工程測量中深基坑變形觀測方法分析

陳聰

摘要：在高層建筑工程中，深基坑施工質(zhì)量對上部建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定產(chǎn)生了直接影響。隨著基坑開挖深度的增加，深基坑變形問題也會更加明顯，必須要通過變形觀測，動態(tài)的掌握土層的沉降、位移等參數(shù)，施工單位可以及時采取有效的防范措施，在保證深基坑施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，也維護(hù)現(xiàn)場作業(yè)人員的安全。目前在深基坑變形觀測方面常用的儀器設(shè)備有多種，本文以深層沉降儀和測斜儀為例，對儀器的性能特點、操作要點展開了簡要分析，并結(jié)合以往工作經(jīng)驗，分析了深基坑變形觀測中的注意事項，并且對相應(yīng)的觀察要點進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：工程測量 深基坑 變形觀測

一、前言

對于復(fù)雜地質(zhì)的工程項目來說，深基坑的變形問題不僅會直接影響工程進(jìn)度、工程質(zhì)量，而且還極有可能因為基坑滑坡造成人員傷亡事故，必須要引起重視。借助于專門的儀器設(shè)備，對深基坑變形狀況進(jìn)行實時觀測，并設(shè)置預(yù)警值，當(dāng)變形幅度接近最大允許范圍時，現(xiàn)場人員采取深基坑加固等技術(shù)措施，從而保證深基坑工程的安全性。目前常用的變形觀測儀器有多種，且不同儀器的使用條件、操作方法有較大差異。只有熟練掌握儀器操作要點和變形觀測方法，才能最大程度上保證工程質(zhì)量安全。

二、深層沉降儀在深基坑變形觀測中的應(yīng)用

1、深層沉降儀的特點。在施工現(xiàn)場中，為了對整個施工情況進(jìn)行監(jiān)測，需要使用到深層沉降儀，這樣可以實現(xiàn)對不同土層的沉降狀況進(jìn)行監(jiān)測。這種監(jiān)測儀器主要是由導(dǎo)線和探頭這兩部分組成的，在進(jìn)行土層監(jiān)測的時候，能夠上下來回移動，使得監(jiān)測結(jié)果更準(zhǔn)確。

2、磁性沉降標(biāo)的安裝技術(shù)要點。根據(jù)設(shè)計方案，確定磁性沉降標(biāo)的安裝位置。然后在該位置點使用鉆機進(jìn)行鉆探成孔，將磁性沉降標(biāo)放入孔內(nèi)，既可以起到固定作用，同時又方便進(jìn)行土層沉降測量。磁性探頭是決定變形觀測精度的重要元件，可以使用 PVC材料的導(dǎo)管，將探頭置于導(dǎo)管內(nèi)部。為了消除干擾，探頭導(dǎo)管的兩端應(yīng)保持開放。安裝探頭導(dǎo)管時，應(yīng)注意避免有泥土阻塞導(dǎo)管。將探頭導(dǎo)管安裝結(jié)束后，選擇配套的磁性圓環(huán)套，放置于導(dǎo)管的上端。完成上述操作后，還應(yīng)進(jìn)行探頭導(dǎo)管的加固工作。固定導(dǎo)管的探頭部分和孔口。然后再選用混凝土來保護(hù)孔口，確保探測中的觀測誤差降到最小。

3、深基坑變形觀測。完成上述準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行實地測量和現(xiàn)場讀數(shù)。工作人員必須嚴(yán)格遵循深層沉降儀的操縱規(guī)程和觀測要點。具體來說包括以下幾點：其一，每次進(jìn)行觀測和讀數(shù)前，應(yīng)當(dāng)注意檢查磁性沉降標(biāo)孔口位置是否有阻塞、遮擋等情況，如果有此類情況應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行清理，然后再進(jìn)行觀測，保證測量結(jié)果的真實性和準(zhǔn)確性。其二，受到地質(zhì)條件、土層結(jié)構(gòu)等諸多因素的影響，每個孔口的標(biāo)高也存在很大差異，在分析測量結(jié)果時，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)孔口的高度差進(jìn)行靈活調(diào)整。其三，對于一些超高層建筑來說，基坑深度往往達(dá)到了幾十米，這種情況下基坑負(fù)荷較大，應(yīng)定期檢查磁性環(huán)，也是保證變形觀測結(jié)果精度的有效方法。

三、測斜儀在深基坑變形觀測中的應(yīng)用

1、測斜儀的特點。深基坑的開挖導(dǎo)致原來的土層結(jié)構(gòu)受到了破壞，同時受到重力和擠壓力的影響，基坑周邊的土層會在各個方向上發(fā)生移動。測斜儀的主要功能就是對土層的位移情況進(jìn)行量化表示。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，常用的測斜儀可以具體分成多種，例如按照組成結(jié)構(gòu)的不同，可以分為電阻應(yīng)變式、電子計式等;按照操作方法的不同，可以分為固定式、便攜式等。測斜儀的主要構(gòu)成元件包括套管、探頭、讀數(shù)儀等幾類。

