監(jiān)測技術在深基坑的應用

摘要：改革開放迎來了我國城市建設的高峰，隨著城市建設的發(fā)展，各地市區(qū)中心地帶的地價日趨昂貴，向空中求發(fā)展、向地下深層要土地便成了建筑商追求經(jīng)濟效益的常用手段，同時一定的基礎深度也是為了滿足高層建筑的抗震和抗風等結構要求。在很多發(fā)達的沿海城市基坑的開挖深度只會越來越深。基坑監(jiān)測必然成為深基坑質量、安全保證的關鍵，是工程建設必不可少的重要環(huán)節(jié)。本論文介紹了基坑監(jiān)測的常用方法，結合平潭天大山工程實例，選擇深基坑監(jiān)測的工程實例來探討監(jiān)測技術在深基坑中的應用和精度分析。

關鍵詞：監(jiān)測技術； 深基坑； 位移； 沉降

變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象，各種荷載作用于變形體，使其形狀、大小及位置在時間或空間發(fā)生的變化均為變形[1]。監(jiān)測就是為加強信息化施工，將基礎施工風險降低至最小，必須對工程進行監(jiān)測，隨時反映工程變形情況，并將其信息及時反饋給施工、設計、監(jiān)理及業(yè)主等有關單位，以此判斷工程進度的安全情況，及時指導施工。當出現(xiàn)風險或異常時及時預警預報，以便及時采取有效措施來確保整個工程的安全，降低風險。國內基坑監(jiān)測技術應用較廣泛，目前絕大多數(shù)深基坑工程都進行了施工期監(jiān)測， 通過設定監(jiān)測項目的控制值， 監(jiān)測和保障基坑施工和周邊環(huán)境的安全。相關的監(jiān)測手段及方法也較多， 如利用近景攝影測量監(jiān)測深基坑支護結構位移的新技術、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的建筑物沉降預測、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡在深基坑監(jiān)測預測中的運用、非固定站二次基準差分法基坑監(jiān)測技術、城市基坑工程施工控制及其環(huán)境監(jiān)測和深基坑工程監(jiān)測與控制等[7]。

1 基坑監(jiān)測主要方法

1.1 平面位移監(jiān)測

平面位移監(jiān)測使用全站儀采用前方交會方法進行。監(jiān)測時后視B點，然后盤左盤右測量C、D兩點，然后依次監(jiān)測所有坡頂及周邊建筑物上所布設的平面位移監(jiān)測點，所得C、D兩點坐標偏差在允許范圍內時認為基準點A穩(wěn)固，監(jiān)測數(shù)據(jù)有效，若所得C、D兩點坐標偏差超出允許范圍，則需重新測量，必要時需要進行平面基準網(wǎng)聯(lián)測，重新推算A點坐標。

圖1-1平面基準網(wǎng)示意圖

1.2 沉降及豎向位移監(jiān)測

沉降監(jiān)測主要采用精密電子水準儀和精密因瓦編碼尺進行。每次監(jiān)測利用同一個基準點，按照相同觀測路線，進行閉合水準測量。

1.3 深層土體水平位移監(jiān)測

深層水平位移監(jiān)測使用測斜儀進行觀測。觀測前先在連接測頭的電纜上做好深度標記，由測頭中心點起算，每隔固定步長標記一次。觀測時先由測頭導輪沿主方向導槽將測頭下入孔底，由下至上每-步長記錄一次測斜儀讀數(shù)，直至孔口，再由測頭導輪沿次方向導槽將測頭下入孔底，由下至上每一步長記錄一次測斜儀讀數(shù)，直至孔口。觀測時測頭在孔內的移動應平緩，測頭在測斜儀讀數(shù)時應保證穩(wěn)定，每次記錄時應等測斜儀讀數(shù)穩(wěn)定方可記錄。

將記錄數(shù)據(jù)傳輸至測斜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進行深層水平位移分析計算，同時進行數(shù)據(jù)匯總輸出。

