淺析基坑監(jiān)測技術(shù)方法及應(yīng)用

姚偉鋒

摘要：現(xiàn)階段城市化建設(shè)進(jìn)程越來越快，高層建筑和地下建筑工程項目越來越多，在上述工程的建設(shè)中基坑施工極為關(guān)鍵，而基坑施工的關(guān)鍵則在于保證工程施工過程中的可續(xù)性和安全性。在施工中必須做好基坑施工過程中的安全檢測工作，只有這樣才能確?；邮┕さ陌踩约案浇ㄖ锏姆€(wěn)定性。文章對基坑監(jiān)測技術(shù)方法及應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：基坑監(jiān)測技術(shù)方法；水平位移；深層水平位移；高層建筑；地下建筑工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU753 文章編號：1009-2374（2017）08-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.071

1 基坑監(jiān)測的目的

在工程項目施工期間需要做好基坑變形監(jiān)測工作，把監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)計值進(jìn)行對比分析，以此為依據(jù)來進(jìn)行對工程進(jìn)度與工程工藝的控制。此外，基坑監(jiān)測工作還能夠確?；右约捌涓浇h(huán)境的安全，提高施工單位的施工水平和設(shè)計水平。

2 基坑監(jiān)測的設(shè)計原則

在城市建設(shè)中，必須做好對基坑監(jiān)測工作，制定合理可續(xù)的監(jiān)測方案并配置相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備和儀器。結(jié)合工程實際情況，依據(jù)規(guī)范選擇監(jiān)測項目，合理布置監(jiān)測點，優(yōu)化監(jiān)測頻率，以保證基坑整體監(jiān)測效果；基坑監(jiān)測工作需要連續(xù)和規(guī)范，并且還需要確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；對于那些關(guān)鍵的施工區(qū)域需要做好重點監(jiān)測工作，以確?；颖O(jiān)測的效果；對監(jiān)測點進(jìn)行有效的保護(hù)，以免影響基坑監(jiān)測工作的順利進(jìn)行。

3 基坑監(jiān)測項目及方法

3.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測方法

采用極坐標(biāo)法，儀器架設(shè)于工作基點上，依次對變形點正倒鏡法分別觀測兩個測回，觀測結(jié)束后，后視基準(zhǔn)方向檢查測角的準(zhǔn)確性。

當(dāng)監(jiān)測點設(shè)置完成后，就可以進(jìn)行初步檢測，測量三次后，如果所測值的差值符合相應(yīng)的要求后才能進(jìn)行觀測，如果不符合則需要分析其原因并改進(jìn)，然后再進(jìn)行初值的確定。將每次觀測得到的坐標(biāo)與初值坐標(biāo)進(jìn)行對比后，就可以計算出監(jiān)測點的累計水平位移。

3.2 地表、周邊建筑物、地下管線及圍護(hù)樁（邊坡）頂部垂直位移監(jiān)測方法

按二級沉降觀測精度要求，進(jìn)行基準(zhǔn)點至沉降點間（有條件亦應(yīng)構(gòu)成幾何圖形）往返觀測，每次觀測時應(yīng)盡量保持相同水準(zhǔn)路線。

外業(yè)結(jié)束后，進(jìn)行成果整理、檢查，平差計算，算出各沉降觀測點的高程，計算各監(jiān)測點在一個觀測周期內(nèi)的沉降量、累積沉降量、沉降速率，填寫成果表等。

3.3 深層水平位移監(jiān)測方法

監(jiān)測基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移，通過深層水平位移監(jiān)測來實現(xiàn)支護(hù)樁以及建筑土體的變形情況。

監(jiān)測時測斜儀探頭置入測斜管底后，沿測斜管垂直于基坑邊線方向的導(dǎo)槽自下而上（探頭高輪朝基坑開挖方向）每隔0.5m測讀一次直至孔口，探頭繞管軸旋轉(zhuǎn)180°再自下而上測讀一次，得出各測點讀數(shù)為Ui（+）、Ui（-）。其中“+”與“-”向為探頭繞導(dǎo)管軸旋轉(zhuǎn)180°。

數(shù)據(jù)計算：第i次水平位移值（mm）△i=0.1[Ui（+）-Ui（-）]

連續(xù)任意深度i點的總位移值（mm）￡=∑△i

變化值=本次測量值-上次測量值

通過公式計算可得出，基坑樁體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個部位的變形情況。

4 基坑監(jiān)測實例分析

4.1 項目概況

某基坑工程，基坑工程上部為4棟高層住宅樓（15層，框架結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)），地下設(shè)3層地下室。地下開挖深度為-13.20～-13.85m，基坑開挖面積約13675km2，支護(hù)周長約529m，基坑側(cè)壁安全等級為一級。

4.2 地質(zhì)概況

北京地區(qū)位于華北大平原的西北邊緣，西、北及東北三面環(huán)山，東南部為廣闊的北京平原地區(qū)。由于第四紀(jì)以來受新構(gòu)造運動的影響，第四紀(jì)沉積厚由西向東逐漸增大。巖性構(gòu)成自西部麓向東部平原逐漸變化，西部為各大河流沖洪積扇的上游，以砂類土與厚層卵、礫石為主；向東部城區(qū)的大部分地區(qū)及城近郊為沖積扇中下游，地層為黏性土、粉土、砂類土、卵、礫石互層；向東南至東郊及南部地區(qū)為平原，地層以厚層黏性土和粉土為主，本場地位于北京市西北部山區(qū)。

