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中圖分類號(hào): U23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展,基坑監(jiān)測(cè)工程越來(lái)越多,基坑的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)反饋分析,對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)控制,是實(shí)時(shí)掌握基坑穩(wěn)定性和指導(dǎo)下一步施工的重要手段。其中,基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和變形分析的方法,是本文嘗試進(jìn)行討論的主要內(nèi)容。基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇就是要全面地考慮、合理地解決變形觀測(cè)過(guò)程中基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性;利用文字結(jié)合圖表來(lái)進(jìn)行變形分析,直觀、形象地展示基坑變形狀態(tài)和趨勢(shì),幫助管理部門的正確決策。
1、基坑監(jiān)測(cè)實(shí)例
1.1 工程概況
某一工程基坑周長(zhǎng)900多米,呈長(zhǎng)方體。基坑挖深7.6米,基坑周圍建筑物、管線多,該項(xiàng)目基坑安全等級(jí)為二級(jí)。為確保支護(hù)結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物的安全,對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)要求:水平位移報(bào)警值為40mm,每天發(fā)展不超過(guò)3mm。基坑安全運(yùn)行時(shí)間為6個(gè)月?;颖O(jiān)測(cè)布置示意圖如下。
因施工場(chǎng)地狹窄,采用全站儀坐標(biāo)法測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo),通過(guò)相鄰周期坐標(biāo)計(jì)算,快速、準(zhǔn)確地獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量。
1.2 基坑變形監(jiān)測(cè)
在基坑變形監(jiān)測(cè)時(shí),必須有一些固定的測(cè)量點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),以求得所需要的位移值。本基坑變形監(jiān)測(cè)工程觀測(cè)網(wǎng)共包含5個(gè)點(diǎn),3個(gè)已知點(diǎn)在基坑較遠(yuǎn)穩(wěn)定區(qū)域,另外2個(gè)為布置在基坑附近方便觀測(cè)的工作點(diǎn)。共對(duì)這5個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行一等水準(zhǔn)觀測(cè),平均每個(gè)月都進(jìn)行一次基準(zhǔn)網(wǎng)的穩(wěn)定性檢驗(yàn),以滿足工程精度的需要。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)情況,在基坑周圍共布設(shè)86 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。由于基坑監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng),監(jiān)測(cè)點(diǎn)很容易被破壞,監(jiān)測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)型可能發(fā)生變化。為判斷基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性,不能無(wú)根據(jù)地以某一點(diǎn)作為起算點(diǎn),而應(yīng)根據(jù)重復(fù)觀測(cè)的成果,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定其穩(wěn)定性。只有在監(jiān)測(cè)的起算數(shù)據(jù)可靠的前提下,對(duì)數(shù)據(jù)成果進(jìn)行變形分析才具有指導(dǎo)施工的意義。
2、基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)
2.1 穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法
基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形是相對(duì)于監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的,如果基準(zhǔn)點(diǎn)不穩(wěn)定,所觀測(cè)的變形數(shù)據(jù)就是失真的。結(jié)合實(shí)際,我們采用平均間隙法對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的進(jìn)行整體檢驗(yàn)。其基本思想:先進(jìn)行兩周期圖形一致性檢驗(yàn)及整體檢驗(yàn),如果檢驗(yàn)通過(guò),則確認(rèn)所有參考點(diǎn)是穩(wěn)定的。否則,就要找出不穩(wěn)定的點(diǎn),尋找不穩(wěn)定點(diǎn)的方法是“嘗試法”,依次去掉每一點(diǎn),計(jì)算圖形不一致性減少的程度,使圖形不一致性減少最大的那一點(diǎn)就是不穩(wěn)定點(diǎn)。排除不穩(wěn)定點(diǎn)后再重復(fù)上述過(guò)程,直到去掉不穩(wěn)定性點(diǎn)后的圖形一致性通過(guò)檢驗(yàn)為止。
平均間隙法的原理:通過(guò)兩期觀測(cè),可分別進(jìn)行平差,得出各點(diǎn)兩期的坐標(biāo)值,而且這些點(diǎn)的坐標(biāo)值對(duì)同名點(diǎn)各不相同。如果各點(diǎn)(包括原來(lái)認(rèn)為不動(dòng)的基準(zhǔn)點(diǎn)和可能動(dòng)的移動(dòng)物體上的點(diǎn))在兩期觀測(cè)期間沒(méi)有移動(dòng),在同名點(diǎn)的坐標(biāo)差只反映觀測(cè)誤差,因此通過(guò)這些坐標(biāo)即可得到觀測(cè)值的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方差μ2。這個(gè)方差可由兩期觀測(cè)值改正數(shù)得到,即通常使用經(jīng)驗(yàn)方差μ2進(jìn)行比較和檢驗(yàn)。若QXV=0,QlV=0,說(shuō)明平差后,觀測(cè)值改正數(shù)V 與未知數(shù)X 及觀測(cè)值平差值是相互獨(dú)立的,因此用這兩個(gè)方差的比構(gòu)成的統(tǒng)計(jì)量服從F 分布。用此量進(jìn)行檢驗(yàn),看出這兩個(gè)方差是否相等,即是否出自同一統(tǒng)計(jì)體,如果是,則表示坐標(biāo)值的差完全由觀測(cè)誤差所引起的,因此判斷點(diǎn)位確實(shí)沒(méi)有移動(dòng),否則點(diǎn)位產(chǎn)生移動(dòng)。
2.2 平均間隙法檢驗(yàn)過(guò)程
用某兩周期的成果進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)。設(shè)這兩周期分別為第1,j 周期根據(jù)每一周期觀測(cè)的成果,按秩虧自由網(wǎng)平差的方法進(jìn)行平差,由平差改正數(shù)可以計(jì)算單位權(quán)方差的估值
式中分別用上表與下表1,j 表示不同的兩周期觀測(cè)的成果。一般情況下兩個(gè)不同周期觀測(cè)的精度是相等的。可以μ12將μj2與聯(lián)合起來(lái)求一個(gè)共同的單位權(quán)方差估值,亦即
式中,f=f1+f2。
如果作假設(shè)“兩次觀測(cè)周期間點(diǎn)位沒(méi)有變動(dòng)”,則可以從兩個(gè)周期所求得的坐標(biāo)差ΔX計(jì)算另一方差估值
式中, fΔX為獨(dú)立的ΔX的個(gè)數(shù)??梢宰C明方差估值μ2與Q2是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的
利用F檢驗(yàn)法,我們可以組成統(tǒng)計(jì)量。
在原假設(shè)H0(兩次觀測(cè)期間點(diǎn)位沒(méi)有變動(dòng))F,統(tǒng)計(jì)量服從自由度為fΔX、f的F分布,故可以用下式
來(lái)檢驗(yàn)點(diǎn)位是否有變動(dòng)。置信水平通常取0.05或0.1,有與自由度f(wàn)ΔX、f可以從(概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì))中查得分位值F1-α(fΔX、f)。當(dāng)統(tǒng)計(jì)量小于相應(yīng)分位值時(shí),接受原假設(shè),表明監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)都是穩(wěn)定的,穩(wěn)定性分析即完成。反之,則認(rèn)為網(wǎng)中存在變動(dòng)點(diǎn)。為此,必須用平均間隙法進(jìn)一步搜索不穩(wěn)定的點(diǎn)。
3、基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形分析
3.1 數(shù)據(jù)處理
每期觀測(cè)后,首先對(duì)基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)典平差,以M1、M2、M3為基準(zhǔn),計(jì)算出工作點(diǎn)G1、G2的坐標(biāo),然后采用平均間隙法,以當(dāng)期與首期兩期觀測(cè)作檢驗(yàn)進(jìn)行工作點(diǎn)穩(wěn)定性分析,若存在不穩(wěn)定點(diǎn),再繼續(xù)尋找動(dòng)點(diǎn),并修正。最后,把基坑兩側(cè)工作點(diǎn)統(tǒng)一到穩(wěn)定的基準(zhǔn)網(wǎng)中,并以工作點(diǎn)平差計(jì)算每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。本工程以監(jiān)測(cè)點(diǎn)B1、B2、B3、B4、B5、E1、E2、E3的部分觀測(cè)期過(guò)程中平面位移變化量為例,其位移變化量統(tǒng)計(jì)表如下。
3.2 變形分析
基坑變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量較多,如果僅對(duì)單一沉監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化進(jìn)行分析,即不方便,又不能全面地反映實(shí)際變形情況。所以,變形分析宜采取整體分析,較直觀的方法是將監(jiān)測(cè)的報(bào)表繪制成“監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形量曲線圖”和“監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形量速率曲線圖”,即將每一期各測(cè)點(diǎn)的累計(jì)變形量或速率曲線繪制在以時(shí)間為橫軸、變形量為豎軸的坐標(biāo)系中。變形分析如下:
(1)整個(gè)基坑出現(xiàn)了不同程度的變形。
(2)B3、B5、E1 三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)預(yù)警值,其余各點(diǎn)變形量都正常。
(3)在B3、B5、E1 三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)預(yù)警值后,及時(shí)采取措施進(jìn)行加固基坑,經(jīng)有效處理后變形量變化正常。
(4)結(jié)合實(shí)地踏勘和分析,三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形原因?yàn)椋孩僦苓叺缆翻h(huán)境影響:基坑周邊都是交通要道,受震動(dòng)較大;②土質(zhì)原因:地質(zhì)條件較差,基坑大部分是回填土;③地面荷載影響:三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近都有施工機(jī)械和運(yùn)輸車輛通過(guò)。根據(jù)前12期觀測(cè)結(jié)果和基坑的變形情況,相關(guān)管理部門對(duì)基坑進(jìn)行了加固和壓密注漿等處理。從第13期之后的觀測(cè)結(jié)果已看出加固取得得了明顯效果,基坑基本上處于了穩(wěn)定狀態(tài),為今后基坑下部施工建設(shè)的安全提供了保障。
結(jié)論
基坑變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)一般范圍不大,而精度要求較高,從保證成果可靠方面考慮,對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)是很必要的。用平均間隙法確定變形模型這種思路本身不需要考慮太多的地質(zhì)信息,能從測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)中分析出近似變形模型。在工程上有一定的適用性。
在基坑變形監(jiān)測(cè)中,圖表分析方法有其優(yōu)越性。比傳統(tǒng)的文字成果更直觀豐富,既能全面地展示和分析基坑整體變形狀態(tài)和趨勢(shì),又能明顯獲得哪些監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形較大,更便于理部門的正確決策。當(dāng)然,在基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)、方法、數(shù)據(jù)處理等方面,內(nèi)容還很多,有待于在今后的基坑工程中再學(xué)習(xí),再實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)
[1]張正祿等.工程測(cè)量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005.
