分析深基坑工程监测要求及技术

PAGEPAGE1分析深基坑工程监测要求及技术内容摘要：本文结合笔者多年从事深基坑监测工作的理论，简述了深基坑工程监测的工作内容，重点说明支护构造监测和四周环境监测的方法,提出基坑监测工作要求，对深基坑工程监测技术做一个小结。本文关键词语：深基坑,监测内容,监测方法,工作要求随着我们国家城市建设高峰的到来，高层建筑、市政道路、立交桥地铁工程、市政污水排放工程、地下商业街、人防工程等越来越多，这些工程建设均要开挖深基坑，基坑的面积和深度向大而深方向发展。在以往深基坑施工经过中，曾发生过不少质量事故和事故隐患，致使支护系统毁坏，基坑滑坡坍塌，邻近建筑物开裂毁坏，基坑四周道路开裂坍塌，地下管线严重变形，止水帷幕破裂造成严重渗漏，以至工程报废或发生重大人身伤亡事故。鉴于基坑事故造成的严重后果，在深基坑工程中监测技术和动态信息化施工技术已得到推广。1、深基坑工程监测内容深基坑工程的监测包含支护构造监测和四周环境监测两个方面内容。支护构造需监测挡土墙墙顶的位移、倾斜、主钢筋应力、土压力、孔隙水压力、压顶梁、腰梁及内支撑轴力、应变、立柱的沉降与隆起、锚杆的锚固力等。四周环境需监测开挖影响范围内的建筑物、地下管线和土体的沉降、倾斜、水平位移，以及土体内的水位等。在深基坑工程监测项目中，支护构造水平位移、邻近建筑物及地下管线的沉降是必不可少的内容，其余项目可根据基坑工程安全等级、场地地质条件及四周环境状态作出合理的选择。2、支护构造监测根据前期开挖中监测到各类支护构造的应力、变形数据，与设计中支护构造受力和变形进行比较，对原设计进行评价，判定基坑在当前开挖工况下的安全状态，并通过分析，预测下一步工况下支护构造变形和稳定状态，为优化设计提供可靠的信息，并对后续开挖及支护方案提出建议，对施工经过中可能发生的险情报警，确保基坑工程的安全。2.1墙顶位移监测挡土墙桩墙顶位移常用经纬仪和全站仪监测。其原理为：应用水平角全圆方向观测法，测出各点水平角度，然后计算出各点水平位移。其特点为测试简单，费用低，数据量适用。在桩墙顶冠梁上布置测点，其位置和数量根据基坑侧壁安全等级及四周建筑物和地下管线可能受影响的水平而定。对于主要基坑，一般沿地下连续墙或桩顶每隔10～15m布置一个测点。在现场建立的半永久性测站要求妥善保卫，基准点设在便于观测，不受施工影响的场地，基准点宜做成深埋式。基坑开挖期间，每隔2～3d监测一次，位移速率到达5～10mm/d时，天天监测1～2次。2.2倾斜监测支护构造沿基坑深度方向倾斜常用测斜仪监测，可以采取全站仪观测。在桩身或地下连续墙中埋设测斜管，测斜管底端插入桩墙底下面，使用测斜仪由底到顶逐段测量管的斜率，进而得到整个桩身水平位移曲线。固定式测斜仪是将测头固定埋设在构造物内部的固定点上;活动式测斜仪先埋设带导槽的测斜管，间隔一定时间将测头放入管内沿导槽滑动测定斜度变化，计算水平位移。2.3支护构造应力监测用钢筋应力计或混凝土应变计沿桩身钢筋、冠梁和腰梁中较大应力断面处监测主钢筋应力或混凝土应变，对监测应力和设计值进行比较，判定桩身、冠梁、腰梁内应力能否跨越设计值。2.4支撑构造应力监测对于钢支撑，在支撑施加预应力前，将钢筋应力计焊接在钢管外壁。对于混凝土支撑，在钢筋笼绑扎时，将钢筋计焊接在主钢筋上，随基坑开挖，量测支撑轴力的变化。2.5锚杆锚固力监测为保证锚杆张拉时到达设计的预应力值，必需进行超张拉，通过在锚头位置安装锚固力传感器，测定锚杆锁定时的锚固力及开挖经过中锚固力的变化，进而确定锚杆能否处于正常工作状况、能否到达极限毁坏状况。测力计有电阻应变计式，也有钢弦式，一般采取钢弦式测力计。2.6土压力测试挡土桩侧土压力采取沿挡土桩侧壁土体中埋设土压力传感器进行测试。采取钢弦式或电阻应变式压力盒。在埋设自动侧土压力盒时，其敏感膜应对准桩后，应施加较大的初压力，否则可能测不到自动土压力变化的全经过，以至测不到数据。在埋设被动侧土压力盒时，其敏感膜面应对准桩前，不宜施加较大的初压力，否则后期土压力值超量程。2.7土体孔隙水压力测试孔隙水压力计，是监测地下土体应力和水压力变化的手段。