隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高層和大型建筑物越來越多，建筑物基坑開挖的深度和規(guī)模也越來越大，基坑向著大深度、大面積方向發(fā)展，周邊環(huán)境更加復(fù)雜，深基坑開挖與支護(hù)的難度愈來愈大。為保證深基坑開挖的安全，以及為基坑支護(hù)方案的選取提供基礎(chǔ)資料，必須對基坑進(jìn)行監(jiān)測。本文結(jié)合基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、沉降變形，較全面的總結(jié)了監(jiān)測布設(shè)的原則、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測的方法、分析預(yù)報及預(yù)警以及結(jié)合基坑周圍建筑物的沉降變形觀測，本文較全面總結(jié)了基坑周圍建筑物變形監(jiān)測的監(jiān)測布設(shè)原則、監(jiān)測內(nèi)容、變形監(jiān)測的方法等內(nèi)容。

 　　1. 基坑監(jiān)測的目的和意義

 　　在巖土工程中，由于地下建（構(gòu)）筑物的受力狀態(tài)和力學(xué)機(jī)理是一個非常復(fù)雜的課題，迄今為止，巖土工程還是一門不夠嚴(yán)謹(jǐn)、不完善、不夠成熟的科學(xué)技術(shù)。所以無論用何種理論、軟件、計算方法、設(shè)計的定量計算往往與實際情況存在一定的差距，計算結(jié)果只是一個近似可能的數(shù)值。對于目前全國城市建設(shè)中大力提倡開發(fā)的地下空間涉及的深基坑工程則是巖土工程中較為突出的問題之一，基于勘察報告和傳統(tǒng)理論模式計算的圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力，采用的施工參數(shù)是否能保證圍結(jié)構(gòu)的安全、設(shè)計的安全儲備有多少、施工質(zhì)量如何、工序的安排到底是否合理以及一旦發(fā)生危機(jī)應(yīng)從何處著手、采取補救措施的效果如何、何種補救措施較為合理可靠等問題的決策和解決必須建立在擁有一個嚴(yán)密的、科學(xué)的、合理的監(jiān)測控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以此作為基坑工程決策的參考。

 　　2. 基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)

 　　2.1國內(nèi)的基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容。

 　　基坑開挖期間施工現(xiàn)場監(jiān)測的內(nèi)容分為兩大部分， 即支護(hù)結(jié)構(gòu)本身（ 圍護(hù)結(jié)構(gòu)） 的穩(wěn)定性和相鄰環(huán)境（ 周圍環(huán)境） 的變化。

 　　2.1.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

 　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要監(jiān)測內(nèi)容： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)完整性及強(qiáng)度監(jiān)測； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測 ； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測 ； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測。

 　　2.1.2周圍環(huán)境監(jiān)測。

 　　周圍環(huán)境的監(jiān)測主要包括： 鄰近建筑物沉降、傾斜和裂縫發(fā)生時間及發(fā)展過程的監(jiān)測； 鄰近構(gòu)筑物、道路、地下管網(wǎng)等設(shè)施變形監(jiān)測； 表層土體沉降、水平位移以及深層土體分層沉降和水平位監(jiān)測； 樁側(cè)土壓力監(jiān)測； 坑底隆起監(jiān)測； 土層孔隙水壓力測試； 地下水位測試。

 　　2.2基坑工程監(jiān)測技術(shù)及方法。

 　　2.2.1圍護(hù)與支撐結(jié)構(gòu)監(jiān)測。

 　?。?） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測。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， 圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移的監(jiān)測也就成了深基坑監(jiān)測工作中最重要的一個監(jiān)測項目。

 　　（ 2） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測一般用測斜儀進(jìn)行。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力特點及周圍環(huán)境等因素， 在關(guān)鍵地方鉆孔布設(shè)測斜管， 用高精度測斜儀進(jìn)行監(jiān)測， 以根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在各開挖施工階段傾斜變化，及時提供圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿深度方向水平位移隨時間變化曲線。目前工程中使用最多的是滑移式測斜儀。