前言
深基坑的變形檢測(cè)直接關(guān)系到整個(gè)建筑在建設(shè)過(guò)程中的安全,建筑施工的質(zhì)量和地基的強(qiáng)度有直接的關(guān)系,因此在故在深基坑施工過(guò)程中,除了要對(duì)基坑本身進(jìn)行監(jiān)測(cè)之外,還要對(duì)周圍建筑物的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)量大且要求精度高。因此,對(duì)城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測(cè)的實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、深基坑監(jiān)測(cè)的意義
對(duì)于復(fù)雜的大型工程以及與重要建筑物很近的深基坑項(xiàng)目,由于基坑周圍的環(huán)境非常的復(fù)雜,特別是當(dāng)基坑周圍地質(zhì)條件差,地下水豐富,距基坑周邊很近的距離有非常密集的地下管線,
監(jiān)測(cè)是非常重要的,隨著基坑的開(kāi)挖能夠及時(shí)了解周邊環(huán)境的狀況,還有就是基坑監(jiān)測(cè)不容易從過(guò)去類似的基坑開(kāi)挖過(guò)程中得到借鑒,也不容易從理論實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行模擬結(jié)果,所以每當(dāng)基坑開(kāi)挖的時(shí)候就要隨時(shí)進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)。首先是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠判斷基坑的安全系數(shù)并做數(shù)據(jù)計(jì)算處理,為今后地質(zhì)條件和周邊環(huán)境類似的基坑提供設(shè)計(jì)參考和施工參考。其次,為工程施工提供安全保障,特別是地下管線,地下設(shè)施,基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu),鄰近建筑物、構(gòu)筑物等等在施工過(guò)程中所受的影響。最后,當(dāng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目最大值超過(guò)允許范圍或者變化速率達(dá)到預(yù)警值的時(shí)候及時(shí)通過(guò)業(yè)主建立的信息平臺(tái)預(yù)警消息,這時(shí)各單位都及時(shí)收到預(yù)警消息,以較快的速度組織業(yè)主,監(jiān)理,施工方進(jìn)行協(xié)商解決,進(jìn)行安全補(bǔ)救,為工程質(zhì)量和安全提供可靠保障。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的大量積累對(duì)工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),方法的完善,手段的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)水平的提高也有著重要意義,總體概括分析可以分為實(shí)際意義和理論意義。實(shí)際意義主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)各種建筑物和構(gòu)筑物等等的穩(wěn)定性,及時(shí)了解它們的穩(wěn)定情況,如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率變化太大以及數(shù)據(jù)超過(guò)控制值或者是基坑出現(xiàn)裂縫或漏水等現(xiàn)象以便采取方法,理論上的意義是指通過(guò)數(shù)據(jù)分析更充分地理解基坑開(kāi)挖過(guò)程中的變形機(jī)理和變形規(guī)律,驗(yàn)證有關(guān)的變形理論,為今后的變形監(jiān)測(cè)理論和方法提供有價(jià)值的參考。在進(jìn)行地鐵或者是建筑房屋的施工中,需要參照相關(guān)的基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范和大量的文獻(xiàn)資料,對(duì)基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中的某些觀點(diǎn)進(jìn)行論述,總結(jié)深基坑監(jiān)測(cè)存在的某些問(wèn)題以及解決方法。
二、主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容
在建筑基坑的施工過(guò)程中,監(jiān)測(cè)工作主要分為兩個(gè)部分,沉降監(jiān)測(cè)和位移監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要包括支護(hù)樁、周圍土體和周邊建筑物。從保證基坑工程的施工安全角度出發(fā),支護(hù)樁監(jiān)測(cè)活動(dòng)中,樁體累計(jì)水平位移32mm,或者連續(xù)3d內(nèi)位移速率大于5mm/d,就可以判定為基坑施工的穩(wěn)定性不足;對(duì)建筑物的監(jiān)測(cè)因?yàn)樯婕暗匠两岛退轿灰?,所以要結(jié)合建筑物自身的高度,以及建筑物本身的水平位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的針對(duì)性設(shè)定;對(duì)周邊土體的監(jiān)測(cè)主要涉及到沉降和水平位移,為了保證檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性,原則上周邊土體的累計(jì)沉降或位移超過(guò)10mm,或者連續(xù)3d的位移速率超過(guò)2mm/d就應(yīng)該發(fā)出警報(bào),以免土體沉降和位移對(duì)淺層地表的各種管線造成損壞。
三、監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)置
1、平面監(jiān)測(cè)網(wǎng)
在基坑建設(shè)施工過(guò)程中,水平位移對(duì)基坑本身和周邊建筑物的危害最大,所以是監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水平位移的監(jiān)測(cè),要進(jìn)行平面監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)。該工程因?yàn)橹車慕ㄖ锓植急容^密集,且安全范圍較小,在基坑形變影響區(qū)外的控制點(diǎn)看不見(jiàn)基坑,能看間基坑的控制點(diǎn)在基坑形變影響區(qū)內(nèi)。平面監(jiān)測(cè)網(wǎng)的整體布置遇到了一定的困難。因此,初次監(jiān)測(cè)網(wǎng)布置主要按照點(diǎn)時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)與工作點(diǎn)四等一次的布置方法,例如針對(duì)某城市建筑區(qū)域深基坑施工變形檢測(cè)中,布置了15個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),形成邊長(zhǎng)為23耀24m的監(jiān)測(cè)網(wǎng)。
2、高程監(jiān)測(cè)網(wǎng)
高程監(jiān)測(cè)是對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中可能導(dǎo)致的地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié),采取的主要監(jiān)測(cè)措施是固定點(diǎn)仰角監(jiān)測(cè)法,在基坑形變影響區(qū)范圍外水平設(shè)置基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)7個(gè),形成閉合線路總長(zhǎng)度為1.3km的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),對(duì)周圍建筑物的沉降變化進(jìn)行監(jiān)測(cè),經(jīng)過(guò)逆向測(cè)算高程監(jiān)測(cè)網(wǎng)的每公里水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差為依0.5mm,每公里水準(zhǔn)測(cè)量全中誤差為依0.3mm。
四、坑的監(jiān)測(cè)頻率、方法及注意的事項(xiàng)
1、基坑的監(jiān)測(cè)頻率
基坑的嗡測(cè)頻率一般根據(jù)基坑的等級(jí)不同而有所不同,具體的監(jiān)測(cè)頻率需要根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙和施工監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行具體規(guī)定,總之監(jiān)測(cè)頻率的確定應(yīng)能系統(tǒng)地反映監(jiān)測(cè)對(duì)象所測(cè)項(xiàng)目的重要變化過(guò)程雨又不遺漏其變化的重要時(shí)刻。
當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)應(yīng)提高監(jiān)測(cè)頻率:1)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值。2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化較大或速率加快。3)存在勘測(cè)未發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)。4)超深、超長(zhǎng)開(kāi)挖或未及時(shí)加撐等違反設(shè)計(jì)工況施工。5)基坑及周邊大量積水、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨、市政管道出現(xiàn)泄漏。6)基坑附近地面荷載突然增大或超過(guò)設(shè)計(jì)限值。7)支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開(kāi)裂。8)周邊地表突發(fā)較大沉降或出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂。9)臨近建筑突發(fā)較大沉降、不均勻沉降或出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂。10)基坑底部、側(cè)壁出現(xiàn)管涌、滲漏或流沙等現(xiàn)象。
2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移的監(jiān)測(cè)方法
圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移的監(jiān)測(cè)方法一般用極坐標(biāo)法,基準(zhǔn)點(diǎn)要選在3倍基坑以外土質(zhì)堅(jiān)固的地方,每個(gè)基坑工程至少應(yīng)有3個(gè)穩(wěn)定、可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),工作基點(diǎn)應(yīng)選在相對(duì)穩(wěn)定和方便使用的位置。每次觀測(cè)都必須定向,每次觀測(cè)值與前一天觀測(cè)值之差為日變化量,每次觀測(cè)值與初始觀測(cè)值之差為累計(jì)變化量,當(dāng)然也可以用余弦定理公式進(jìn)行位移變化的計(jì)算,一般認(rèn)為,當(dāng)日變化量超過(guò)設(shè)計(jì)值的80%或者累計(jì)值超過(guò)設(shè)計(jì)值的80%時(shí)應(yīng)向業(yè)主,施工,監(jiān)理各單位進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)警。
3、測(cè)斜儀的測(cè)量
連接好探頭和電纜,電纜和測(cè)讀儀,當(dāng)連接探頭和電纜時(shí)一定要用原裝的扳手,接好以后要檢查一下探頭與電纜之間是否密封,要特別注意保護(hù)電纜和探頭之間這一部分,特別容易被損壞,所以要倍加小心,如果電纜里面的某條細(xì)絲被損壞,那么所測(cè)的數(shù)據(jù)就有錯(cuò)誤不能利用,測(cè)量第一遍的時(shí)候要將低滑輪朝向基坑方向,同時(shí)使滑輪卡在導(dǎo)槽上,把電纜放到距離測(cè)斜管底部0.5 m的地方,一定要注意不要把探頭直接放到測(cè)斜管底部,以免損傷探頭,更不能“自由落體”讓探頭直接以重力加速度一下到底,測(cè)量自下而上一般是每隔0.5 m測(cè)讀一次,有時(shí)候也可以1 m測(cè)讀一次,為了保證測(cè)讀結(jié)果的準(zhǔn)確性,一定要當(dāng)測(cè)斜儀上出現(xiàn)一排菱形時(shí)再記錄。第一次測(cè)量完成以后,把探頭轉(zhuǎn)動(dòng)180。,使探頭的兩個(gè)導(dǎo)輪與第一次相反,進(jìn)行第二次測(cè)讀,第一次與第二次測(cè)讀的測(cè)點(diǎn)要在同一位置上,它們的誤差范圍是小于10%,而且符號(hào)相反,否則應(yīng)重測(cè)本組數(shù)據(jù)。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,本文首先分析了深基坑施工過(guò)程中變形監(jiān)測(cè)的意義,隨后針對(duì)變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中的內(nèi)容和詳細(xì)的檢測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析,目的是提高深基坑的施工質(zhì)量。
本項(xiàng)目位于城市中心地段,基坑南側(cè)及東側(cè)為城市道路,北側(cè)為距離基坑邊緣29m的12層建設(shè)銀行辦公樓,西側(cè)為距離基坑邊緣17m的8層高的商業(yè)大廈,基坑平面位置布置見(jiàn)圖1所示。
本工程為地下兩層,地上十七層(局部九層、六層)的鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu),集融商業(yè)、停車場(chǎng)、公寓于一體的綜合樓,總建筑面積16809m2,建筑總高68.8m。
高層基礎(chǔ)采用大直徑鉆孔灌注樁(端承樁),樁端支承于風(fēng)化白云巖中,巖石極限端阻力為15000KPa。地下室底板標(biāo)高為7.90m,實(shí)際挖土深度7.5~8.2m。
2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
根據(jù)本次勘察結(jié)構(gòu)圖,整個(gè)場(chǎng)地地基土除上部為厚度不一雜填土外,其下為坡殘積地層,下臥為侏羅―白堊紀(jì)泥質(zhì)粉砂巖。根據(jù)土的物理力學(xué)性質(zhì)差異及其工程特性分述如下:
①層―填土(耕土):褐黃色,主要以粘性土為主,偶夾風(fēng)化碎石,局部地段為耕土層,該層成分雜亂,固結(jié)差,結(jié)構(gòu)松散,厚度為0.9~5.1m;②層―粉質(zhì)粘土:褐紅、褐黃色,可塑狀態(tài)、干強(qiáng)度低、韌性中等,局部為粉砂,厚度為2.3~6.2m;③層―風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:褐紅色及褐黃色,已基本風(fēng)化成粉砂狀,局部夾薄層強(qiáng)風(fēng)化巖層呈碎塊狀,整塊場(chǎng)地均布,厚大于21m。
場(chǎng)地地下水有基巖孔隙、裂隙承壓水類型,地下水埋深為-5.1m,由大氣降水及上覆蓋土層孔隙水補(bǔ)給。
3基坑降水及圍護(hù)方案
3.1基坑圍護(hù)方案
因基坑周邊為房屋建筑及市政道路,無(wú)放坡開(kāi)挖條件,根據(jù)基坑深度、地質(zhì)水文條件及周邊建筑分布情況,擬采用以間隔式鉆孔灌注護(hù)坡樁與土針墻聯(lián)合支護(hù)方式,具體初步設(shè)計(jì)如下:
護(hù)坡樁擬采用φ1200m的C30混凝土鉆孔灌注樁,樁中間距為2m,樁配筋為22Φ25,箍筋為φ8@200mm。樁頂標(biāo)高為+0.20m,樁插入土基坑深度未定,需通過(guò)受力計(jì)算來(lái)決定。樁頂封閉圈梁采用寬1.2m,高0.6m。配筋16φ16,砼強(qiáng)度C30。
樁間設(shè)土釘墻,其主要技術(shù)參數(shù)如下:
1)土釘孔徑:土釘鉆孔直徑為110mm,采用機(jī)械或洛陽(yáng)鏟成孔;
2)鉆孔深度,在圈梁底往下3m高度內(nèi)為1.5m,其余部分為2.0m;
3)鉆孔間距:水平間距為2.0m,豎向間距為1.2m;
4)錨桿及布置:錨桿采用HRB335級(jí)熱軋帶肋Φ22鋼筋;梅花形布置;
5)網(wǎng)片鋼筋及噴射砼:采用φ6.5鋼筋,間距250mm鋼筋網(wǎng)片,噴射C20混凝土厚100mm。
3.2降水方案
基坑降水采用管井降水法,沿基坑設(shè)82眼管井,管井間距為8m,井深15m,管徑為60cm。共設(shè)兩個(gè)抽水泵站不間斷進(jìn)行抽水,使地下水位降到基坑底以下2m,以獲得干燥的施工環(huán)境。
基坑圍護(hù)布置如圖1所示。
圖1 基坑平面位置布置及支護(hù)圖
4基坑支護(hù)受力檢算
由支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式可知,主要由混凝土灌注孔樁承受基坑壁的荷載,因此關(guān)鍵是孔樁的受力檢算。以下以承受最不利荷載處的孔樁進(jìn)行承載力驗(yàn)算及確定孔樁入土深度,以確保結(jié)構(gòu)安全,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2所示。
孔樁最不利荷載處各土層的加權(quán)平均參數(shù)經(jīng)計(jì)算為:φ=26°,c=16kPa,=19.3 kN/m3。其結(jié)構(gòu)算簡(jiǎn)圖如圖2所示,考慮到基坑下的摩擦力,計(jì)算被動(dòng)土壓力系數(shù)時(shí)采用土與樁的摩擦角δ=2/3×φ=17.3°進(jìn)行計(jì)算。
圖2孔樁計(jì)算簡(jiǎn)圖
4.1插入深度計(jì)算
樁后主動(dòng)土壓力系數(shù),。
樁前被動(dòng)土壓力系數(shù)
主動(dòng)土壓力強(qiáng)度41.88kN/m2
u=(20×0.39+41.88)/77.39=0.64m
=8.2+0.64=8.84
=20×0.39×8.2+1/2×41.88×8.2=235.7kN/m
主動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)距樁頂距離a=(20×0.39×8.2×8.2/2+1/2×41.88×8.2×2/3×8.2)/235.7=5.1m
按下式進(jìn)行計(jì)算:
將數(shù)據(jù)代入上式,整理得
解上式得:
所以埋深(計(jì)算出的值增加20%):
t=1.2×5.54+0.64=7.29m
