深基坑開挖邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測實(shí)施技術(shù)

施昌盛

摘要：通過對(duì)深基坑開挖邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，就可以在施工階段有效控制深基坑開挖邊坡出現(xiàn)的各種變形情況，將一切危險(xiǎn)因素排除在外，提前制定切實(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施，確保施工人員的生命安全，營造安全可靠的施工環(huán)境，提高施工質(zhì)量與效率。本文針對(duì)深基坑開挖邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測實(shí)施技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：深基坑；開挖邊坡；穩(wěn)定性；監(jiān)測技術(shù)

引言：

本文以大源渡二線船閘的施工過程為例，進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析。大源渡二線船閘等級(jí)為二級(jí)船閘，船閘的主體結(jié)構(gòu)有效尺寸為 。主體建筑物施工位于原一線船閘右側(cè)的中州臺(tái)地，施工圍堰為基坑開挖后自然形成，基坑邊坡開挖按照每五米的深度分為臺(tái)階形式，坡比為1：1：5，臺(tái)階的寬度為兩米。

一、變形監(jiān)測網(wǎng)布置技術(shù)要求

在深基坑開挖過程中進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測時(shí)，第一步需要通過平面控制網(wǎng)的建立。深基坑邊坡變形觀測的主要目的就是為了確定檢測點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)信息，因此通過相對(duì)獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng)建立就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。平面控制網(wǎng)在布設(shè)時(shí)需要按照兩級(jí)進(jìn)行分別依次布設(shè)，包括基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，進(jìn)而組成監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)，對(duì)對(duì)檢測點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測。基準(zhǔn)點(diǎn)在選擇過程中，需要在變形影響區(qū)域之外，選取一個(gè)穩(wěn)固牢靠的位置，一般情況下采用設(shè)計(jì)單位移交的設(shè)計(jì)控制點(diǎn)。（一）基準(zhǔn)點(diǎn)以及工作基點(diǎn)布設(shè)

本文研究的工程項(xiàng)目基坑開挖形狀接近于矩形，設(shè)計(jì)單位一共移交了七個(gè)基準(zhǔn)控制點(diǎn)，在基坑開挖處，分別在兩條長邊上加密了兩個(gè)工作基點(diǎn)，兩個(gè)工作基點(diǎn)之間的連線與矩形基坑的中軸線呈平行位置。值選址和埋設(shè)方式內(nèi)都進(jìn)行了加固，目的是為了確保基點(diǎn)的穩(wěn)固可靠性。在每次觀測之前，還對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)以及工作基點(diǎn)的穩(wěn)固可靠性進(jìn)行了檢驗(yàn)，在每一個(gè)月都會(huì)對(duì)所有的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)進(jìn)行一次閉合線路聯(lián)測。

（二）基坑觀測點(diǎn)的布設(shè)

基坑邊坡監(jiān)測點(diǎn)直接埋設(shè)在坡腳、馬道以及基坑邊坡的頂部，并且設(shè)立警示牌，做好保護(hù)措施。點(diǎn)位之間的距離在九十米之內(nèi)，具體的施工情況如下圖所示。

二、變形監(jiān)測實(shí)施技術(shù)

（一）水平位移監(jiān)測

由于本文所研究的基坑開挖類型接近于矩形，基坑邊坡位移發(fā)生的方向主要是垂直矩形中軸線向內(nèi)，然后以平行于矩形基坑中軸線的一邊作為基準(zhǔn)線，建立獨(dú)立的坐標(biāo)系。這樣就可以利用矩形基坑的優(yōu)勢，采用小角法進(jìn)行位移監(jiān)測。

如下圖所示，沿著基坑直線邊建立一條工作基線，然后測量固定方向，測站與監(jiān)測點(diǎn)方向之間的小角度變化，從而得出測站與監(jiān)測點(diǎn)之間的水平距離，然后計(jì)算出監(jiān)測點(diǎn)為位移數(shù)據(jù)，用 表示。

在上述公式中， 代表角度變化量；p代表換算單位，一般情況下，P的取值為206 265；S代表工作基點(diǎn)到監(jiān)測點(diǎn)之間的水平距離。

采用小角法進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，需要將相關(guān)儀器設(shè)備架設(shè)在基坑外部，與監(jiān)測點(diǎn)與測點(diǎn)之間的位置不能太遠(yuǎn)，工作基線方向與工作基點(diǎn)距離監(jiān)測點(diǎn)之間的夾角不能大于五度，還要與基坑邊保持大致平行。測小角法一般情況下出現(xiàn)誤差的原因主要是由測角引起。在實(shí)際監(jiān)測中，只需對(duì)邊長進(jìn)行一次初始測量，就可以獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，有效降低了工作量。