1.4 地下水位監(jiān)測

地下水位使用沉降計觀測地下水位的深度，把沉降計打開調到一個比較靈敏的檔位，然后把兩跟帶探針的電線放入測斜孔慢慢往下放直到沉降計有反應，然后拿出來用卷尺量取電線的放入的長度，每次記錄時應等讀數(shù)穩(wěn)定方可記錄。其實沉降計的原理就是利用水導電的原理來測水位的落差。

2 基坑監(jiān)測工程應用實例

2.1 工程概況

天大山東路位于平潭綜合實驗區(qū)金井灣片區(qū)，其中綜合管溝起點位于接金井灣大道（漁平大道）綜合管溝，終點接如意路電力管溝，沿線與鵝頭尾路綜合管溝、北湖路綜合管溝交叉。天大山東路綜合管溝設計起點位于樁號K0+058.88，終點位于樁號K1+254.47，綜合管溝總長1196.4米。沿線地形總體地勢平坦，為原平潭鹽場的鹽田地，在K1+100—K2+100路段為積水區(qū)，水深0.50-2.00米。道路穿越地貌單元以沖海積平原地貌為主，總體地勢較低，道路起點與305省道交叉段為侵蝕低山丘陵坡地，地勢較高。沿線場地高程范圍在-2.40～4.30米之間。

2.2 監(jiān)測點的布設

2.2.1 地下水位監(jiān)測點布設

觀測點采用水位管。按照基坑設計要求，并結合基坑地質情況，在基坑周圍共布設6個測斜管，孔口用粘性土密封，防止地表水滲入，孔底標高同攪拌樁底標高。

2.2.2 水平位移監(jiān)測點布設

按照設計要求及周邊建筑物分布情況，在基坑的兩條平行線上已經(jīng)澆筑的鋼筋架上焊上10個水平位移監(jiān)測點。

2.3 工程監(jiān)測頻率及報警值

2.3.1 監(jiān)測頻率

1）基坑開挖前，監(jiān)測項目均應測得不少于2次的初始值；

2）監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率：基坑開挖深度小于5m，1次/2天；基坑開挖深度5-10m，1次/1天；基坑開挖深度大于5m，1次/1天；基坑底板澆筑后的7天內，監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率為1次/3天；7～14天內，監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率為1次/3天；14～28天內，監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率為1次/5天；超過28天，監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率為1次/10天。本次監(jiān)測項目分為三個月，每周2次。

2.3.2 監(jiān)測報警值

當出現(xiàn)下列情況之一時，必須立即進行危險報警，并應對基坑支護結構和周邊環(huán)境中的保護對象采取應急措施。監(jiān)測數(shù)據(jù)達到監(jiān)測報警值的累計值（按表2-2取用）；基坑結構或周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現(xiàn)流沙、管涌、隆起、陷落或較嚴重的滲漏等；基坑支護結構或錨桿體系出現(xiàn)過大變形、斷裂、松弛或拔出的跡象；周邊建筑的結構部分、周邊地面出現(xiàn)較嚴重的突發(fā)裂縫或危害結構的變形裂縫；周邊管線變形明顯增長或出現(xiàn)裂縫、泄漏等。

表2-1 監(jiān)測項目及報警標準

監(jiān)測項目 坡頂水平位移 坡頂豎向位移 深層土體水平位移 基坑周邊地表豎向位移 錨桿內力 周邊建筑沉降 地表裂縫寬度

預警值 35mm 30mm 40mm 35mm 0.7f 15mm 12mm

變化率 4mm 3mm 3mm 2mm - - 持續(xù)變化

注：○1 f為錨桿承載力設計值；

○2 當監(jiān)測項目的變化速率達到表中規(guī)定值或連續(xù)3d超過該值的70%，應報警；

○3 周邊建筑物整體傾斜度累計達到2/1000或傾斜率連續(xù)3d大于0.001H/d（H為建筑物承重結構高度）時應報警。

2.4 地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)