從計(jì)算可得,孔樁最少埋深為7.29m,綜合考慮其它因素,施工時(shí)實(shí)際采用的埋深為13m。即樁總長(zhǎng)為13+8.2=21.2m,經(jīng)按13m入土深度進(jìn)行穩(wěn)定性復(fù)核,得穩(wěn)定安全系數(shù)為2.1。
4.2進(jìn)行孔樁最大彎矩計(jì)算
孔樁的最大彎矩處為剪力Q=0處,設(shè)從0點(diǎn)往下處Q=0,按下式進(jìn)行計(jì)算:
因樁的中間距為2m,所以
4.2樁體抗彎強(qiáng)度校核計(jì)算、
混凝土抗彎強(qiáng)度為14.3N/mm2,鋼筋抗拉強(qiáng)度為310N/mm2,樁半徑為600mm,樁身均勻配筋為22根Φ25mm,主筋距樁中心距離為rs=570mm。則有效混凝土面積A=113×106mm2,主筋的截面積AS=10793.8mm2
受拉鋼筋混凝土的相對(duì)面積為:
at=1.25-2a=0.39
樁的極限抗彎彎矩按下式計(jì)算:
>
從以上的計(jì)算分析可知,孔樁的穩(wěn)定性及抗彎強(qiáng)度滿足安全施工要求。
5 變形監(jiān)測(cè)
鑒于巖土工程的復(fù)雜性及本基坑工程的重要性,本工程采用信息化施工方法,邊施工邊監(jiān)測(cè),及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果,以掌握基坑邊坡、周邊建筑物沉降及變形情況,分析邊坡穩(wěn)定狀況;觀測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在受土體分步開(kāi)挖壓力所引起的水平位移和豎向位移,以掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)分步受壓的穩(wěn)定情況,對(duì)位移數(shù)據(jù)及時(shí)分析,如位移過(guò)大時(shí),及時(shí)分析原因,有問(wèn)題及時(shí)解決。確?;蛹爸苓吔ㄖ锏陌踩?。
1)觀測(cè)項(xiàng)目的設(shè)定及觀測(cè)辦法
本工程根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的實(shí)際要求,選擇進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、豎向位移觀測(cè),周圍建筑物和地下管線變形。在基坑每側(cè)選擇有代表性的6根護(hù)坡孔樁作為監(jiān)測(cè)對(duì)象,設(shè)置水平位移及豎向位移觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)點(diǎn)間距20~30m。在待觀測(cè)的建設(shè)銀行辦公樓、商業(yè)大廈及其它構(gòu)筑物上設(shè)置足夠的觀測(cè)點(diǎn)。
在基坑開(kāi)挖深度3倍距離外設(shè)置監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn),采用自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀及全站儀等儀器進(jìn)行位移及沉降量的觀測(cè)。
基坑開(kāi)挖前測(cè)得初始讀數(shù)。在開(kāi)挖過(guò)程中,每天觀測(cè)兩次。如發(fā)現(xiàn)位移量較大或有突變時(shí),則應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè),每間隔6小時(shí)觀測(cè)一次;觀測(cè)階段由土方開(kāi)挖開(kāi)始至土方回填完畢。
將每次測(cè)定的位移及沉降量數(shù)據(jù),填入表格,繪制各測(cè)點(diǎn)的位移量與時(shí)間關(guān)系曲線圖?;踊靥钔瓿珊?,再持續(xù)觀測(cè)一周,每天兩次,觀測(cè)結(jié)果表明位移穩(wěn)定后,停止觀測(cè),提交位移觀測(cè)報(bào)告。
2)監(jiān)測(cè)控制基準(zhǔn)、警戒值
變形監(jiān)測(cè)前根據(jù)本項(xiàng)目的客觀實(shí)際情況和設(shè)計(jì)計(jì)算書,事先確定了位移及變形警戒值,據(jù)以判斷變形、沉降是否會(huì)超過(guò)允許的范圍,判斷圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑物是否安全可靠。否則需要改變施工順序或調(diào)整支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)。因此,確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的警戒值是至關(guān)重要的。
根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,并結(jié)合我方多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),確定警戒點(diǎn)及警戒值:
a)警戒點(diǎn):S-T曲線的突變點(diǎn)為警戒點(diǎn),出現(xiàn)警戒點(diǎn)時(shí)應(yīng)及時(shí)反饋信息。
b)警戒值:經(jīng)綜合考慮本工程允許最大水平及豎向位移量為30mm,當(dāng)天最大水平及豎向位移量不超過(guò)3mm。
3)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及信息反饋
隨施工進(jìn)度嚴(yán)格按要求進(jìn)行上述各施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容,監(jiān)測(cè)人員根據(jù)開(kāi)挖部位、步驟及時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)繪制測(cè)值隨時(shí)間變化圖、速度變化趨勢(shì)圖、加速度變化趨勢(shì)圖,并依據(jù)變化曲線及速率判斷相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì),及時(shí)反饋于施工,必要時(shí)采用回歸分析推測(cè)測(cè)試終值。
數(shù)據(jù)整理:把原始數(shù)據(jù)通過(guò)一定的方法,如按大小的排序,用頻率分布的形式把一組數(shù)據(jù)分布情況顯示出來(lái),進(jìn)行數(shù)據(jù)的數(shù)字特征值計(jì)算,離群數(shù)據(jù)的取舍。
數(shù)據(jù)的曲線擬合:在取得一定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后,繪制位移時(shí)態(tài)變化曲線圖,然后尋找一種能夠較好反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律和趨勢(shì)的函數(shù)關(guān)系式,對(duì)下一階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè),防患于未然。當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)警戒點(diǎn)或變形量超過(guò)警戒值時(shí),分析原因,及時(shí)采取補(bǔ)救措施,必要時(shí)修改支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)。
4)測(cè)試結(jié)果及分析
通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄可看出,基坑開(kāi)挖到底部后,圍護(hù)孔樁達(dá)到最大樁頂位移,本項(xiàng)目最大值為靠近建設(shè)銀行辦公樓側(cè)的一個(gè)觀測(cè)點(diǎn),其值為8.6mm,其余觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)值在3.5~7.9mm之間,均未超出安全區(qū)域。在進(jìn)行基坑開(kāi)挖初期,位移變化顯著,后期逐漸減少直到停止,施工中沒(méi)有產(chǎn)生位移突變現(xiàn)象。
周邊建筑和管線監(jiān)測(cè)記錄表明,沉降量最大值為3.1mm,說(shuō)明基坑土體處于穩(wěn)定的安全狀態(tài)。
6結(jié)束語(yǔ)
在本項(xiàng)目的支護(hù)設(shè)計(jì)中,針對(duì)周邊建筑情況及地質(zhì)構(gòu)成,選擇了使用鉆孔灌注樁結(jié)合土針墻的綜合支護(hù)方案,并對(duì)鉆孔灌注樁的插入深度進(jìn)行了計(jì)算。同時(shí)也對(duì)鉆孔灌注樁的抗彎強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)算,確保施工安全。
在后續(xù)基坑土方開(kāi)挖及地下樓層施工過(guò)程中,基坑邊坡未發(fā)生土方坍塌及支護(hù)變形超警戒值位移及其它危及施工安全的現(xiàn)象,證明采取的基坑圍護(hù)方案是安全有效的。
前言:基坑變化細(xì)節(jié)監(jiān)測(cè)和工程總體布置形式設(shè)計(jì),如今已經(jīng)被定義為深基坑工程安全質(zhì)量完善期間的特定要素,其間對(duì)于鉆孔灌注樁以及內(nèi)部支撐單元產(chǎn)生更加嚴(yán)格的規(guī)范要求??涩F(xiàn)實(shí)中,我國(guó)在基坑支護(hù)控制經(jīng)驗(yàn)上仍舊處于單一落魄境遇,因此后期工程系統(tǒng)化覆蓋指標(biāo)不可避免地遺留某種滯后效應(yīng)。這就需要研究主體結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、以往研究經(jīng)驗(yàn),加以科學(xué)整編演練,確保基坑監(jiān)測(cè)創(chuàng)新形式的舉措得以快速浮出水面。
一、針對(duì)基坑變形細(xì)節(jié)加以科學(xué)監(jiān)控的現(xiàn)實(shí)意義論述
首先,技術(shù)人員在基坑挖掘期間會(huì)借助某類高新技術(shù)手段,將施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部各類動(dòng)態(tài)信息傳輸出去,可因?yàn)閮?nèi)部因素影響狀況極為復(fù)雜,使得基坑和周圍建筑物安全穩(wěn)定性難以貫徹落實(shí)。由此,一切監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的搜集便是為了進(jìn)一步掌控基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)變化狀況,使得對(duì)應(yīng)施工管制部門能夠及時(shí)吸納最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息,避免今后施工方案創(chuàng)新改良和覆蓋進(jìn)度遭受不必要的限制作用。
其次,聯(lián)合基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)加以精準(zhǔn)解析調(diào)試,能夠?yàn)楦黝惤ㄖ⑸钤O(shè)施威脅程度校驗(yàn)快速提供疏導(dǎo)線索。也就是說(shuō),一旦基坑變形程度超出預(yù)設(shè)要求,施工管制主體就可借助變形監(jiān)控分析系統(tǒng)整編現(xiàn)場(chǎng)資料內(nèi)容,確保施工方案得以快速改良和順利落實(shí)。
最后,基坑內(nèi)部任何險(xiǎn)情預(yù)測(cè)和警告。施工期間一切安全事故,其實(shí)都與基坑施工監(jiān)測(cè)人員正向態(tài)度相關(guān),一旦任何數(shù)據(jù)校驗(yàn)分析不當(dāng),都會(huì)令現(xiàn)場(chǎng)失去控制,造成不必要的人員傷亡和成本損失結(jié)果。針對(duì)施工流程和深基坑各類變動(dòng)參數(shù)加以解析,可以在合理期限范圍內(nèi)預(yù)測(cè)險(xiǎn)情狀況,為施工流程布置期間可能遭遇的不安問(wèn)題提早加以預(yù)防補(bǔ)救。
二、深基坑變形狀況監(jiān)測(cè)分析的科學(xué)舉措內(nèi)容解析
(一)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的精確選取
監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置工作主要針對(duì)基坑開(kāi)挖期間核心影響部位加以掌控,基本上會(huì)超出基坑預(yù)設(shè)深度兩倍左右,如若想要在合理期限范圍內(nèi)獲得合理經(jīng)濟(jì)效益,布置流程必須足夠科學(xué)。技術(shù)人員在進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布設(shè)前期,有必要適當(dāng)將核心注意力投射在基坑區(qū)域地質(zhì)變動(dòng)細(xì)節(jié)和維護(hù)方案設(shè)計(jì)層面之上,后期聯(lián)合以往安全保護(hù)經(jīng)驗(yàn)和支承控制理論,進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置范疇和密度檢驗(yàn)調(diào)試??陀^層面理解,可以加以預(yù)埋的監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須在工程開(kāi)始之前加以快速埋設(shè),在對(duì)應(yīng)工作穩(wěn)定期限得以延續(xù)基礎(chǔ)上,異質(zhì)化靜態(tài)初始值都應(yīng)該測(cè)取完備。需要注意的是,有關(guān)沉降、位移的觀測(cè)點(diǎn)有必要直接在被監(jiān)測(cè)的物體之上安裝。
(二)輔監(jiān)測(cè)儀器的科學(xué)匹配沿用
主要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)行容易引起坍塌結(jié)果的位置埋設(shè),全程沿著圍護(hù)結(jié)構(gòu)平行方向25m間距加以布置。需要注意的是,用于圍護(hù)樁體結(jié)構(gòu)的測(cè)斜管,大致上會(huì)在圍護(hù)樁澆灌期間放入。具體規(guī)范流程如下所示:首先,技術(shù)人員有必要結(jié)合基坑整體開(kāi)挖深度事先測(cè)斜管孔深確認(rèn)目標(biāo),其實(shí)就是將基底標(biāo)高特定支護(hù)結(jié)構(gòu)的土體側(cè)向位移數(shù)據(jù)暫且視為零,并且將其作為預(yù)測(cè)判定基準(zhǔn)媒介。其次,快速將測(cè)斜管放置在底蓋之上,并進(jìn)行逐層組裝。技術(shù)人員要做的是,詳細(xì)檢驗(yàn)內(nèi)部導(dǎo)槽穩(wěn)定性,確保其能夠時(shí)刻和坑壁走向保持平行、垂直關(guān)系;再就是管內(nèi)需注入合理數(shù)量的清水,持續(xù)到沉管到達(dá)孔底期間,在斜管、孔壁之間遺留的空隙,要用砂子逐層填實(shí)。最后,便是針對(duì)測(cè)斜管管口坐標(biāo)、高程進(jìn)行精確計(jì)算,提供明顯的標(biāo)示以保護(hù)管口位置。畢竟現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量前期,技術(shù)人員始終須依照孔位科學(xué)布置指示圖,進(jìn)行鉆孔列表結(jié)構(gòu)完善布置。確保最終測(cè)量結(jié)果分析預(yù)測(cè)能夠有據(jù)可依。
(三)監(jiān)測(cè)頻率的確認(rèn)和科學(xué)調(diào)試
基坑工程監(jiān)測(cè)頻率,核心價(jià)值在于精準(zhǔn)映射既定項(xiàng)目變化細(xì)節(jié),技術(shù)人員可以考慮依照不同工程管理機(jī)動(dòng)需求,進(jìn)行監(jiān)測(cè)方案精確調(diào)整。實(shí)際上,開(kāi)挖期間監(jiān)測(cè)間距不宜過(guò)長(zhǎng),持續(xù)到外界條件變化劇烈期間適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)管控能效。需要注意的是,一旦說(shuō)基坑冠梁衍生任何裂縫問(wèn)題時(shí),監(jiān)管主體可以依照實(shí)際狀況加以科學(xué)監(jiān)測(cè),針對(duì)單位裂縫寬度極限位置和末端進(jìn)行觀測(cè)標(biāo)示匹配,其中裂縫觀測(cè)周期主要依照現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)變化速度而定。
另外,各監(jiān)測(cè)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)基點(diǎn)要嚴(yán)格保護(hù)并做明顯標(biāo)記,施工過(guò)程中嚴(yán)禁破壞。監(jiān)測(cè)應(yīng)定人、定儀器、定時(shí)進(jìn)行,不許漏測(cè),開(kāi)挖接近槽底時(shí),應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)如實(shí)記錄,及時(shí)進(jìn)行匯總、分析和評(píng)定,并根據(jù)變形趨勢(shì)做出預(yù)報(bào)。監(jiān)測(cè)中如發(fā)現(xiàn)變形異常,應(yīng)及時(shí)提交變形資料以便及時(shí)進(jìn)行處理。同時(shí)后期實(shí)踐驗(yàn)證,邊坡沉降控制在規(guī)定的沉降值范圍內(nèi),并且在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,通過(guò)變形監(jiān)測(cè),施工方及時(shí)掌握基坑的各種變形值,對(duì)可能發(fā)生的安全險(xiǎn)情,進(jìn)行預(yù)防和安全措施補(bǔ)救,在整個(gè)基坑開(kāi)挖過(guò)程中,基本未發(fā)生任何安全事故,施工工期得到有效保障,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
結(jié)語(yǔ):綜上所述,在進(jìn)行深基坑開(kāi)挖過(guò)程中內(nèi)部變形狀況監(jiān)測(cè)方面,相關(guān)部門主張大力推動(dòng)對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)設(shè)備更新效率,確保當(dāng)中邊坡、附近管線的水平和豎向細(xì)節(jié)都得到合理檢驗(yàn),進(jìn)一步為后期施工期間一切可能滋生的安全險(xiǎn)情加以精準(zhǔn)預(yù)測(cè),防治。相信長(zhǎng)此以往,必定為我國(guó)深基坑施工工期、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)完善奠定深刻適應(yīng)基礎(chǔ),再就是為今后超大型深基坑變形精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)防護(hù)工作提供更多標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性建議。
參考文獻(xiàn):
[1]李永輝.黃土深基坑施工監(jiān)測(cè)分析與數(shù)值模擬[D].西安建筑科技大學(xué),2009.