2、布置測斜管。與深層沉降儀類似，在使用測斜儀時同樣需要提前在設(shè)計位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔的深度應(yīng)當(dāng)為測斜管長度的1.5倍左右。完成鉆孔后，進(jìn)行簡單的孔內(nèi)清理，將測斜管放入鉆孔內(nèi)。測斜儀的探頭需要放置于管內(nèi)，與深沉沉降儀的不同之處在于，為了保護(hù)探頭，必須在測斜管的兩端加上蓋子，防止泥土進(jìn)入管內(nèi)。布置結(jié)束后，先進(jìn)行幾次預(yù)讀數(shù)，檢查探頭是否能夠正常工作。如果幾次讀數(shù)的波動較大，則重新檢查測斜管的安裝是否合理，探頭是否被遮擋，然后重新調(diào)整。

3、測量土體水平位移。（1）完成上述準(zhǔn)備工作后，將測斜管內(nèi)的探頭和讀數(shù)儀連接起來。在連接過程中，要注意將連接線從測斜管一側(cè)的預(yù)留孔內(nèi)引出，以保護(hù)探頭。尤其要注意檢查連接點是否接觸良好，避免因為接觸不良導(dǎo)致無法獲取讀數(shù)。（2）將探頭插入到測斜管中。對于探頭的下放，需要格外的注意，一定要確保滾輪卡放置在導(dǎo)槽上之后，才能慢慢地下放探頭，直到探頭的位置在距離地底面 0.5m左右。需注意的是，對于探頭的插入，不能發(fā)生碰撞，以免造成探頭損壞。并且對于每一次測量，需要留有一定的時間的空隙，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。（3）為了控制測量誤差，需要至少讀取 3組數(shù)據(jù)。將其中存在明顯誤差的數(shù)據(jù)剔除，然后計算剩余數(shù)據(jù)的平均值。根據(jù)工程測量需要，確定變形觀測的時間間隔，一般在 24-48h之間。同時做好所有觀測數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計工作。

四、深基坑變形觀測的注意事項

1、體現(xiàn)時效性。深基坑的土層結(jié)構(gòu)、受力狀況會隨著施工的進(jìn)行，不斷的發(fā)生變化，這也就決定了變形觀測必須要做到實時、動態(tài)，才能對工程建設(shè)提供有益的幫助。技術(shù)人員需要按照本部門制定的工作規(guī)范，每隔一定的時間，利用儀器設(shè)備對深基坑變形情況進(jìn)行測量，并將每次測量結(jié)果如實記錄下來，觀測深基坑各項數(shù)據(jù)的走勢，并對未來一段時間內(nèi)的變形情況進(jìn)行相對準(zhǔn)確的預(yù)測，進(jìn)而提前采取有效的應(yīng)對措施。特別是對于一些特殊、復(fù)雜的地質(zhì)，例如富水地區(qū)、軟土地區(qū)，深基坑變形觀測的時效性尤其重要。

2、保證高精度。現(xiàn)代工程對測量結(jié)果的精度有著嚴(yán)苛的要求，其中深基坑的變形觀測結(jié)果，誤差通常為毫米級，不僅對所用的測量設(shè)備有著嚴(yán)格要求，而且也需要技術(shù)人員具備較高的操作技術(shù)和專業(yè)水平。在選擇測斜儀或深層沉降儀時，應(yīng)結(jié)合工程測量的參數(shù)要求，選擇滿足測量精度的儀器設(shè)備。例如某工程的測量誤差要求為依1mm，那么所選深層沉降儀的讀數(shù)分辨精度必須小于 1mm。另外，工作人員的操作水平也是影響觀測精度的重要因素。在開展工程測量前，應(yīng)當(dāng)對負(fù)責(zé)變形觀測的人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)，消除人為因素導(dǎo)致的誤差。

五、結(jié)束語

總而言之，在工程測量中，深基坑變形觀測既是重點又是難點。由于深基坑的土層結(jié)構(gòu)、受力條件等始終處于動態(tài)變化中，對變形觀測的時效性、精確性等均有較高要求。深層沉降儀和測斜儀是目前工程項目深基坑變形觀測中常用的兩種測量儀器，分別用來對土層沉降幅度、土層位移程度進(jìn)行精確測量和動態(tài)觀測，為深基坑施工提供了必要的數(shù)據(jù)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玉波.基于工程測量下的基坑變形觀測技術(shù)方法研究[J].建材與裝飾，2017（39）：76.

[2]陳麗佳.一種深基坑變形監(jiān)測方案及數(shù)據(jù)回歸分析方法[J].測繪與空間地理信息，2019（05）：198-200.

[3]張國全，高擎，王穎玉.工程測量中深基坑變形觀測要點[J].居舍， 2019（23）： 31.

（作者單位 ：中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司 ）