在對應的地下水位監(jiān)測點量取對應的測斜管在露出地面的高程，然后用沉降計慢慢往下放，等儀器讀數(shù)穩(wěn)定的時候記錄量取沉降計電線放入管內的水位管深，最后用記錄的水位管深減去管口高程就是對應的水位深度。

表2-2 地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)

次數(shù) 第二次

點號 管口高程，m 水位管深，m 本次水位，m

SW1 1.956 1.54 0.416

SW2 2.812 2.066 0.746

SW3 2.417 1.383 1.034

SW4 1.794 2.658 -0.864

SW5 1.5424 0.89 0.652

2.5 水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)

采用前方交會在固定的已知點上架站，后視另一個固定的已知點，采用多測回觀測方法來達到精度要求。

表2-3 水平位移觀測數(shù)據(jù)

點號 平面（m） 本次位移（mm） 累計位移（mm） 速率

CJ03 9995.974 -8.0 3.0 -8.0

CJ04 9994.427 1.0 1.0 1.0

CJ05 9996.067 -3.0 -3.0 -3.0

CJ06 9996.989 5.0 -6.0 5.0

CJ07 9994.086 2.0 -20.0 2.0

CJ08 9992.234 -1.0 72.0 -1.0

CJ09 9991.448 3.0 8.0 3.0

CJ10 10249.85 86.0 341.0 86.0

CJ11 10256.44 4.0 110.0 4.0

3 數(shù)據(jù)精度分析

變形監(jiān)測采用平面導線測量，通過測量距離與方位角，按極坐標計算公式可準確求出每周期各變形點的坐標[8]。從得到監(jiān)測點的坐標通過下面的公式以一個監(jiān)測點為例來分析精度有沒有達到二級規(guī)范要求。

（3-1）

表3-1 監(jiān)測點w1的坐標x中誤差分析

次序 觀測值，m △l，cm

改正值v，cm vv， cm2 m，mm

1 469802.65 65.4 0.2 0.04 =

2 469802.65 65.3 0.3 0.09

3 469802.66 65.8 -0.2 0.04

4 469802.66 65.8 -0.2 0.04

5 469802.66 65.6 0 0

6 469802.66 65.7 -0.1 0.01

∑ （Lo=469802） 393.6 0 0.22

表3-2 監(jiān)測點w1的坐標y中誤差分析

次序 觀測值，m △l，cm 改正值v，cm vv，cm2 m，mm

1

2

3

4

5

6

∑ 2820269.119

2820269.12

2820269.115

2820269.116

2820269.116

2820269.116

（Lo=2820269） 11.9

12

11.5

11.6

11.6

11.6

70.2 -0.2

-0.3

0.2

0.1

0.1

0.1

0 0.04

0.09 2820269.117

0.04

0.01

0.01

0.01

0.2

求出這個監(jiān)測點的中誤差m=2.89mm小于3mm，達到了精度要求。

4. 小結

通過基坑監(jiān)測施測和監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，基坑監(jiān)測需要注意以下幾方面：

1）作業(yè)人員必須嚴格按規(guī)范要求監(jiān)測并進行自檢，做到記錄清晰、齊全，計算準確無誤。

2）在監(jiān)測過程中應采用固定的儀器固定的觀測人員采用固定的觀測路線和觀測方法。

3）每次觀測前按技術要求對儀器進行檢查和校正，觀測應遵守“五固定”原則，沉降觀測依據(jù)的基準點及沉降觀測點，點位要固定；所用儀器、設備要固定；固定測量人員；固定測量儀器和固定路線；觀測環(huán)境和條件基本相同，以保證觀測結果精度。

參考文獻

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作者簡介：徐梅，女，重慶，1986 02 23，造價員，研究方向；工程造價