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,高層、超高層建筑大量興建,深基坑工程越來(lái)越多,而深基坑開(kāi)挖和暴露期間的安全,會(huì)直接影響到周圍建筑、公路、管線等的基礎(chǔ)穩(wěn)定。深基坑開(kāi)挖后,由于土體平衡被打破而導(dǎo)致土應(yīng)力發(fā)生改變,土體支護(hù)結(jié)構(gòu)及本身出現(xiàn)變形,導(dǎo)致周邊建筑物出現(xiàn)不同的沉降、位移、撓曲、傾斜和裂縫等現(xiàn)象,因此在基坑施工過(guò)程中,不僅要對(duì)基坑及周邊建筑物進(jìn)行連續(xù)的變形觀測(cè),也要對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,及時(shí)采取措施,做好預(yù)防工作,確保建(構(gòu))筑物的安全。
一、基坑變形
(一)基坑變形概述
基坑在開(kāi)挖施工過(guò)程中由于受基坑土質(zhì)、開(kāi)挖深度及尺寸、周圍荷載、支護(hù)系統(tǒng)及施工方法等諸多因素影響,變形將是不可避免的。盡量減少基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的影響。加強(qiáng)對(duì)基坑周邊建筑物、基坑土體及支護(hù)樁的位移等進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。盡可能的對(duì)它們?cè)诤罄m(xù)施工中的變形進(jìn)行預(yù)測(cè)。了解其有無(wú)較大的不均勻沉降,以便采取有效的補(bǔ)救措施等,是現(xiàn)代建筑基坑施工中面臨的必須解決的重要問(wèn)題。
(二)基坑變形機(jī)理
深基坑無(wú)論是哪種形式的變形,究其原因,主要是由于基坑開(kāi)挖而導(dǎo)致的基坑周圍地層移動(dòng)?;拥拈_(kāi)挖過(guò)程是基坑開(kāi)挖面上卸載的過(guò)程,卸載會(huì)引起土體在水平或者垂直方向上原始應(yīng)力的改變。隨著基坑的開(kāi)挖,水平方向上由于坑內(nèi)外土壓力的作用而使圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移,周邊地表產(chǎn)生沉降。垂直方向上由于基坑內(nèi)外高差所形成的加載和地面各種超載的作用而使坑底產(chǎn)生向上的隆起。這就是基坑變形機(jī)理
二、基坑變形監(jiān)測(cè)
(一)基坑變形監(jiān)測(cè)的目的
在基坑施工過(guò)程中,由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件等復(fù)雜因素的影響,很難單純從理論上預(yù)測(cè)施工中遇到的問(wèn)題?;庸こ痰脑O(shè)計(jì)預(yù)測(cè)和預(yù)估只能夠大致描述正常施工條件下,圍護(hù)結(jié)構(gòu)與相鄰環(huán)境的變形規(guī)律和受力范圍,僅此是不夠的,還必須在基坑開(kāi)挖和支護(hù)施工期間開(kāi)展嚴(yán)密的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)?;庸こ淌┕ぜ暗叵陆Y(jié)構(gòu)施工期間,應(yīng)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形、周邊建筑物等保護(hù)對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè),通過(guò)監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握基坑開(kāi)挖及施工過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)及周邊環(huán)境的變化情況,做到及時(shí)預(yù)報(bào),為基坑邊坡和周邊環(huán)境的安全與穩(wěn)定提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),防患于未然;同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)資料與設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)比,可以分析設(shè)計(jì)的正確性與合理性,科學(xué)合理的安排下一步工序,必要時(shí)及時(shí)修改設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)更加合理,施工更加安全,相鄰建筑物不受施工的危害。在實(shí)際施工中我們經(jīng)常采用信息化施工的方法,實(shí)施邊施工邊監(jiān)測(cè),并及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果。通過(guò)信息化施工,監(jiān)測(cè)小組與駐地監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主及相關(guān)各方建立良性的互動(dòng)關(guān)系,積極進(jìn)行資料的交流和信息的反饋,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),調(diào)整方案,確保工程施工的順利進(jìn)行和構(gòu)筑物的安全。
(二)基坑變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容
(1)水平位移監(jiān)測(cè)。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),是整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程的重點(diǎn)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形是由于水平方向上基坑內(nèi)外土體的原始應(yīng)力狀態(tài)改變而引起的地層移動(dòng)。基坑開(kāi)挖時(shí)水平方向影響范圍為1.5倍開(kāi)挖深度,水平位移及沉降的監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)一般設(shè)置在基坑邊2.5~3.0倍開(kāi)挖距離以外的穩(wěn)定區(qū)域。變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置和觀測(cè)間隔應(yīng)遵循以下原則:間隔5~8m布設(shè)一個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn),在基坑陽(yáng)角處、距周圍建筑物較近處等重要部位適當(dāng)加密布點(diǎn)?;娱_(kāi)挖初期,可每隔2~3d觀測(cè)一次;開(kāi)挖深度超過(guò)5m到基坑底部的過(guò)程中,可適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù),以1d觀測(cè)一次為宜。特殊情況要繼續(xù)增加監(jiān)測(cè)頻次,甚至實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
(2)垂直沉降觀測(cè)。沉降監(jiān)測(cè)高程控制網(wǎng)測(cè)量:采用獨(dú)立水準(zhǔn)系。在遠(yuǎn)離施工影響范圍以外兩側(cè)各布置一組穩(wěn)固水準(zhǔn)點(diǎn)。沉降變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)以上述永久水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn),組成水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。
(3)沉降監(jiān)測(cè)。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降多與地下水活動(dòng)有關(guān)。地下水位的升降使基底壓力產(chǎn)生不同的變化,造成基底的突涌或下陷。通常使用精密電子水準(zhǔn)儀按水準(zhǔn)測(cè)量方法對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。觀測(cè)的周期、時(shí)間和次數(shù),應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、施工進(jìn)度、地基地質(zhì)情況及基礎(chǔ)荷載的變化情況而定。
(4)傾斜監(jiān)測(cè)。傾斜監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)條件,采用垂準(zhǔn)法或外部投點(diǎn)法。垂準(zhǔn)法應(yīng)在下部測(cè)點(diǎn)上安置光學(xué)垂準(zhǔn)儀或激光垂準(zhǔn)儀,在頂部監(jiān)測(cè)點(diǎn)上安置接收靶,在靶上直接讀取或量取水平位移量與位移方向。外部投點(diǎn)法應(yīng)采用經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)上部觀測(cè)點(diǎn),在底部觀測(cè)點(diǎn)位置安置水平讀數(shù)尺直接讀取傾斜量,換算成傾斜度。經(jīng)緯儀正、倒鏡法各觀測(cè)1次取平均作為最終結(jié)果。
(5)裂縫監(jiān)測(cè)。地基發(fā)生不均勻沉降后,基礎(chǔ)產(chǎn)生相對(duì)位移,建筑物出現(xiàn)傾斜。傾斜使結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生附加拉力和剪力,當(dāng)應(yīng)力大于材料的承載能力時(shí)即會(huì)出現(xiàn)裂縫。裂縫多出現(xiàn)在房屋下部沉降變化劇烈處附近的縱墻。對(duì)裂縫的觀測(cè)應(yīng)統(tǒng)一編號(hào),每條裂縫至少布設(shè)二組(兩側(cè)各一個(gè)標(biāo)志為一組)觀測(cè)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,另一組設(shè)在裂縫末端。并對(duì)裂縫觀測(cè)日期、部位、長(zhǎng)度、寬度進(jìn)行詳細(xì)記錄
(6)道路、管線變形監(jiān)測(cè)?;娱_(kāi)挖過(guò)程中,應(yīng)同時(shí)對(duì)鄰近道路、管線等設(shè)施進(jìn)行水平位移和沉降觀測(cè)。盡可能以儀器觀測(cè)或測(cè)試為主、目測(cè)調(diào)查為輔相結(jié)合,通過(guò)目測(cè)對(duì)儀器觀測(cè)進(jìn)行定性補(bǔ)充。例如:目測(cè)調(diào)查周圍地面的超載狀況,周圍建(構(gòu))筑物和地面的裂縫分布,周圍地下管線的變位與損壞,邊坡、支護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水狀況或基坑底面流土流砂現(xiàn)象。
(三)基坑工程監(jiān)測(cè)儀器
(1)水準(zhǔn)儀應(yīng)用于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降觀測(cè)?;又車乇?、地下管線、四周建筑物的沉降。基坑支撐結(jié)構(gòu)的差異沉降。確定分層沉降管、地下水位觀測(cè)孔、測(cè)斜管的管頂標(biāo)高。
(2)經(jīng)緯儀可以用作周圍建筑物、地下管線的水平位移測(cè)量。主要用在:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂面及各層支撐的水平位移和測(cè)斜管頂?shù)慕^對(duì)水平位移測(cè)量上。
(3)測(cè)斜儀按其工作原理有伺服加速度式、電阻應(yīng)變片式、差動(dòng)電容式、鋼弦式等多種。比較常用的是伺服加速度式、電阻應(yīng)變片式兩種,伺服加速度式測(cè)斜儀精度較高,目前用得較多。
(4)鋼筋計(jì)可用于測(cè)量基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿深度方向的應(yīng)力換算為彎矩?;又谓Y(jié)構(gòu)的軸力、平面彎矩。結(jié)構(gòu)底板所受彎矩。另外還有土壓力計(jì)和孔隙水壓計(jì)。
三、工程案例分析
某工程地下2層,用作地下停車庫(kù)?;娱_(kāi)挖深度(場(chǎng)內(nèi)地面計(jì)起)平均8.25m,平面面積約5476m2,基坑周邊長(zhǎng)約329m?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)形式為:①為防止邊坡出現(xiàn)較大的變形,邊坡支護(hù)采用剛度較好的“人工挖孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索”支護(hù)結(jié)構(gòu);②在支護(hù)樁外側(cè)采用單排深層攪拌樁止水,防止基坑開(kāi)挖引起四周地下水位下降,導(dǎo)致周邊建筑物開(kāi)裂并危及市政管線的安全;基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)。
(一)水平位移監(jiān)測(cè)
水平位移監(jiān)測(cè)主要采用極坐標(biāo)法。本項(xiàng)目支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿基坑四周布設(shè),共設(shè)20個(gè),根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》和JGJ/T897《建筑變形測(cè)量規(guī)程》中對(duì)水平位移變形測(cè)量的有關(guān)細(xì)則和二等水平位移測(cè)量精度要求進(jìn)行。采用萊卡全站儀進(jìn)行觀測(cè),在被測(cè)設(shè)的點(diǎn)位上可以安置棱鏡的條件下,用極坐標(biāo)法放樣觀測(cè)墩中心位置并檢查是否穩(wěn)定。在穩(wěn)定的的前提下,以觀測(cè)墩為基礎(chǔ)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),按計(jì)算的放樣數(shù)據(jù)角度和距離測(cè)設(shè)點(diǎn)位。采取多個(gè)測(cè)回測(cè)量取其平均值減少角度誤差;用多次觀測(cè)法;對(duì)全站儀進(jìn)行精密檢定;選擇在溫度穩(wěn)定,濕度變化不大的天氣觀測(cè)等,以減少測(cè)距誤差。
式中a、b分別為測(cè)距儀固定誤差和比例誤差??梢?jiàn),位移點(diǎn)點(diǎn)位誤差與觀測(cè)距離和測(cè)角中誤差均成正比例關(guān)系。根據(jù)上面公式和方法得表1。
觀測(cè)結(jié)果表明,基坑南側(cè)A02測(cè)點(diǎn)的最大變形速率達(dá)0.2mm/d,整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程最大位移量為A13測(cè)點(diǎn)的1.6mm,均超出設(shè)計(jì)報(bào)警值。由于此期間業(yè)主、監(jiān)理及施工單位根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)采取基坑周邊禁止堆放超重荷載、局部加固等有效措施,位移量及變形速率開(kāi)始減小,變形量未再繼續(xù)發(fā)展。在土方開(kāi)挖過(guò)程中,根據(jù)監(jiān)測(cè)反映的情況采取一系列相應(yīng)措施,基坑變形幅度不大,變形速率變緩且趨于穩(wěn)定,最終監(jiān)測(cè)到的最大位移量為A13N點(diǎn)的1.6mm。由最后1個(gè)監(jiān)測(cè)周期數(shù)據(jù)可計(jì)算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形速率均小于0.1mm/d,說(shuō)明基坑水平變形微小,基坑已趨于穩(wěn)定。由于作業(yè)員細(xì)心觀測(cè),點(diǎn)位中誤差均在毫米級(jí)水平,達(dá)到了監(jiān)測(cè)的要求。
(二)沉降觀測(cè)
沉降觀測(cè)采用工程測(cè)量方法,監(jiān)測(cè)儀器使用精密電子水準(zhǔn)儀,觀測(cè)精度為0.3mm,觀測(cè)時(shí)按照精密水準(zhǔn)測(cè)量(國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量)的技術(shù)要求進(jìn)行。觀測(cè)路線要固定,觀測(cè)時(shí)要前后視距相等,采用后一前一前后的觀測(cè)順序,測(cè)站數(shù)盡可能為偶數(shù),一個(gè)測(cè)站調(diào)焦一次,前后視距用鋼尺丈量,往返觀測(cè)形成閉合環(huán)線,閉合差限差為± (n為測(cè)站數(shù))。
沉降監(jiān)測(cè)基點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)(高程已知),監(jiān)測(cè)時(shí)通過(guò)測(cè)得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)(基點(diǎn))的高差h,可得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高程Ht,然后與上次測(cè)得的高程值進(jìn)行比較,其差值H即為該測(cè)點(diǎn)的沉降值。
觀測(cè)結(jié)束后對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行整理,待觀測(cè)數(shù)據(jù)各項(xiàng)限差滿足《規(guī)范》要求后,采用測(cè)量平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差,求得各點(diǎn)高程并作精度評(píng)定(表2)。