4.3 基坑測點布設(shè)及監(jiān)測

根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和工程實際情況確定基坑監(jiān)測項目如下：

4.3.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測。沿壓頂圈梁每隔15.0～20.0m設(shè)置一個水平位移觀測點，共布設(shè)20個水平位移觀測點，主要監(jiān)測基坑開挖和圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移的變化發(fā)展趨勢。

4.3.2 圍護(hù)樁（邊坡）頂部、周邊建筑物、周邊道路沉降監(jiān)測。圍護(hù)樁（邊坡）頂部沉降觀測點有20個，相鄰監(jiān)測點之間的距離為15.0～20.0m，主要負(fù)責(zé)基坑圍護(hù)樁頂部垂直方向位移的監(jiān)測。

共有5棟周邊建筑物，布設(shè)17個監(jiān)測點，該監(jiān)測點是負(fù)責(zé)對附近建筑物沉降情況的監(jiān)測。

沿基坑西側(cè)路布設(shè)3個沉降觀測點，主要監(jiān)測基坑開挖過程中基坑周邊道路沉降變化發(fā)展情況。

4.3.3 深層水平位移監(jiān)測。結(jié)合基坑設(shè)計情況，在基坑四周支護(hù)結(jié)構(gòu)（鉆孔灌注樁）中設(shè)置了7個深層位移監(jiān)測孔，測斜管的深度和其對應(yīng)的支護(hù)樁長度要保持一致，通過側(cè)斜儀器，監(jiān)測樁體變形，從而了解基坑變形位移情況。

4.3.4 巡視檢查。基坑施工中專人負(fù)責(zé)巡視檢查工作，巡視工作的內(nèi)容包括，支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工工況、基坑周邊環(huán)境及監(jiān)測設(shè)施。巡查人員應(yīng)對發(fā)現(xiàn)的情況進(jìn)行記錄、整理和分析，如在巡視工作中發(fā)現(xiàn)有異?；蛘甙踩[患，必須迅速反饋給相關(guān)單位，以確?；邮┕さ陌踩?/p>

4.4 監(jiān)測結(jié)果及分析

4.4.1 圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移監(jiān)測分析。

第一，圍護(hù)樁（邊坡）頂部水平位移位移歷時曲線（特征點）。

第二，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)及水平位移歷時曲線分析如下：由水平位移觀測數(shù)據(jù)可以看出，在基坑施工的整個過程中，水平位移變化量較小均未超出預(yù)警值，觀測點水平位移變化呈現(xiàn)以下規(guī)律：（1）在基坑開挖～基坑開挖至槽底期間，樁體的水平位移變化最明顯，位移變化速率最大；（2）在基坑開挖至槽底～基礎(chǔ)地板施工完成期間，樁體的水平位移變化放緩，位移變化逐漸減??；（3）基坑基礎(chǔ)地板施工完成以后，所有監(jiān)測點的變形均趨于穩(wěn)定狀態(tài)，樁體水平位移穩(wěn)定在某一個值附近，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

4.4.2 圍護(hù)樁（邊坡）頂部沉降監(jiān)測分析。

第一，圍護(hù)樁（邊坡）頂部沉降歷時曲線（特征點）。

第二，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)及歷時曲線圖分析如下：從垂直位移觀測數(shù)據(jù)及垂直位移曲線圖可以看出，基坑樁頂在整個基坑開挖過程中均出現(xiàn)了不同程度的沉降過程，呈現(xiàn)以下過程：（1）基坑樁頂在基坑開挖期間，樁頂垂直位移變化量較大；（2）隨著混凝土底板的澆筑、地下部分結(jié)構(gòu)的施工，基坑樁頂開始呈下沉趨勢，并在后期趨于穩(wěn)定；（3）在基坑施工期間，基坑樁頂累計垂直位移量整體穩(wěn)定，各點累計位移量均在預(yù)警值范圍以內(nèi)，垂直位移速率較為平穩(wěn)，未見異常。在基礎(chǔ)底板施工完成以后，垂直位移速度呈減小趨勢，逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.4.3 周邊道路沉降及臨近建筑監(jiān)測分析。在基坑開挖過程中基坑周邊道路及基坑臨近建筑沉降量總體較小，其中道路有少部分測點呈輕微反彈趨勢，截止觀測結(jié)束，道路沉降最大值為-5.7mm，周邊建筑最大沉降量為-3.1mm，所有道路沉降及臨近建筑監(jiān)測點均小于報警值，因此可見基坑開挖期間對其影響較輕。

4.4.4 深層水平位移監(jiān)測分析。

根據(jù)深層水平位移觀測成果數(shù)據(jù)及時間—位移曲線圖，觀測點水平位移變化呈現(xiàn)以下規(guī)律：（1）在基坑開挖～基坑開挖至槽底期間，樁體的深層水平位移變化最明顯，位移變化速率最大；（2）在基坑開挖至槽底～基礎(chǔ)地板施工完成期間，樁體深層水平位移變化放緩，位移變化逐漸減??；（3）在基坑基礎(chǔ)地板施工完成以后，所有監(jiān)測點的變形均趨于穩(wěn)定狀態(tài)，樁體深層水平位移穩(wěn)定在某一個值附近，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

5 結(jié)語

綜上所述，基坑監(jiān)測工作對基坑變形的意義重大，它能夠有效促進(jìn)基坑施工質(zhì)量和施工安全的提高。在實際的監(jiān)測工作中，需要選擇切實有效的監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)，以促進(jìn)監(jiān)測效率和質(zhì)量的提高。隨著社會的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動化和信息化是基坑檢測技術(shù)的主要發(fā)展方向。

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（責(zé)任編輯：小 燕）