（二）垂直位移監(jiān)測

垂直位移監(jiān)測采用水準(zhǔn)測量方法，將工作基點(diǎn)與監(jiān)測點(diǎn)之間聯(lián)測成一條水準(zhǔn)閉合的線路。在本文的工程項(xiàng)目監(jiān)測中，監(jiān)測對(duì)象基坑坡邊屬于變形比較敏感的水工建筑物，因此對(duì)于變形監(jiān)測的精準(zhǔn)度標(biāo)準(zhǔn)要求就比較高，垂直位移水準(zhǔn)聯(lián)測網(wǎng)需要按照國家二等水準(zhǔn)觀測要求進(jìn)行監(jiān)測。其具體的操作流程如下：在水準(zhǔn)觀測之前，首先要對(duì)相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)校正，然后利用水準(zhǔn)儀i角進(jìn)行檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來。其次在觀測過程中，需要采用中絲讀數(shù)法進(jìn)行往返觀測，對(duì)于奇數(shù)站的觀測順序?yàn)椋汉?前-前-后；對(duì)于偶數(shù)站的觀測順序?yàn)椋呵?后-后-前。最后在水準(zhǔn)觀測過程中要盡量減少系統(tǒng)誤差，在觀測過程中觀測人員都需要遵守相應(yīng)的規(guī)章制度。

三、變形監(jiān)測頻率控制要求

（一）基坑開挖過程中的觀測

在基坑開挖過程中的觀測頻率為：從原地面向下開挖五米的范圍內(nèi)，采用一周一次的觀測頻率；從原地面向下開挖五米后，到基坑底部和船閘板底板施工期間，采用三天一次的觀測頻率；待閘底板施工結(jié)束后，采用一周一次的觀測頻率。如果在開挖過程中出現(xiàn)任何異常情況，都需要進(jìn)行觀測頻率的適當(dāng)增加。

（二）混凝土澆筑過程中的觀測

在混凝土澆筑過程中的觀測頻率為：從底板處混凝土澆筑開始，在每一次的混凝土澆筑之前，都要對(duì)沉降和位移進(jìn)行觀測，采用一周兩次的觀測頻率。各個(gè)觀測點(diǎn)除了定期進(jìn)行觀測之外，還要當(dāng)其承載負(fù)荷力發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行嚴(yán)密觀測。當(dāng)出現(xiàn)沉降與位移的速率較大時(shí)，還要進(jìn)行觀測頻率的適當(dāng)增加。

（三）填土過程中的觀測

在填土過程中的觀測頻率為：從回填土填筑開始，當(dāng)填土高度小于三米時(shí)，采用一周一次的觀測頻率；當(dāng)填土高度大于三米時(shí)，采用三天一次的觀測頻率。在每一次填土的前后或者遇到大雨之后，都要進(jìn)行補(bǔ)充觀測。

（四）防汛時(shí)期的觀測

在防汛時(shí)期，需要由測量工程師組織專門的技術(shù)人員對(duì)于各防汛區(qū)域內(nèi)的堤壩定期進(jìn)行沉降和位移的檢測，觀測頻率需要保持在每天一次，還要高度重視基坑主體部位的觀測，一旦發(fā)現(xiàn)任何異常情況就要及時(shí)上報(bào)并做好記錄工作。

四、監(jiān)測數(shù)據(jù)成果統(tǒng)計(jì)分析

為了確保基坑的安全施工，就需要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案以及規(guī)范要求，展開觀測工作，并且做好記錄、分析。

（一）邊坡監(jiān)測警戒值

需要按照工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案等要求，設(shè)置基坑邊坡監(jiān)測警戒值。在整個(gè)施工期間，為了能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取監(jiān)測信息，并做好反饋工作，還需要通過反饋表的制定，與相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行溝通交流，進(jìn)而制定切實(shí)有效的施工方案。

（二）變形數(shù)據(jù)處理分析

在變形數(shù)據(jù)處理分析過程中，首先需要將每次平差處理后的觀測數(shù)據(jù)按照觀測時(shí)間對(duì)應(yīng)填入統(tǒng)計(jì)表格中，然后還要通過統(tǒng)計(jì)分析表的制作，將監(jiān)測點(diǎn)的變形情況形象直觀展現(xiàn)出來，最后通過位移累計(jì)變量-時(shí)間曲線以及沉降累計(jì)變量-時(shí)間曲線圖的繪制，將其結(jié)果呈現(xiàn)出來。

結(jié)語

綜上所述，在深基坑開挖邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)實(shí)施之前，首先要對(duì)工作基點(diǎn)坐標(biāo)的限差值進(jìn)行核對(duì)，然后排除一切影響監(jiān)測結(jié)果的因素，最后將數(shù)據(jù)記錄并進(jìn)行處理分析。

（作者單位：浙江山川有色勘察設(shè)計(jì)有限公司）