由表2可以看出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最大沉降均在規(guī)范要求的限差范圍內(nèi),建筑物及地表的觀測(cè)點(diǎn)的日沉降量均小于等于0.1mm/d。一般性觀測(cè)項(xiàng)目的日沉降量在0.1—0.104mm/d之間,可認(rèn)為沉降已趨于穩(wěn)定,所以可以認(rèn)為該建筑物及地表的沉降處于穩(wěn)定狀態(tài)。
參考文獻(xiàn):
1高層建筑基坑工程變形監(jiān)測(cè)的目的
高層建筑基坑變形監(jiān)測(cè),就是通過(guò)對(duì)所觀測(cè)基坑的變形量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)基坑的安全隱患,危害程度,從而達(dá)到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早處理,確保基坑及人的生命財(cái)產(chǎn)安全。在高層建筑基坑工程變形監(jiān)測(cè)中,一旦監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形異常,立即向業(yè)主和施工方發(fā)出警報(bào),基坑施工方應(yīng)立即調(diào)整施工方案或做好加固措施。同時(shí),通過(guò)對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè),掌握變形大小、速率,分析產(chǎn)生的原因,數(shù)據(jù)變化規(guī)律,達(dá)到驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合理,為今后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)。
2高層建筑基坑工程變形監(jiān)測(cè)方案的編制原則
監(jiān)測(cè)人員在基坑監(jiān)測(cè)之前必須針對(duì)基坑的實(shí)際情況制定詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案。基坑監(jiān)測(cè)方案的內(nèi)容大致包括基坑的概況、基坑監(jiān)測(cè)的依據(jù)、基坑的安全級(jí)別、基坑監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目、基準(zhǔn)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置、檢測(cè)方法及精度、監(jiān)測(cè)人員及主要儀器設(shè)備、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)報(bào)警值、出現(xiàn)險(xiǎn)情的監(jiān)測(cè)預(yù)案、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄及處理方法、監(jiān)測(cè)信息的反饋制度等。對(duì)于地質(zhì)和環(huán)境復(fù)雜,周邊有歷史文物、重要古建筑、地鐵、隧道或管線、嚴(yán)重事故,重新組織施工的基坑必須組織專家進(jìn)行方案論證。總之,編制方案要詳細(xì),監(jiān)測(cè)項(xiàng)目要全面,監(jiān)測(cè)方法要得當(dāng),檢測(cè)人員要專業(yè)、儀器設(shè)備要滿足相應(yīng)等級(jí)精度要求,基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)要均勻,監(jiān)測(cè)頻率要恰當(dāng),報(bào)警值要準(zhǔn)確。同時(shí),基坑監(jiān)測(cè)方案還應(yīng)上報(bào)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位及質(zhì)量管理部門認(rèn)可,確保監(jiān)測(cè)方案具有針對(duì)性和可操作性,能準(zhǔn)確反映基坑的變形情況。
3高層建筑基坑工程水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)、觀測(cè)點(diǎn)的建立及監(jiān)測(cè)方法
基坑水平位移監(jiān)測(cè)首先要建立水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng),控制網(wǎng)一般由3~4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成,基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在基坑開(kāi)挖影響范圍以外,一般應(yīng)選在基坑開(kāi)挖深度3倍以外的非變形區(qū),基準(zhǔn)點(diǎn)之間組成閉合環(huán),采用四等導(dǎo)線網(wǎng)精度進(jìn)行測(cè)角、測(cè)邊,連續(xù)觀測(cè)3次,利用平差軟件進(jìn)行導(dǎo)線計(jì)算,取平均值作為水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)初始值。坐標(biāo)可以國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè),也可以建立獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。其次是建立基坑水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),根據(jù)規(guī)范要求,監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋在冠梁頂部,沿基坑周邊布置,在周邊中部、陽(yáng)角處應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平間距不宜大于20m,每邊監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)目不宜少于3個(gè)。水平位移監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件,采用全站儀測(cè)量、衛(wèi)星導(dǎo)航定位測(cè)量、激光測(cè)量或近景攝影測(cè)量等方法?;禹敳克轿灰票O(jiān)測(cè)頻率的確定,根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB50497—2009)表7.0.3,例如某基坑安全級(jí)別為一級(jí),設(shè)計(jì)開(kāi)挖深度12m。
4高層建筑基坑工程豎向位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建立及監(jiān)測(cè)方法
基坑頂部豎向位移監(jiān)測(cè)首先要建立基準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng),基坑豎向位移基準(zhǔn)點(diǎn)一般與水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)共用,采用二等水準(zhǔn)測(cè)量方法連續(xù)觀測(cè)3次,平差后取平均值作為基準(zhǔn)點(diǎn)的豎向位移初始值。其次是建立基坑豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),基坑豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般與水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共用?;迂Q向位移監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件,采用水準(zhǔn)測(cè)量、靜力水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量等方法?;禹敳控Q向位移監(jiān)測(cè)頻率與頂部水平位移監(jiān)測(cè)頻率相同,此處不再重復(fù)。
5高層建筑基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)或土體深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建立及監(jiān)測(cè)方法
為了掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)或土體內(nèi)部微小變化,及時(shí)掌握基坑受到的側(cè)向壓力有多大,對(duì)基坑安全是否產(chǎn)生不良影響。必須對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊土體進(jìn)行深層水平位移監(jiān)測(cè)。深層水平位移監(jiān)測(cè),首先要埋設(shè)測(cè)斜管,測(cè)斜管的長(zhǎng)度不能小于支護(hù)結(jié)構(gòu)的深度,如果是埋設(shè)在土體中,測(cè)斜管的長(zhǎng)度不宜小于基坑開(kāi)挖深度的1.5倍。埋設(shè)測(cè)斜管時(shí),要注意把管底密封,防止泥沙倒灌到管子里,鉆孔與測(cè)斜管之間縫隙用細(xì)沙填充密實(shí);在埋設(shè)時(shí)注意把一對(duì)導(dǎo)槽的方向與所測(cè)量的位移方向保持一致,即對(duì)準(zhǔn)基坑方向,同時(shí)要做好管口保護(hù)裝置,防止管口遭到破壞或雜物堵塞。其次是現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),采用測(cè)斜儀分段采集,一般按照500mm采集一點(diǎn),從底部向上采集,首次連續(xù)采集3次,取平均值作為該孔的初始值。第二次現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí),測(cè)斜儀同樣從底部原來(lái)位置開(kāi)始采集,如果支護(hù)結(jié)構(gòu)或土體產(chǎn)生變形,測(cè)斜儀會(huì)根據(jù)導(dǎo)輪產(chǎn)生的傾角和固定采集的高度自動(dòng)計(jì)算該點(diǎn)的位移量。1
6高層建筑基坑工程地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建立及監(jiān)測(cè)方法
水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿基坑周邊、被保護(hù)對(duì)象(如建筑物、地下管線等)周邊或在兩者之間布置,監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距宜為20m~50m。相鄰建(構(gòu))筑物、重要的地下管線或管線密集處應(yīng)布置水位監(jiān)測(cè)點(diǎn);如有止水帷幕,宜布置在止水帷幕的外側(cè)約2m處。水位監(jiān)測(cè)管的埋置深度(管底標(biāo)高)應(yīng)在控制地下水位之下3m~5m。采用鉆孔法埋設(shè)水位管,水位管管壁開(kāi)有滲水孔,在下沉之前要使用紗布把水位管纏繞,管底要密封,防止沙子泥漿進(jìn)入管內(nèi),鉆孔與水位管之間縫隙用細(xì)沙填充,管口做好保護(hù)裝置,防止管口遭破壞或雜物堵塞管口。水位管埋設(shè)完成后,利用水準(zhǔn)儀聯(lián)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn),嚴(yán)格測(cè)出管口標(biāo)高WO。地下水位采用水位儀觀測(cè),將水位儀緩緩放入水位管中,當(dāng)碰到水面時(shí)接收機(jī)會(huì)發(fā)出蜂鳴聲,上下多放幾次,準(zhǔn)確讀出水位儀繩子上的讀數(shù),記錄水位儀深度Wi,根據(jù)公式W=WO-Wi(W代表本次水位標(biāo)高,WO代表管口標(biāo)高,Wi代表本次水位儀深度)。
7高層建筑基坑工程變形常見(jiàn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目報(bào)警值
根據(jù)基坑的支護(hù)類型不同,各級(jí)別基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警值大小各不相同,現(xiàn)以某一級(jí)基坑為例,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型為灌注樁,其各項(xiàng)監(jiān)測(cè)報(bào)警值應(yīng)符合表2規(guī)定。
8監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析
每期基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目完成后,要及時(shí)對(duì)各項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,首先依據(jù)測(cè)量誤差理論和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)原理對(duì)獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行平差計(jì)算處理,并計(jì)算出各期的變形量;其次要對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形分析,當(dāng)兩期的變形量符合公式時(shí),可以認(rèn)為兩期之間沒(méi)有變形或變形不顯著:Δ<2μQ(其中Δ表示兩期間的變形量,μ表示單位權(quán)中誤差,可取兩期平差單位權(quán)中誤差的算術(shù)平均值,Q表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形量協(xié)因數(shù));再其次就是對(duì)各項(xiàng)目多期變形觀測(cè)成果建立反映變形量與變形因子關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,對(duì)引起變形的原因作出分析和解釋,必要時(shí)還應(yīng)對(duì)變形的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào)。
9結(jié)束語(yǔ)
總之,要做好高層建筑基坑工程變形監(jiān)測(cè),要從監(jiān)測(cè)方案入手,制定好各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)及監(jiān)測(cè)方法,明確各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的報(bào)警值,每期監(jiān)測(cè)結(jié)束,要及時(shí)處理數(shù)據(jù),對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定性進(jìn)行分析,同時(shí)還要建立變形量與變形因子關(guān)系數(shù)學(xué)模型,對(duì)基坑引起變形的原因做出分析和解釋,必要時(shí)還要對(duì)變形的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào),確?;庸こ淘谑┕み^(guò)程中的安全穩(wěn)定,同時(shí)確保高層建筑地下室施工安全。
參考文獻(xiàn):
一、工程概況
某地?cái)M建全科醫(yī)生臨床培訓(xùn)基地大樓。擬建大樓由1棟17層主樓5層裙房組成,滿布2層地下室。該工程基坑南北長(zhǎng)約86m,東西平均寬度約40m。開(kāi)挖深度13.8m,基坑一次開(kāi)挖完成??拥讟?biāo)高-13.8m,基坑挖深自然地面以下13.0m,場(chǎng)地地下水位埋深約8.0米,水位降到基地下0.5-1.0m,考慮電梯井與集水坑深度1.5m,該工程水位降深按7.0m計(jì)算。水位降深影響范圍約380m。降水井設(shè)計(jì)16眼,沿基坑(礎(chǔ))周邊布設(shè),距基坑(礎(chǔ))邊緣0.5-1.5m。
本基坑工程采用二級(jí)支護(hù)。支護(hù)上部5m采用放坡土釘墻支護(hù);下部8.8m采用樁錨支護(hù),排樁支護(hù)上部設(shè)有冠梁,錨索為1樁1索。基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)。基坑設(shè)計(jì)時(shí)限為12個(gè)月。
二、監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)分析
本項(xiàng)目基坑周邊有道路、17層的大廈、地下管線等,對(duì)工程施工影響相當(dāng)敏感,應(yīng)嚴(yán)格控制土體的變形,確保周邊大樓、管線的安全和正常使用。因此,本工程應(yīng)對(duì)基坑本體、周邊建筑物、道路和地下管線作重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。在基坑樁基施工期間,須周期性對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行觀測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患,并根據(jù)監(jiān)測(cè)成果相應(yīng)地及時(shí)調(diào)整施工速率及采取相應(yīng)的措施,確保道路、市政管線及建(構(gòu))筑物的正常使用。
