按照以下要求选设和使用。2.监测平面控制网点和水平位移观测点的布设及初始值的观测。网点布设按两个层次布设,即由控制点组成控制网,由观测点及所联测的控制点组成扩展网。各种测量点按下列要求选设和使用:(1)为了便于长期保存的稳定位置,基准点要选设在变形影响范围以外。使用的时候要作稳定性的检查或校准,并要以稳定或者相对稳定的参考点当做测定变形的参考点。(2)工作基点选要设在靠近观测目标的位置,且要便于联测观测点的相对稳定位置。初始值的观测要在基坑开挖之前来进行,要独立观测2次,初始值2次观测时间间隔要尽可能短,取2次观测的平均数当作初始值,水平位移的观测值要以初始值当作基准。(3)观测点(变形点)选设在支护结构桩(墙)顶,并能反映变形特征的位置。一般围护墙水平位移观测点:在支护桩顶部(冠梁)沿线路纵向基坑两侧每隔约20米布设一个水平位移监测点。测点采用焊接在冠梁顶面。测点布设后,就开始观测了,并即时填写水平位移观测点和埋设考证表,要记录好测点的埋设时间、具置、初始数据等数据。(4)数据采集方法水平位移的监测要按照布置好了的工作基点,主要由小角度法、极坐标法,前方交会法、后方交会法、导线测量法组成。其前方交会法、导线测量法和后方交会法主要是用来检查工作基点的稳定性,小角度法和极坐标法是用于监测变形测点的。4.水准控制路线与沉降观测点埋设4.1水准路线的控制网要分级布设,第一根据监测点的分布情况来布设水准基点控制网,用以校核工作基点;其次布设二等工作基点水准网,以观测各沉降点高程,布设水准控制路线的时候,为了满足前后视距差二等精度的要求,又同时满足了变形监测的“三定”要求,在布设同时测量出每次仪器的放置位置,且用红油漆在地面上作记号。4.2基坑外地表及基坑内坑底埋设沉降板,保护套管采用PVC管,套管尺寸能以套住测杆且半径比测杆略大2~3cm为宜,测杆略高于套管顶,用顶帽封住管口。在设计位置挖坑(坑深0.8~1.5m)进行沉降板的埋设,埋设的时候要注意底板的放置水平,建议采用中、粗砂来垫层找平,如果测杆顶略高于地面5cm,要采用中细沙将坑回填至原地面高度。4.3基坑附近的建筑物沉降观测点埋设:基坑附近的建筑物沉降测点埋设钢筋条,即在建筑物首层柱子、墙角处植入直径16mm圆钢。4.4支撑立柱桩沉降观测点埋设:在立柱设焊接16mm圆钢。4.5埋设完毕之后,填写好沉降的观测点和埋设考证表,要记录好测点的埋设时间、具置、初始高程等等数据。垂直沉降观测点的具置按设计图纸要求进行布置。5.基坑外水位监测5.1水位观测点设置。在隧道围护结构外侧两边每隔25m对称布置一个监测点。水井测点采用直径Ф20的钢管(钢管按照5cm的间距梅花形布置小眼孔)埋设。基坑井点降水后,即开始观测,并填写水位观测点布设考证表,记录好测点埋设时间、位置、初始水位高程等数据。5.2测量方法。地下水的水位观测采用电测水位仪,观测的精度是0.5cm,它的工作原理为:水是导体,当测头接触到地下水的时候,报警器会及时发出报警信号,这时读取和测头连接的标尺刻度,这个读数是水位和固定测定的垂直距离,再由固定测点标高和地面的相对位置来换算成从地面算起的水位埋深和水位标高。
对于相对复杂的基坑工程来说,只凭借以往的工程施工经验,难以准确的预测和判定基坑变形情况,这时就需要依赖施工现场的变形监测来定量评价基坑的变形情况。基坑变形监测的作用主要表现在以下三点:①动态的报告基坑变形信息。受到施工现场各种环境的综合影响,基坑开挖时周围的设施和建筑物始终处于不稳定状态,其出现的变形和变化没有合理的规律可循,此时就需要依据现场变形监测的数据来综合评定基坑的变形情况,为施工单位制定合理的施工方案提供参考。②明确变形的大小。依据基坑变形监测所获得的数据,可以定量的评定基坑开挖对周围设施和建筑物的影响、基坑变形量的大小,以便施工单位能够依据变形量合理的安全施工进度。③及时发现安全隐患。通过对以往基坑安全生产事故的分析可知,基本上所有的安全生产事故都是由于施工单位忽视了基坑监测数据的重要性,忽视变形量大小的检测,进而导致生产事故的发生。通过对变形监测数据的分析,能够初步判定变形发展的走势,及早的发现安全隐患,为制定安全补救措施和改进施工方案提供依据。
2 基坑变形监测的方法分析
基坑变形监测的项目有周围建筑物、基坑周围土地及底部、地下水情况、施工工况、周围的自然环境、维护结构以及地下设施等,而需要重点监测的内容为基坑底部管线的变形情况、基坑以及周围建筑物的沉降量、周围维护结构的稳定性等。实际监测过程中,由于不同工程地质情况不同、需要重点监测的内容也不同,这就需要监测人员抓住监测重点,确保基坑工程施工安全。
2.1 基坑变形监测点的设置与设备埋置