 　?。?nbsp;3） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測。用精密水準(zhǔn)儀按常規(guī)方法對圍護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位進(jìn)行沉降監(jiān)測。

 　　（ 4） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測。圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測就是用鋼筋應(yīng)力計對樁身鋼筋和鎖口梁鋼筋中較大應(yīng)力斷面處應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測， 以防圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞。

 　　（ 5） 支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測。支撐結(jié)構(gòu)受力監(jiān)測就是對錨桿和鋼筋混凝土及鋼筋內(nèi)支撐受力狀況進(jìn)行監(jiān)測。對錨桿施工前應(yīng)進(jìn)行錨桿現(xiàn)場拉拔試驗， 以求得錨桿容許拉力。施工過程中用錨桿測力計監(jiān)測錨桿實際受力情況， 對銅管支撐可用壓應(yīng)力傳感器或應(yīng)變計等監(jiān)測其受力狀態(tài)變化。

 　　2.2.2周圍環(huán)境監(jiān)測。

 　　（ 1） 鄰近建筑物沉降和傾斜監(jiān)測。觀測點布置應(yīng)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， 一般在建筑物角點、中點及周邊設(shè)置， 每棟建筑物觀測點不少于 8 個， 觀測方法和觀測精度與一般沉降觀測相同。

 　?。?nbsp;2） 鄰近建筑物裂縫監(jiān)測。對觀測裂縫統(tǒng)一編號， 每條裂縫至少應(yīng)布設(shè)兩組（ 兩側(cè)各一個標(biāo)志為一組） 觀測標(biāo)志， 裂縫寬度數(shù)據(jù)應(yīng)精確至 0.1mm， 一組在裂縫最寬處， 另一組在裂縫末端進(jìn)行測繪。

 　?。?nbsp;3） 鄰近道路、管錢變形監(jiān)測基坑開挖過程中， 應(yīng)同時對鄰近道路、管線等設(shè)施進(jìn)行水平位移和沉降觀測， 基坑開挖時水平方向影響范圍為 1.5倍～2 倍開挖深度， 因此用于水平位移及沉降的控制點一般應(yīng)設(shè)置在基坑邊 2.5 倍～3.0 倍開挖距離以外， 水平位移控制點后方向可更遠(yuǎn)一些。

 　?。?nbsp;4） 地下水位測試。一般通過監(jiān)測井監(jiān)測， 監(jiān)測井布置較為隨意， 只要設(shè)置在止水帷幕以外即可。監(jiān)測井不必埋設(shè)很深， 井底標(biāo)高一般在常年水位以下 4 m～5 m 即可。

 　?。?nbsp;5） 土體分層沉降和水土壓力測試。應(yīng)布置在圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系中受力有代表性的位置， 土體分層沉降和空隙水壓力計測孔應(yīng)緊鄰圍護(hù)樁墻埋設(shè)，土壓力盒應(yīng)盡量在施工圍護(hù)樁墻時埋設(shè)在土體與圍護(hù)樁墻的接觸面上。

 　?。?nbsp;6） 土體回彈。深大基坑的回彈量對基坑本身和鄰近建筑物都有較大影響， 因此需做基坑回彈監(jiān)測。在基坑中央和距坑底邊緣 1/4 坑底寬度處及特征變形點必須設(shè)置監(jiān)測點， 方形、圓形基坑可按單向?qū)ΨQ布點， 矩形基坑可按縱橫向布點， 復(fù)合矩形基坑可多向布點， 地質(zhì)情況復(fù)雜時可適當(dāng)增加點數(shù)。

 　?。?nbsp;7） 環(huán)境監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測的范圍是基坑開挖 3 倍深度以內(nèi)的區(qū)域， 建筑物以沉降觀測為主， 測點應(yīng)布設(shè)在墻角、樁身等部位， 應(yīng)能充分反映建筑物各部分的不均勻沉降。 2.3基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測的要求。