根據(jù)本工程的要求、周圍環(huán)境、基坑本身的特點(diǎn)及相關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn),按照安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則,測(cè)點(diǎn)布置主要選擇在基坑開(kāi)挖深度2倍以內(nèi)范圍布點(diǎn),擬設(shè)置的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下:地面沉降、基坑頂部水平位移監(jiān)測(cè);基坑側(cè)壁的側(cè)向位移監(jiān)測(cè);錨樁支護(hù)錨索內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè);④周邊道路及地面沉降;⑤周邊管線變形;⑥周邊建筑物監(jiān)測(cè);⑦地下水位、降水含沙量。
三、監(jiān)測(cè)方案
為了保證所有監(jiān)測(cè)工作的統(tǒng)一,提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精度,使監(jiān)測(cè)工作更為有效的指導(dǎo)整個(gè)工程施工,監(jiān)測(cè)工作采用整體布設(shè),分級(jí)布網(wǎng)的原則。首先布設(shè)統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)控制網(wǎng),再在此基礎(chǔ)上布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(孔)。
(一)精度要求
在監(jiān)測(cè)工作中,監(jiān)測(cè)精度滿足以下要求:
高程采用國(guó)家二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量,進(jìn)行閉合路線或往返觀測(cè)。按照要求水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差精度為±0.5mm。觀測(cè)前對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行“i”角檢測(cè),其“i”角小于15"即符合規(guī)范規(guī)定要求。每次觀測(cè)的高程中誤差均小于±0.5mm。
測(cè)斜儀的系統(tǒng)精度不宜低于0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。平面位移監(jiān)測(cè)精度不大于1mm。
(二)儀器選擇
本項(xiàng)目投入儀器設(shè)備水準(zhǔn)測(cè)量采用數(shù)字水準(zhǔn)儀配合精密數(shù)字條碼水準(zhǔn)尺,其標(biāo)稱精度為±0.5mm。平面控制點(diǎn)測(cè)量采用全站儀,其標(biāo)稱精度為:測(cè)距1mm+0.5ppm,測(cè)角1"。深層土體水平位移監(jiān)測(cè)采用抗沖擊智能數(shù)顯滑動(dòng)式測(cè)斜儀及其配套的PVC測(cè)斜管,測(cè)斜觀測(cè)精度(靈敏度)0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用錨索計(jì)測(cè)定。地下水位監(jiān)測(cè)采用鋼尺水位計(jì),測(cè)量重復(fù)性誤差為±2.0mm。地下水含沙量測(cè)定采用含沙量測(cè)定儀。
(三)監(jiān)測(cè)詳細(xì)設(shè)計(jì)
1.垂直位移監(jiān)測(cè)
高程控制網(wǎng)測(cè)量是在遠(yuǎn)離施工影響范圍以外,布置3個(gè)以上穩(wěn)固高程基準(zhǔn)點(diǎn),這些高程基準(zhǔn)點(diǎn)與施工用高程控制點(diǎn)聯(lián)測(cè),沉降變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)以上述穩(wěn)固高程基準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn),組成水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。基準(zhǔn)網(wǎng)按照國(guó)家Ⅱ等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范和建筑變形測(cè)量規(guī)范二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量要求執(zhí)行。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移測(cè)量按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求,歷次垂直位移監(jiān)測(cè)是通過(guò)工作基點(diǎn)間聯(lián)測(cè)一條二等水準(zhǔn)閉合或附合線路,由線路的工作點(diǎn)來(lái)測(cè)量各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程,各監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程初始值在監(jiān)測(cè)工程前期兩次測(cè)定(兩次取平均),某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移,本次高程減初始高程的差值為累計(jì)垂直位移。
2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移監(jiān)測(cè)
基坑頂部水平位移監(jiān)測(cè)采用視準(zhǔn)線法。在某條測(cè)線的兩端遠(yuǎn)處各選定一個(gè)穩(wěn)固基準(zhǔn)點(diǎn)A、B, 經(jīng)緯儀架設(shè)于A點(diǎn),定向B點(diǎn),則A、B連線為一條基準(zhǔn)線。觀測(cè)時(shí),在該條測(cè)線上的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置活動(dòng)覘板,在覘板上讀取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)至AB基準(zhǔn)線的垂距E,某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次E值與初始E值的差值即為該點(diǎn)累計(jì)水平位移,各變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)初始E值均為取兩次平均的值。
排樁支護(hù)上部冠梁上分段埋設(shè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,采用全站儀測(cè)定坐標(biāo)方法測(cè)定冠梁水平位移。
3.側(cè)向位移監(jiān)測(cè)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測(cè)在基坑圍護(hù)地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導(dǎo)槽PVC管,測(cè)斜管管徑為Φ70mm,內(nèi)壁有二組互成90°的縱向?qū)Р?,?dǎo)槽控制了測(cè)試方位。埋設(shè)時(shí),應(yīng)保證讓一組導(dǎo)槽垂直于圍護(hù)體,另一組平行于基坑墻體。測(cè)試時(shí),測(cè)斜儀探頭沿導(dǎo)槽緩緩沉至孔底,在恒溫一段時(shí)間后,自下而上逐段(間隔0.5米)測(cè)出X方向上的位移。同時(shí)用光學(xué)儀器測(cè)量管頂位移作為控制值。在基坑開(kāi)挖前,分二次對(duì)每一測(cè)斜孔測(cè)量各深度點(diǎn)的傾斜值,取其平均值作為原始偏移值。
坑外土體側(cè)向位移監(jiān)測(cè)采用鉆孔方式埋設(shè)時(shí)可用Φ110鉆頭成孔,鉆進(jìn)盡可能采用干鉆進(jìn),埋設(shè)直徑為Φ70的專用監(jiān)測(cè)PVC管,下管后用中砂密實(shí),孔頂附近再填充泥球,以防止地表水的滲入。
4.立柱樁垂直位移監(jiān)測(cè)
由于基坑內(nèi)土方的開(kāi)挖,坑內(nèi)土體卸載造成坑底土體回彈,帶動(dòng)立柱上升,回彈量的大小關(guān)系到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用瑞士WILD NA2自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)試。
5.錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)
錨索應(yīng)力采用錨索計(jì)測(cè)定,錨索計(jì)安裝在錨索的端部。錨索計(jì)須在錨索安裝后加力前安裝好,測(cè)量其初讀數(shù),錨索施加預(yù)應(yīng)力后再次進(jìn)行量測(cè)。
6.坑外潛水水位觀測(cè)
對(duì)于水位動(dòng)態(tài)變化的量測(cè),可在基坑降水前測(cè)得各水位孔孔口標(biāo)高及各孔水位深度,孔口標(biāo)高減水位深度即得水位標(biāo)高,初始水位為連續(xù)二次測(cè)試的平均值。每次測(cè)得水位標(biāo)高與初始水位標(biāo)高的差即為水位累計(jì)變化量?;觾?nèi)水位變化觀測(cè)一般由降水單位實(shí)施,可采用降水井定時(shí)停抽后量測(cè)井內(nèi)水位的變化。
7.周邊地下綜合管線垂直、水平位移監(jiān)測(cè)
取距施工區(qū)域最近的管線;取硬管線(如上水,煤氣,下水等);取埋設(shè)管徑最大的管線;一條路上盡可能取一條最危險(xiǎn)的管線設(shè)直接監(jiān)測(cè)點(diǎn);監(jiān)測(cè)點(diǎn)盡可能設(shè)在管線出露點(diǎn),如閥門、窨井上。對(duì)于監(jiān)測(cè)的管線不便設(shè)置直接點(diǎn)的盡可能以管線敞開(kāi)井、閥門井、窨井等的井口地面結(jié)構(gòu)直接觀測(cè)。具體布點(diǎn)時(shí)應(yīng)針對(duì)不同管線性質(zhì)以及與基坑的距離關(guān)系,確定不同監(jiān)測(cè)力度,密切觀測(cè)其變形狀況。
8.周邊建筑物垂直位移、水平位移、裂縫監(jiān)測(cè)
對(duì)3倍基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的主要建筑物進(jìn)行垂直位移監(jiān)測(cè),并注意裂縫觀測(cè)。在基坑開(kāi)挖施工以前對(duì)建筑物外觀進(jìn)行觀察,對(duì)能布點(diǎn)的主要裂縫設(shè)置裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。
9.含沙量測(cè)定
只需利用含沙量測(cè)定儀測(cè)定周邊沉降管井內(nèi)含沙量。
四、監(jiān)測(cè)頻率與資料整理提交
(一)監(jiān)測(cè)初始值測(cè)定
為取得基準(zhǔn)數(shù)據(jù),各觀測(cè)點(diǎn)在施工前隨施工進(jìn)度及時(shí)設(shè)置,并及時(shí)測(cè)得初始值,觀測(cè)次數(shù)不少于2次,直至穩(wěn)定后作為動(dòng)態(tài)觀測(cè)的初始測(cè)值。測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)在施工前埋設(shè),經(jīng)觀測(cè)確定其已穩(wěn)定時(shí)方才投入使用。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為間隔一周的兩次觀測(cè)值不超過(guò)2倍觀測(cè)點(diǎn)精度。基準(zhǔn)點(diǎn)不少于3個(gè),并設(shè)在施工影響范圍外。監(jiān)測(cè)期間定期聯(lián)測(cè)以檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。并采取有效措施,保證其在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間的正常使用。
(二)施工監(jiān)測(cè)頻率
根據(jù)工況,合理安排監(jiān)測(cè)時(shí)間的間隔,做到既經(jīng)濟(jì)又安全。根據(jù)以往同類工程的經(jīng)驗(yàn),擬定監(jiān)測(cè)頻率。最終監(jiān)測(cè)頻率須與設(shè)計(jì)、總包、業(yè)主、監(jiān)理及有關(guān)部門協(xié)商后確定。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)將采用定時(shí)觀測(cè)與跟蹤觀察相結(jié)合的方法進(jìn)行。監(jiān)測(cè)頻率可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有突變時(shí),監(jiān)測(cè)頻率加密到每天二~三次。各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的開(kāi)展、監(jiān)測(cè)范圍的擴(kuò)展,隨基坑施工進(jìn)度不斷推進(jìn)。
(三)報(bào)警指標(biāo)
監(jiān)測(cè)報(bào)警指標(biāo)一般以總變化量和變化速率兩個(gè)量控制,累計(jì)變化量的報(bào)警指標(biāo)一般不宜超過(guò)設(shè)計(jì)限值。工程報(bào)警指標(biāo)須得到有關(guān)單位的確認(rèn)。
(四)資料整理、提交及流程
在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。每次觀察數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無(wú)誤后送入微機(jī),經(jīng)過(guò)專用軟件處理,自動(dòng)生成報(bào)表。監(jiān)測(cè)結(jié)果當(dāng)天提交給業(yè)主、監(jiān)理、總包及其它有關(guān)方面。
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工程師分析當(dāng)天監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),及累計(jì)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,并經(jīng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人審核無(wú)誤后當(dāng)天提交正式報(bào)告。如果監(jiān)測(cè)結(jié)果超過(guò)設(shè)計(jì)的警戒值即向建設(shè)方、總包方、監(jiān)理方發(fā)出警報(bào),提醒有關(guān)部門關(guān)注,以便及時(shí)決策并采取措施。同時(shí)根據(jù)相關(guān)單位要求提供監(jiān)測(cè)階段報(bào)告,并附帶變化曲線匯總圖;監(jiān)測(cè)工程結(jié)束后一個(gè)月內(nèi)提供監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告。
五、結(jié)束語(yǔ)
1)對(duì)于大面積深基坑的支護(hù),可以采用合理監(jiān)測(cè)方案,配合合理的設(shè)計(jì)與施工,變形控制可取得預(yù)期的效果。
2)在兩級(jí)基坑支護(hù)中,二級(jí)基坑對(duì)一級(jí)基坑變形的影響較大,因此在兩級(jí)基坑的設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)控制二級(jí)基坑的變形。
3)應(yīng)隨著測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法等技術(shù)條件的提高,而隨時(shí)更新監(jiān)測(cè)方案。
參考文獻(xiàn)
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Analysis and application of deformation monitoring technology for deep foundation pit
Hao Xiao-dong
(Hohhot Urban Rail Transit Construction Management Co., LtdInner MongoliaHohhot010020)
【Abstract】In supporting structure for deep foundation pit monitoring as a case study, analysis of the horizontal displacement, the settlement of the surrounding buildings, the anchor pres-tress loss and groundwater level changes, and analysis of monitoring results of the foundation pit, according to the monitoring results to take preventive measures, the full use of information technology construction method, effective to ensure pipeline safety and road construction of foundation pit and surrounding buildings and structures.