为了保证基坑变形监测点的有效性,在土体开挖以及基坑降水的影响区域,大约两倍于基坑开挖范围内要布设监测点。此外,还需要根据场地土体情况编制适宜的围护设计方案,结合现有的理论知识和布设经验,进而确定监测点布设的密度和范围。通常情况下,在工程开工建设前就要完成可预埋的监测点布设,这样监测点能够具备一定的稳定期,并完成各项静态初始值的测定。对于位移、沉降等的观测点,可以之间在被监测物体上安装。用于测定地下围护结构、土地位移的测斜管,要考虑施工现场的实际地址情况,预先埋设在基坑阳角、中部等容易出现塌方的部位,沿围护结构方向每隔大约25 m埋设一根。对于围护桩体的测斜管,通常可以在桩体混凝土浇筑过程中安装。
对于基坑所在的位置,正式开挖前要进行充分降水,但基坑处降水后将导致周围土体内的地下水向基坑处汇集,地下水流动会引起土地的不稳定性,进而诱发土体塌方的出现,为此,在降水过程中要注重对地下水的观测。在进行水位观测管的埋设时,应当认真研究工程所在地的水文地质资料,对于渗水性强和水量较大的地方,应每隔大约25 m沿着基坑的外边埋设观测管。在埋设分层沉降测管时,应注意保护波纹铜管,避免不当的施工方式导致铜管破坏;通常可以每间隔一米放置一个铜环;此外,可以利用分层沉降管测定基坑底部的回弹,也可以利用精密度较高的水准仪测定基坑回弹。
2.2 确定适宜的监测频率
合理的基坑变形监测频率能够有效的反映所监测内容的变化过程,在确定基坑监测频率时,一般情况下以不错过监测内容重要变化时刻为准则。在基坑开挖之前,应当预先测定基坑水平位移的初始值。基坑开挖期间的监测,应当根据监测部位、监测内容等的不同进行适当调整,并制定合理的监测方案。基坑开挖期间应尽量缩小两次监测的时间,开挖结束以后可以增大监测的时间间隔,期间遇到外界施工环境发生变化时,可以适当增大基坑监测的频率。地下水位监测周期、基坑水平位移、基坑垂直位移的监测可以同水平位移监测同步进行。对于基坑周围建筑物的沉降变形监测,可以结合工程的施工进度和开挖的位置来确定,若发现有沉降异常和水平位移过大等情况发生时,可以适当缩短监测的时间间隔,完成开挖后再增大间隔时间。若基坑冠梁出现裂缝时,应当根据现场的实际情况组织监测,先对裂缝首先出现的时间编号,在裂缝的末端和最大宽度处设置监测标识,具体的监测时间间隔应当依据冠梁裂缝的发展速度而定。
2.3 基坑变形监测期间的巡查
在基坑施工过程中应指派专人负责施工巡查,巡查员应有一定的基坑监测经验,巡查的内容应当包括监测设施的保护、周边环境的变化、施工现场具体情况以及围护结构等。若发现基坑周围情况出现明显的变化,应当适当缩短监测的时间间隔,并向技术人员提供有效的监测数据;如果监测设备出现损坏而不能获取监测信息,将给基坑工程施工带来不利影响,为此,巡查员应当主动与施工单位联系,注重对监测点的保护;当发生损坏时,应当及时采取措施进行补救,保证基坑变形监测的顺利进行。
3 加强基坑变形监测的预警工作
在正式进行基坑变形监测前,应当首先明确各个监测项目的报警值。我国的《建筑基坑支护技术规范》明确指出:“基坑开挖前应作出系统的开挖监测方案,监测方案中包括监控报警。”基坑变形监测的每个项目都需要依据设计计算书、周边环境以及工程实际情况,预先确定合理的报警值,根据报警值来判定支护结构变形是否允许,是否有大于报警值的位移发生,进而确定基坑工程施工是否安全,是否需要对原有的施工和设计方案进行调整。在确定基坑监测报警值时,应当遵循以下原则:报警值应当在符合计算设计要求的前提下,小于设计值;应保证被监测对象不出现影响正常施工的情况,以确保监测对象的安全;符合国家现行各项规章制度、规范的要求;在确保基坑施工安全的前提下,综合考虑监测工作量和经济等因素,以求达到最优经济效
益比。
4 监测过程中需要注意的问题
在基坑变形监测期间应当始终遵循“五定”原则,也就是监测地点要稳定,监测设备仪器要稳定,监测的环境要稳定,变形监测的人员要稳定,采用的变形监测方法和监测路线要稳定,这些措施的采用,从客观上能够尽可能的降低观测误差所带来的影响,以确保各项监测数据能够具有统一的趋向性,使首次观测结果与各次观测的数据具有可比性,这样所获得的监测数据就能够真实的反映监测对象的实际情况。对于变形监测人员来说,应当对于监测的方法、程序、仪器设备等要足够熟悉。仪器设备首次使用前要进行校正,对于精确度要求较高的仪器要由专门的计量单位进行校正。对于连续使用超过3个月的仪器设备,要进行必要的检验,以确保仪器设备能够正常工作。
5 结束语
在进行基坑变形监测过程中,要明确基坑监测的作用和意义,依据监测内容进行监测点的布置和设备的埋设,确定适宜的监测频率,注重基坑变形监测期间的巡查,确定基坑变形监测合理的报警值,降低变形监测的不稳定性,进而保证基坑监测的准确性,确保基坑工程施工安全。
参考文献
[1]徐文冬.亦庄国融大厦深基坑监测及位移变形分析[J].科技致富向导,2011,27:121—122.