 　　2.3.1基坑的變形監(jiān)測。

 　　為監(jiān)測深基坑工程施工質(zhì)量與邊坡穩(wěn)定性， 為驗證有關(guān)基坑工程設(shè)計理論與設(shè)計參數(shù)的準(zhǔn)確性提供技術(shù)數(shù)據(jù)。由于變形監(jiān)測方法簡單， 在實際工程中應(yīng)用最廣泛。

 　　2.3.2水平位移的觀測方法。

 　　觀測水平位移的方法是根據(jù)現(xiàn)場條件及觀測儀器而定， 常用的方法有方向線法（ 簡稱照準(zhǔn)線法或視準(zhǔn)線法） 、三角測量法、導(dǎo)線測量法、前方交會法、小角度法等。

 　　2.3.3基坑監(jiān)測的要求。

 　　在基坑工程中， 基坑工程的監(jiān)測應(yīng)與施工過程密切配合， 根據(jù)施工速度， 對監(jiān)測到內(nèi)力或變形的絕對值及變化速率進(jìn)行認(rèn)真分析， 根據(jù)需要調(diào)整監(jiān)測的時間間隔， 必要時進(jìn)行跟蹤檢測。應(yīng)將檢測結(jié)果及響應(yīng)的施工工序、工況記錄及時提供給施工管理人員。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過警戒指標(biāo)時， 應(yīng)不失時機(jī)地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。對重要而復(fù)雜地工程， 應(yīng)選擇適當(dāng)范圍進(jìn)行信息化施工。在施工監(jiān)測中， 運用反分析方法優(yōu)化后續(xù)施工。在基坑工程中， 確定各監(jiān)測項目的警戒線和允許值是一項十分嚴(yán)肅的工作。它不僅是設(shè)計計算的重要基礎(chǔ)， 同時也是確定合理施工流程、保證周圍環(huán)境安全的主要依據(jù)。監(jiān)測項目的警戒值應(yīng)根據(jù)基坑自身的特點、監(jiān)測目的、周圍環(huán)境的要求， 結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗并和有關(guān)部門協(xié)商綜合確定。

 　　確定預(yù)警值的方法主要有 3 種。

 　?。?nbsp;1） 參照相關(guān)規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定值。我國各地方標(biāo)準(zhǔn)中對基坑工程預(yù)警值的規(guī)定多為最大允許位移或變形值， 如表 1 是上海市基坑設(shè)計規(guī)程規(guī)定的各級基坑變形的設(shè)計和控制值。

 　?。?nbsp;2） 經(jīng)驗類比值。經(jīng)驗類比值是根據(jù)大量工程實踐經(jīng)驗積累而確定的預(yù)警值， 如基坑內(nèi)降水或基坑開挖引起的基坑外水位下降不得超過1 000 mm， 每天發(fā)展不得超過 500 mm； 基坑開挖中引起的立柱樁隆起或沉降不得超過 10 mm， 每天發(fā)展不得超過 2 mm。

 　　（ 3） 設(shè)計預(yù)估值?；雍椭車h(huán)境的位移與變形值是為了基坑和周圍環(huán)境的安全需要在設(shè)計和監(jiān)測時嚴(yán)格控制的， 而圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐的內(nèi)力、錨桿拉力等， 則是在滿足以上基坑和周圍環(huán)境的位移與變形控制值的前提下由設(shè)計計算得到的， 因此， 圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐內(nèi)力、錨桿拉力等應(yīng)以設(shè)計預(yù)估值為確定預(yù)警值的依據(jù)， 一般將預(yù)警值確定為設(shè)計允許最大值的 80%。