【Key words】Deep foundation pit engineering; Deformation monitoring; Supporting structure; Information construction
隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,高層、超高層建筑競(jìng)相發(fā)展,隨之而來(lái)的深基坑工程越來(lái)越多,其開(kāi)挖深度也越來(lái)越深。由于深基坑工程施工期(自基坑開(kāi)挖至基坑回填)較長(zhǎng)、施工場(chǎng)地狹窄、受自然氣候、復(fù)雜的工程地質(zhì)條件等因素影響大,所以深基坑施工往往施工條件差、安全隱患很大。為了減少外部因素對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和基坑的穩(wěn)定性帶來(lái)不利的影響,消除安全隱患,在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境安全信息(房屋沉降、房屋傾斜及裂縫、地面沉降)、基坑邊坡穩(wěn)定信息(頂部垂直及水平位移、土移)、地下水位動(dòng)態(tài)變化信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為了準(zhǔn)確地掌握基坑特別是深基坑工程在施工過(guò)程中的變形情況,需從基坑主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位和相鄰環(huán)境等諸多方面對(duì)基坑進(jìn)行全面的變形監(jiān)測(cè)。
1. 工程概況
(1)該項(xiàng)目擬建高171米。總建筑面積:268214.4m2。設(shè)5層地下室,地下室開(kāi)挖深度-21米。建筑主體組合成L型布局,通^底部五層裙樓將主體建筑連接為一整體。1、2號(hào)辦公樓與3號(hào)樓(辦公及酒店)在造型上結(jié)合成一體,1、2號(hào)辦公樓地面40層,3號(hào)樓(辦公及酒店)45層。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí), 1、2號(hào)樓中筒采用筏板基礎(chǔ),筏板厚度3.0米,框架柱下采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。3號(hào)樓主樓全部采用筏板基礎(chǔ),筏板厚度3.0~3.4米,局部柱下設(shè)柱帽。
(2)本工程基坑安全等級(jí)為一級(jí),由建設(shè)方委托具備相應(yīng)資質(zhì)的第三方對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平和垂直位移進(jìn)行監(jiān)測(cè),以確?;影踩?。變形監(jiān)測(cè)應(yīng)貫穿基坑施工整個(gè)過(guò)程,既從基坑開(kāi)挖起,到基坑回填為止。
2 基坑位移變形觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置
在支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力比較集中的部位(基坑變形最敏感的部位)和基坑周邊對(duì)變形比較敏感的部位(包括臨近建筑的墻體)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),設(shè)置水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)17個(gè),沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)13個(gè),支護(hù)樁鋼筋應(yīng)力及錨索拉力監(jiān)測(cè)樁8根,地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)30個(gè)。以上觀測(cè)點(diǎn)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行增設(shè)和調(diào)整位置,并保證觀測(cè)點(diǎn)的有效性和不被破壞。在基坑變形影響范圍外設(shè)2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖1所示。
(1)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置:基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在變形影響范圍之外的便于長(zhǎng)期保存的位置,至少有2個(gè)可靠點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
(2)工作基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置:工作基點(diǎn)是變形監(jiān)測(cè)中起聯(lián)系作用的點(diǎn),是直接測(cè)定變形觀測(cè)點(diǎn)的依據(jù)。應(yīng)放在靠近觀測(cè)目標(biāo)的地方,在通視條件較好或觀測(cè)點(diǎn)較少的工程中可不設(shè)工作基準(zhǔn)點(diǎn),在基準(zhǔn)點(diǎn)上直接觀測(cè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
(3)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置:變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在變形體上,且設(shè)在能反映變形特征的位置。
3. 基坑變形監(jiān)控值
監(jiān)控值是指設(shè)計(jì)過(guò)程中的控制值,有時(shí)可用最大允許值作為監(jiān)控值。報(bào)警值是指施工過(guò)程中需要采取應(yīng)急措施的(警戒)值。
對(duì)本工程,支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移:監(jiān)控值為30mm,報(bào)警值為25mm?;又苓叺孛娉两担罕O(jiān)控值為20mm,報(bào)警值為15mm。
4. 監(jiān)測(cè)計(jì)劃
本工程按如下要求進(jìn)行監(jiān)測(cè):
(1)基坑開(kāi)挖前觀測(cè)一次,獲取原始數(shù)據(jù)。
(2)開(kāi)挖第一層后每天觀測(cè)一次,直至土方開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(3)開(kāi)挖到位后,每2天觀測(cè)1次,直到穩(wěn)定為止。
(4)特別加強(qiáng)雨天及雨后的監(jiān)測(cè),并對(duì)各種可能危及支護(hù)安全的因素予以充分考慮。
(5)觀測(cè)中出現(xiàn)異常情況時(shí),加密觀測(cè)次數(shù)。
變形監(jiān)測(cè)信息分析:對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè)的信息,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明基坑變形位移超出容許值時(shí),應(yīng)停止基坑開(kāi)挖,采取行之有效的應(yīng)急措施。
5. 基坑變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容
5.1施工前的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
施工前,施工單位應(yīng)會(huì)同建設(shè)單位、監(jiān)理單位、及臨近建筑物戶主、地下設(shè)施的有關(guān)單位,對(duì)基坑周邊既有建筑物的裂縫等情況進(jìn)行測(cè)量、拍照或錄象工作,作好周邊建筑物情況的原始記錄。
5.2施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)和被支護(hù)土體的水平位移變形觀測(cè)。
(2)相鄰建筑物及周邊管線的沉降:在兩倍基坑深度范圍內(nèi)的建筑物外墻上或重要管線上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)(設(shè)置點(diǎn)距地面200-1000mm,便于塔尺立在上面)。
(3)支護(hù)樁鋼筋應(yīng)力及錨索拉力監(jiān)測(cè)。
(4)基坑滲漏水及地下水位變化觀測(cè)。
6. 小結(jié)
綜合以上技術(shù)手段,對(duì)于基坑工程進(jìn)行了基坑圍護(hù)樁體水平位移監(jiān)測(cè)、基坑圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測(cè)、基坑圍護(hù)樁頂垂直位移監(jiān)測(cè)、基坑外側(cè)地表沉降監(jiān)測(cè)、基坑外側(cè)土體水平位移監(jiān)測(cè)、基坑外側(cè)土體分層沉降監(jiān)測(cè)、基坑外側(cè)深層水位監(jiān)測(cè)等,為基坑安全施工提供了重要保障,減少了外部因素對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和基坑的穩(wěn)定性帶來(lái)不利的影響,消除安全隱患。為及時(shí)準(zhǔn)確地掌握基坑結(jié)構(gòu)和周圍構(gòu)筑物的狀態(tài)提供了依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,高層建筑越來(lái)越多,基坑工程施工朝著開(kāi)挖深、工作面窄、周邊房屋及地下管線近的特點(diǎn)發(fā)展。當(dāng)前,基坑工程監(jiān)測(cè)與設(shè)計(jì)、施工同被列為深基坑工程質(zhì)量安全保證的三大基本要素。基坑工程監(jiān)測(cè)已成了工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié),同時(shí)也是指導(dǎo)正確施工,避免安全事故發(fā)生的必要措施,是一種信息技術(shù)。
1.主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容
深基坑工程監(jiān)測(cè)應(yīng)以獲得定量數(shù)據(jù)的專門儀器測(cè)量或?qū)S脺y(cè)試元件監(jiān)測(cè)為主,以現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)為輔。深基坑工程監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括:變形監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)三個(gè)方面。深基坑工程監(jiān)測(cè)工作應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、基坑周邊環(huán)境狀況及開(kāi)挖施工方案等在基坑開(kāi)挖前制定監(jiān)測(cè)方案。監(jiān)測(cè)方案應(yīng)主要包括下列內(nèi)容:
①監(jiān)測(cè)目的、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)控報(bào)警值、監(jiān)測(cè)方法與精度要求等;
②各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施細(xì)則,包括監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置、觀測(cè)周期、工序管理和記錄制度等;
③信息反饋體系。各種監(jiān)測(cè)的具體對(duì)象、方法。
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇應(yīng)根據(jù)基坑工程的安全等級(jí)而定,可以分為必需進(jìn)行的項(xiàng)目和有條件時(shí)宜進(jìn)行項(xiàng)目?jī)深悺?/p>
2.支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)
支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移及沉降觀測(cè)是基坑變形監(jiān)測(cè)工作的重要組成部分,具有直觀、操作性強(qiáng)等特點(diǎn),所以一般的基坑變形監(jiān)測(cè)都將其作為一個(gè)主要內(nèi)容。它包括以下幾項(xiàng)基本要素:
(1)基準(zhǔn)點(diǎn)。觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)要求穩(wěn)固,應(yīng)設(shè)在開(kāi)挖和降水影響范圍以外,數(shù)量不得少于2個(gè)。
(2).觀測(cè)點(diǎn)。在基坑周邊一定間距布置的水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距不宜大于20m,在關(guān)鍵部位宜加密測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)滿足監(jiān)控要求。
(3)觀測(cè)精度。觀測(cè)的基本精度要求,應(yīng)根據(jù)觀測(cè)對(duì)象的容許變形范圍、變形速率、觀測(cè)周期等多種因素綜合分析確定,可分為高精度和中等精度兩類。
(4)觀測(cè)頻率?;娱_(kāi)挖施工期間,每天應(yīng)有專人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員應(yīng)及時(shí)分析各種監(jiān)測(cè)資料,捕捉險(xiǎn)情發(fā)生前的種種前兆信息,實(shí)現(xiàn)險(xiǎn)情預(yù)報(bào)。監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)施工的實(shí)際情況確定。
(5)觀測(cè)資料整理。每次水平位移觀測(cè)要求記錄各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的位移量、累計(jì)位移量、位移速率等。每次沉降觀測(cè)要求計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的高程、累計(jì)沉降量、本次沉降量、沉降速率。觀測(cè)期間應(yīng)根據(jù)各個(gè)勘察觀測(cè)成果繪制沉降-時(shí)間關(guān)系曲線圖、水平位移-時(shí)間關(guān)系曲線圖、沉降-水平位移-距離關(guān)系展開(kāi)曲線圖等,方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析。
3.全站儀直接坐標(biāo)監(jiān)測(cè)
目前水平位移及沉降觀測(cè)通常采用全站儀直接坐標(biāo)法,全站儀直接坐標(biāo)法采用的儀器一般是采用雙軸補(bǔ)償器的170m免棱鏡測(cè)距的Leica TCR402 power,該儀器測(cè)距精度為2mm+2ppm,測(cè)角精度(水平角和垂直角)為2";性能相對(duì)其他儀器較穩(wěn)定。該儀器測(cè)高程的精度略高于S3型施工用水準(zhǔn)儀,在安全等級(jí)要求“一般”的工程項(xiàng)目中完全可以用該全站儀測(cè)高程以取代S3型水準(zhǔn)儀。當(dāng)然沉降觀測(cè)精度要求比較高的工程項(xiàng)目,該儀器測(cè)高程就無(wú)法達(dá)到其精度要求了。
水平位移變形觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置采用貼上述(4cm×4cm)Leica棱鏡反光片于(100mm×50mm×500mm)木樁側(cè)面上,木樁用C20混凝土固定于樁頂梁或基坑邊坡坡頂處(在樁頂梁上預(yù)留錨固鋼筋或釬入錨固鋼筋于坡頂土體里,使該處樁頂梁或坡頂土體的位移變形與棱鏡反光片變形觀測(cè)點(diǎn)同步);所有位移變形觀測(cè)點(diǎn)棱鏡反光片對(duì)準(zhǔn)方向均為儀器測(cè)站,每一項(xiàng)目均只設(shè)一站儀器測(cè)站。儀器站的設(shè)置必須能同時(shí)與該項(xiàng)目所有位移變形觀測(cè)點(diǎn)和兩個(gè)以上的首級(jí)控制點(diǎn)通視。
4.全站儀直接坐標(biāo)法監(jiān)測(cè)的誤差分析
(1)控制點(diǎn)間的點(diǎn)位誤差;
(2)測(cè)站儀器的誤差(儀器的測(cè)距精度、測(cè)角精度,儀器對(duì)中誤差,氣壓及溫度的影響);
(3)變形觀測(cè)點(diǎn)處來(lái)源于棱鏡反光片、手持棱鏡桿(或架)、手持Mini棱鏡桿的誤差。
仔細(xì)分析這三方面的誤差來(lái)源,控制點(diǎn)點(diǎn)位誤差一般可以控制在±3mm;(6cm×6cm) Leica棱鏡反光片若采用激光對(duì)中器對(duì)中、每次觀測(cè)前設(shè)置好儀器的氣壓和溫度改正,儀器站誤差可以控制在+2mm內(nèi)。上述第三項(xiàng)誤差才是最主要的誤差來(lái)源,采用棱鏡反光片和采用上述固定棱鏡反光片的方法誤差可控制在+2mm。若控制點(diǎn)也采用(6cm×6cm)Leica棱鏡反光片和使用方向、距離后方交會(huì)時(shí),前三項(xiàng)誤差可控制在±3mm。第三項(xiàng)誤差在使用Mini手持棱鏡桿時(shí)誤差有時(shí)可大到±20mm,因?yàn)樵摾忡R桿在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)彎曲變形。
5.結(jié)論
全站儀直接坐標(biāo)法是目前位移變形觀測(cè)的首選,使用(6 ×6cm) Leica棱鏡反光片作為首級(jí)控制點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn),能較有效地提高位移變形觀測(cè)的精度,避免了許多因轉(zhuǎn)儀器站控制點(diǎn)和設(shè)置反光前視棱鏡的人為的誤差來(lái)源,使測(cè)量成果更真實(shí)可靠。
一、工程概述
梅江水岸位于梅州市城區(qū)新中路與梅水路交叉口西北側(cè),擬建地上23層住宅樓,設(shè)2層地下車庫(kù),基坑開(kāi)挖最深位置按地面以下9.80~10.50m考慮。根據(jù)擬建項(xiàng)目基坑支護(hù)總圖,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為:基坑上部4.50m范圍內(nèi)采用1:1人工放坡;4.50m以下采用C30旋挖灌注嚙合樁(直徑1.20m,間距1.10m)+排樁的支護(hù)方案。
二、監(jiān)測(cè)技術(shù)方案