土体孔隙水压力采取振弦式孔隙水压力计测试，用数字式钢弦频率接收仪测读数据。3、四周环境监测基坑开挖经过中，可能对邻近建筑物、邻近道路和地下管线造成一定影响，导致下沉或失稳。需要通过监测来判定和分析，以便采用相应对策。通过监测基坑四周土体边坡的水平、垂直位移变化、地下水位变化以及裂缝观察等手段，分析判定基坑能否稳定安全，防备各类风险和事故发生。3.1邻近建筑物的沉降观测在深基坑开挖经过中，为了把握邻近建筑物的沉降情况，应进行沉降观测。在被观测建筑物的首层柱上设置测点，在开挖影响范围外的建筑物柱上埋设基准点或通过钻孔至基岩内设置深埋式基准点。采取精致细密水准仪，测出观测点的高程，再计算沉降量。3.2邻近道路和地下管线的沉降观测邻近道路和地下管线的沉降观测方法也是采取精致细密水准仪观测。测点布置应根据管线的材料、管节的长度、接头的方式而定。3.3边坡土体的位移和沉降观测边坡土体位移采取测斜仪监测。在土体中埋设测斜管，在土体深层部分埋设分层沉降标。通过对土体位移和沉降监测，可及时把握基坑边坡的稳定性，当边坡潜在滑裂面出现险情预兆时应及时作出报警。3.4地下水位测试基坑在开挖前必需降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑内渗漏，地下水的流动是引起塌方的重要因素，所以地下水位的监测是保证基坑安全的主要内容。3.5裂缝观察经历体验表示清楚，天天进行肉眼巡视观察是非常主要的，巡视内容包含支护桩墙、支撑梁、冠梁、腰梁构造及邻近地面、道路、建筑物的裂缝、沉陷发生和发展情况，裂缝的快速增加和纵深发展往往是事故发生的预兆。一旦发生裂缝，应在裂缝两侧作出标记，定期量测裂缝的宽度。4、基坑监测工作要求根据多年的基坑监测工程理论，为确保基坑监测的真实性、数据的合理性、分析的科学性、结论的有效性，对基坑监测工作施行提出下面几点工作要求：1)基坑监测工作测量精度要求高，测量人员必需对相关规范纯熟把握，正确使用仪器进行纯熟测量操作。2)基坑围护设计单位及相关单位应在作业前提出监测技术要求，指点基坑监测单位开展工作。3)监测单位监测前应在现场踏勘和采集相关资料基础上，根据委托方和相关单位提出的监测要求和规范编制基坑监测方案，监测方案须上报委托方及相关单位批准后方可施行。4)基坑工程在开挖和支撑施工经过中的力学效应是从各个侧面同时展示出来的，因而监测方案设计时应充足考虑各项监测内容间监测结果的相互印证、相互检验，进而对监测结果有全面正确的把握。5)监测点布设应合理，能埋的测点应在工程开工前埋设完成，应尽量减少对构造的正常受力的影响,在工程正式开工前，各项静态初始值应测取完毕。6)监测数据的可靠性取决于测试元件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度以及监测人员的素质。监测数据真实性要求所有数据必需以原始记录为根据，原始记录任何人不得更改、删除。7)监测数据需在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。由于基坑开挖是一个动态的施工经过，只要保证及时监测，能力有利于及时发现隐患，及时采用办法。8)对主要监测项目，应根据工程详细情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包含变形或内力量值及其变化速率。9)监测数据必需填写在为该项目专门设计的表格上。工程结束后，应对监测数据，尤其是对报警值的出现进行分析，绘制曲线图，并编写工作报告。5、结束语在深基坑的施工经过中，为了对基坑工程的安全性和对四周环境的影响有全面的了解，需要对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，确保基坑支护构造和相邻建筑物的安全。在出现异常情况时及时反应，并采用需要的工程应急办法，以至调整施工工艺或修改设计参数，同时积累工作经历体验，为提升基坑工程设计和施工的整体水平提供根据。因而，在施工经过中对基坑支护构造、基坑四周