 　　3. 施工監(jiān)測方案的優(yōu)化

 　　工程實踐中， 對施工監(jiān)控量測方案作優(yōu)化考慮， 對基坑支護(hù)動態(tài)施工的順利實現(xiàn)有較大的意義。在對監(jiān)控量測方案作優(yōu)化考慮時， 應(yīng)遵循以下原則： 一是監(jiān)測項目的選擇應(yīng)有利于對基坑支護(hù)的穩(wěn)定性和周圍地層變形的安全性進(jìn)行全面有效的分析； 二是監(jiān)測斷面及其測點的設(shè)置應(yīng)滿足動態(tài)施工足夠數(shù)量的分析斷面和測試數(shù)據(jù)； 三是有利于提高采集數(shù)據(jù)的精確度， 以提高分析判斷的準(zhǔn)確性。

 　　3.1監(jiān)測項目的選項原則。

 　　基坑工程的現(xiàn)場監(jiān)測主要包括對支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測、對周圍環(huán)境的監(jiān)測和對巖土性狀受施工影響而引起變化的監(jiān)測， 其監(jiān)測項目如下： 支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測； 支護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜監(jiān)測；支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降觀測；支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測； 基坑開挖前應(yīng)進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)完整性檢測； 鄰近建筑物的沉降、傾斜和裂縫的發(fā)生時間和發(fā)展過程的監(jiān)測； 鄰近構(gòu)筑物、道路、地下管網(wǎng)設(shè)施的沉降和變形監(jiān)測； 對巖土性狀受施工影響力引起變化的監(jiān)測， 包括對表層沉降和水平位移的觀測以及深層沉降和傾斜的監(jiān)測；樁側(cè)土壓力測試；基坑開挖后的基底隆起觀測； 土層孔隙水壓力變化的測試；地下水位監(jiān)測； 肉眼巡視與裂縫觀測。

 　　3.2監(jiān)測斷面及其測點的設(shè)置。

 　　設(shè)計計算通常都針對某一斷面的受力變形狀態(tài)建立計算過程和公式， 因而對基坑工程的施工采用動態(tài)施工與監(jiān)測技術(shù)時， 必然要求設(shè)置數(shù)量足夠的和有代表性的監(jiān)測斷面， 并通過合理布置測點使其可提供數(shù)量足夠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

 　　3.3監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性與精度控制。

 　　影響量測數(shù)據(jù)的可靠性與精度的因素很多， 其中有的無法避免， 有的則可采取措施予以防止或減小其影響。

 　　3.3.1可靠性控制。

 　　影響監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性的主要因素是儀器和人員兩個方面， 為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性， 可從 3 個方面入手： 一是監(jiān)測系統(tǒng)需要采用可靠的儀器，一般而言， 機(jī)測試儀器的可靠性高于電測式儀器， 所以如果使用電測式儀器則通常要求具有目標(biāo)系統(tǒng)或與其他機(jī)測式儀器互相校核； 二是應(yīng)在監(jiān)測期間內(nèi)保護(hù)好測點； 三是監(jiān)測人員要具有監(jiān)測經(jīng)驗和責(zé)任心， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)異常時， 應(yīng)及時進(jìn)行復(fù)測， 開加密量測的次數(shù)， 防止虛假數(shù)據(jù)出現(xiàn)。

 　　3.3.2精度控制。

 　　讀數(shù)誤差有系統(tǒng)誤差、儀表讀數(shù)誤差和出錯等， 其中系統(tǒng)誤差可予以修正， 錯誤可通過仔細(xì)操作和校核防止。以下假設(shè)讀數(shù)誤差是由儀表讀數(shù)誤差引起， 以此討論減小誤差的途徑。經(jīng)研究表明， 這類誤差的影響程度通常取決于儀表讀數(shù)誤差與量測值的比值， 即相對誤差的量值： 量測的絕對值較大時， 由此引起的計算誤差將較小， 反之則較大。由此可見對動態(tài)施工與監(jiān)測技術(shù)， 主要應(yīng)注意在位移量或應(yīng)力值等較大的位置上接受量測信息。

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

標(biāo)簽：基坑工程、監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測方案

版權(quán)聲明：本文采用知識共享 署名4.0國際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱：《新時期基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)及監(jiān)測方案的優(yōu)化設(shè)計》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/20309.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識整合。如若侵權(quán)請通過投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時處理。