1.監(jiān)測(cè)技術(shù)方案?;庸こ痰谋O(jiān)測(cè)是基坑工程設(shè)計(jì)的必要部分,基坑和支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要性、周邊環(huán)境的復(fù)雜性和施工的要求而定。選適合的監(jiān)測(cè)手段是監(jiān)測(cè)工作的第一任務(wù),保證監(jiān)測(cè)項(xiàng)目順利的完成,綜合基坑的監(jiān)測(cè)的基本原則及本項(xiàng)目基坑監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)要求,基坑特點(diǎn),周圍的環(huán)境,確定如下監(jiān)測(cè)方法:變形測(cè)量點(diǎn)有:控制點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)(變形點(diǎn))??刂泣c(diǎn)包含基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和聯(lián)系點(diǎn)、檢核點(diǎn)、定向點(diǎn)等,各種測(cè)量點(diǎn)要按照以下要求選設(shè)和使用。2.監(jiān)測(cè)平面控制網(wǎng)點(diǎn)和水平位移觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)及初始值的觀測(cè)。網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)按兩個(gè)層次布設(shè),即由控制點(diǎn)組成控制網(wǎng),由觀測(cè)點(diǎn)及所聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)。各種測(cè)量點(diǎn)按下列要求選設(shè)和使用:(1)為了便于長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定位置,基準(zhǔn)點(diǎn)要選設(shè)在變形影響范圍以外。使用的時(shí)候要作穩(wěn)定性的檢查或校準(zhǔn),并要以穩(wěn)定或者相對(duì)穩(wěn)定的參考點(diǎn)當(dāng)做測(cè)定變形的參考點(diǎn)。(2)工作基點(diǎn)選要設(shè)在靠近觀測(cè)目標(biāo)的位置,且要便于聯(lián)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)穩(wěn)定位置。初始值的觀測(cè)要在基坑開(kāi)挖之前來(lái)進(jìn)行,要獨(dú)立觀測(cè)2次,初始值2次觀測(cè)時(shí)間間隔要盡可能短,取2次觀測(cè)的平均數(shù)當(dāng)作初始值,水平位移的觀測(cè)值要以初始值當(dāng)作基準(zhǔn)。(3)觀測(cè)點(diǎn)(變形點(diǎn))選設(shè)在支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(墻)頂,并能反映變形特征的位置。一般圍護(hù)墻水平位移觀測(cè)點(diǎn):在支護(hù)樁頂部(冠梁)沿線路縱向基坑兩側(cè)每隔約20米布設(shè)一個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)采用焊接在冠梁頂面。測(cè)點(diǎn)布設(shè)后,就開(kāi)始觀測(cè)了,并即時(shí)填寫水平位移觀測(cè)點(diǎn)和埋設(shè)考證表,要記錄好測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)時(shí)間、具置、初始數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。(4)數(shù)據(jù)采集方法水平位移的監(jiān)測(cè)要按照布置好了的工作基點(diǎn),主要由小角度法、極坐標(biāo)法,前方交會(huì)法、后方交會(huì)法、導(dǎo)線測(cè)量法組成。其前方交會(huì)法、導(dǎo)線測(cè)量法和后方交會(huì)法主要是用來(lái)檢查工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性,小角度法和極坐標(biāo)法是用于監(jiān)測(cè)變形測(cè)點(diǎn)的。4.水準(zhǔn)控制路線與沉降觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)4.1水準(zhǔn)路線的控制網(wǎng)要分級(jí)布設(shè),第一根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布情況來(lái)布設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng),用以校核工作基點(diǎn);其次布設(shè)二等工作基點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng),以觀測(cè)各沉降點(diǎn)高程,布設(shè)水準(zhǔn)控制路線的時(shí)候,為了滿足前后視距差二等精度的要求,又同時(shí)滿足了變形監(jiān)測(cè)的“三定”要求,在布設(shè)同時(shí)測(cè)量出每次儀器的放置位置,且用紅油漆在地面上作記號(hào)。4.2基坑外地表及基坑內(nèi)坑底埋設(shè)沉降板,保護(hù)套管采用PVC管,套管尺寸能以套住測(cè)桿且半徑比測(cè)桿略大2~3cm為宜,測(cè)桿略高于套管頂,用頂帽封住管口。在設(shè)計(jì)位置挖坑(坑深0.8~1.5m)進(jìn)行沉降板的埋設(shè),埋設(shè)的時(shí)候要注意底板的放置水平,建議采用中、粗砂來(lái)墊層找平,如果測(cè)桿頂略高于地面5cm,要采用中細(xì)沙將坑回填至原地面高度。4.3基坑附近的建筑物沉降觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè):基坑附近的建筑物沉降測(cè)點(diǎn)埋設(shè)鋼筋條,即在建筑物首層柱子、墻角處植入直徑16mm圓鋼。4.4支撐立柱樁沉降觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè):在立柱設(shè)焊接16mm圓鋼。4.5埋設(shè)完畢之后,填寫好沉降的觀測(cè)點(diǎn)和埋設(shè)考證表,要記錄好測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)時(shí)間、具置、初始高程等等數(shù)據(jù)。垂直沉降觀測(cè)點(diǎn)的具置按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行布置。5.基坑外水位監(jiān)測(cè)5.1水位觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置。在隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)兩邊每隔25m對(duì)稱布置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。水井測(cè)點(diǎn)采用直徑Ф20的鋼管(鋼管按照5cm的間距梅花形布置小眼孔)埋設(shè)?;泳c(diǎn)降水后,即開(kāi)始觀測(cè),并填寫水位觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)考證表,記錄好測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)間、位置、初始水位高程等數(shù)據(jù)。5.2測(cè)量方法。地下水的水位觀測(cè)采用電測(cè)水位儀,觀測(cè)的精度是0.5cm,它的工作原理為:水是導(dǎo)體,當(dāng)測(cè)頭接觸到地下水的時(shí)候,報(bào)警器會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),這時(shí)讀取和測(cè)頭連接的標(biāo)尺刻度,這個(gè)讀數(shù)是水位和固定測(cè)定的垂直距離,再由固定測(cè)點(diǎn)標(biāo)高和地面的相對(duì)位置來(lái)?yè)Q算成從地面算起的水位埋深和水位標(biāo)高。
對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的基坑工程來(lái)說(shuō),只憑借以往的工程施工經(jīng)驗(yàn),難以準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和判定基坑變形情況,這時(shí)就需要依賴施工現(xiàn)場(chǎng)的變形監(jiān)測(cè)來(lái)定量評(píng)價(jià)基坑的變形情況?;幼冃伪O(jiān)測(cè)的作用主要表現(xiàn)在以下三點(diǎn):①動(dòng)態(tài)的報(bào)告基坑變形信息。受到施工現(xiàn)場(chǎng)各種環(huán)境的綜合影響,基坑開(kāi)挖時(shí)周圍的設(shè)施和建筑物始終處于不穩(wěn)定狀態(tài),其出現(xiàn)的變形和變化沒(méi)有合理的規(guī)律可循,此時(shí)就需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)綜合評(píng)定基坑的變形情況,為施工單位制定合理的施工方案提供參考。②明確變形的大小。依據(jù)基坑變形監(jiān)測(cè)所獲得的數(shù)據(jù),可以定量的評(píng)定基坑開(kāi)挖對(duì)周圍設(shè)施和建筑物的影響、基坑變形量的大小,以便施工單位能夠依據(jù)變形量合理的安全施工進(jìn)度。③及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。通過(guò)對(duì)以往基坑安全生產(chǎn)事故的分析可知,基本上所有的安全生產(chǎn)事故都是由于施工單位忽視了基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的重要性,忽視變形量大小的檢測(cè),進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。通過(guò)對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,能夠初步判定變形發(fā)展的走勢(shì),及早的發(fā)現(xiàn)安全隱患,為制定安全補(bǔ)救措施和改進(jìn)施工方案提供依據(jù)。
2 基坑變形監(jiān)測(cè)的方法分析
基坑變形監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有周圍建筑物、基坑周圍土地及底部、地下水情況、施工工況、周圍的自然環(huán)境、維護(hù)結(jié)構(gòu)以及地下設(shè)施等,而需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容為基坑底部管線的變形情況、基坑以及周圍建筑物的沉降量、周圍維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等。實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中,由于不同工程地質(zhì)情況不同、需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容也不同,這就需要監(jiān)測(cè)人員抓住監(jiān)測(cè)重點(diǎn),確保基坑工程施工安全。
2.1 基坑變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置與設(shè)備埋置
為了保證基坑變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有效性,在土體開(kāi)挖以及基坑降水的影響區(qū)域,大約兩倍于基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)要布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。此外,還需要根據(jù)場(chǎng)地土體情況編制適宜的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案,結(jié)合現(xiàn)有的理論知識(shí)和布設(shè)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的密度和范圍。通常情況下,在工程開(kāi)工建設(shè)前就要完成可預(yù)埋的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè),這樣監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠具備一定的穩(wěn)定期,并完成各項(xiàng)靜態(tài)初始值的測(cè)定。對(duì)于位移、沉降等的觀測(cè)點(diǎn),可以之間在被監(jiān)測(cè)物體上安裝。用于測(cè)定地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土地位移的測(cè)斜管,要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地址情況,預(yù)先埋設(shè)在基坑陽(yáng)角、中部等容易出現(xiàn)塌方的部位,沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)方向每隔大約25 m埋設(shè)一根。對(duì)于圍護(hù)樁體的測(cè)斜管,通??梢栽跇扼w混凝土澆筑過(guò)程中安裝。
對(duì)于基坑所在的位置,正式開(kāi)挖前要進(jìn)行充分降水,但基坑處降水后將導(dǎo)致周圍土體內(nèi)的地下水向基坑處匯集,地下水流動(dòng)會(huì)引起土地的不穩(wěn)定性,進(jìn)而誘發(fā)土體塌方的出現(xiàn),為此,在降水過(guò)程中要注重對(duì)地下水的觀測(cè)。在進(jìn)行水位觀測(cè)管的埋設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究工程所在地的水文地質(zhì)資料,對(duì)于滲水性強(qiáng)和水量較大的地方,應(yīng)每隔大約25 m沿著基坑的外邊埋設(shè)觀測(cè)管。在埋設(shè)分層沉降測(cè)管時(shí),應(yīng)注意保護(hù)波紋銅管,避免不當(dāng)?shù)氖┕し绞綄?dǎo)致銅管破壞;通??梢悦块g隔一米放置一個(gè)銅環(huán);此外,可以利用分層沉降管測(cè)定基坑底部的回彈,也可以利用精密度較高的水準(zhǔn)儀測(cè)定基坑回彈。
2.2 確定適宜的監(jiān)測(cè)頻率
合理的基坑變形監(jiān)測(cè)頻率能夠有效的反映所監(jiān)測(cè)內(nèi)容的變化過(guò)程,在確定基坑監(jiān)測(cè)頻率時(shí),一般情況下以不錯(cuò)過(guò)監(jiān)測(cè)內(nèi)容重要變化時(shí)刻為準(zhǔn)則。在基坑開(kāi)挖之前,應(yīng)當(dāng)預(yù)先測(cè)定基坑水平位移的初始值?;娱_(kāi)挖期間的監(jiān)測(cè),應(yīng)當(dāng)根據(jù)監(jiān)測(cè)部位、監(jiān)測(cè)內(nèi)容等的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,并制定合理的監(jiān)測(cè)方案?;娱_(kāi)挖期間應(yīng)盡量縮小兩次監(jiān)測(cè)的時(shí)間,開(kāi)挖結(jié)束以后可以增大監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔,期間遇到外界施工環(huán)境發(fā)生變化時(shí),可以適當(dāng)增大基坑監(jiān)測(cè)的頻率。地下水位監(jiān)測(cè)周期、基坑水平位移、基坑垂直位移的監(jiān)測(cè)可以同水平位移監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行。對(duì)于基坑周圍建筑物的沉降變形監(jiān)測(cè),可以結(jié)合工程的施工進(jìn)度和開(kāi)挖的位置來(lái)確定,若發(fā)現(xiàn)有沉降異常和水平位移過(guò)大等情況發(fā)生時(shí),可以適當(dāng)縮短監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔,完成開(kāi)挖后再增大間隔時(shí)間。若基坑冠梁出現(xiàn)裂縫時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況組織監(jiān)測(cè),先對(duì)裂縫首先出現(xiàn)的時(shí)間編號(hào),在裂縫的末端和最大寬度處設(shè)置監(jiān)測(cè)標(biāo)識(shí),具體的監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)依據(jù)冠梁裂縫的發(fā)展速度而定。
2.3 基坑變形監(jiān)測(cè)期間的巡查
在基坑施工過(guò)程中應(yīng)指派專人負(fù)責(zé)施工巡查,巡查員應(yīng)有一定的基坑監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn),巡查的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括監(jiān)測(cè)設(shè)施的保護(hù)、周邊環(huán)境的變化、施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。若發(fā)現(xiàn)基坑周圍情況出現(xiàn)明顯的變化,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮短監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔,并向技術(shù)人員提供有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);如果監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)損壞而不能獲取監(jiān)測(cè)信息,將給基坑工程施工帶來(lái)不利影響,為此,巡查員應(yīng)當(dāng)主動(dòng)與施工單位聯(lián)系,注重對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的保護(hù);當(dāng)發(fā)生損壞時(shí),應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救,保證基坑變形監(jiān)測(cè)的順利進(jìn)行。
3 加強(qiáng)基坑變形監(jiān)測(cè)的預(yù)警工作
在正式進(jìn)行基坑變形監(jiān)測(cè)前,應(yīng)當(dāng)首先明確各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的報(bào)警值。我國(guó)的《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》明確指出:“基坑開(kāi)挖前應(yīng)作出系統(tǒng)的開(kāi)挖監(jiān)測(cè)方案,監(jiān)測(cè)方案中包括監(jiān)控報(bào)警。”基坑變形監(jiān)測(cè)的每個(gè)項(xiàng)目都需要依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算書、周邊環(huán)境以及工程實(shí)際情況,預(yù)先確定合理的報(bào)警值,根據(jù)報(bào)警值來(lái)判定支護(hù)結(jié)構(gòu)變形是否允許,是否有大于報(bào)警值的位移發(fā)生,進(jìn)而確定基坑工程施工是否安全,是否需要對(duì)原有的施工和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。在確定基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警值時(shí),應(yīng)當(dāng)遵循以下原則:報(bào)警值應(yīng)當(dāng)在符合計(jì)算設(shè)計(jì)要求的前提下,小于設(shè)計(jì)值;應(yīng)保證被監(jiān)測(cè)對(duì)象不出現(xiàn)影響正常施工的情況,以確保監(jiān)測(cè)對(duì)象的安全;符合國(guó)家現(xiàn)行各項(xiàng)規(guī)章制度、規(guī)范的要求;在確?;邮┕ぐ踩那疤嵯?,綜合考慮監(jiān)測(cè)工作量和經(jīng)濟(jì)等因素,以求達(dá)到最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效
益比。
4 監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題
在基坑變形監(jiān)測(cè)期間應(yīng)當(dāng)始終遵循“五定”原則,也就是監(jiān)測(cè)地點(diǎn)要穩(wěn)定,監(jiān)測(cè)設(shè)備儀器要穩(wěn)定,監(jiān)測(cè)的環(huán)境要穩(wěn)定,變形監(jiān)測(cè)的人員要穩(wěn)定,采用的變形監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)路線要穩(wěn)定,這些措施的采用,從客觀上能夠盡可能的降低觀測(cè)誤差所帶來(lái)的影響,以確保各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠具有統(tǒng)一的趨向性,使首次觀測(cè)結(jié)果與各次觀測(cè)的數(shù)據(jù)具有可比性,這樣所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)就能夠真實(shí)的反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際情況。對(duì)于變形監(jiān)測(cè)人員來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)對(duì)于監(jiān)測(cè)的方法、程序、儀器設(shè)備等要足夠熟悉。儀器設(shè)備首次使用前要進(jìn)行校正,對(duì)于精確度要求較高的儀器要由專門的計(jì)量單位進(jìn)行校正。對(duì)于連續(xù)使用超過(guò)3個(gè)月的儀器設(shè)備,要進(jìn)行必要的檢驗(yàn),以確保儀器設(shè)備能夠正常工作。
5 結(jié)束語(yǔ)
在進(jìn)行基坑變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中,要明確基坑監(jiān)測(cè)的作用和意義,依據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置和設(shè)備的埋設(shè),確定適宜的監(jiān)測(cè)頻率,注重基坑變形監(jiān)測(cè)期間的巡查,確定基坑變形監(jiān)測(cè)合理的報(bào)警值,降低變形監(jiān)測(cè)的不穩(wěn)定性,進(jìn)而保證基坑監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,確?;庸こ淌┕ぐ踩?。
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