時(shí)間:2023-02-28 15:58:47
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇基坑變形監(jiān)測(cè),它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1工程概況
某深基坑工程位于市區(qū),建筑面積25767㎡,框剪結(jié)構(gòu),地下2層,地上31層,首層架空層層高為5.0m,二層以上為標(biāo)準(zhǔn)層,層高均為3.10m,外地坪標(biāo)高為-0.000m,天面標(biāo)高為97.5m,建筑物頂部標(biāo)高為110.50m。
1.1周圍環(huán)境
場(chǎng)地地勢(shì)平坦,地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但周邊環(huán)境較復(fù)雜,北面臨城市道路,東、南、北面與高層住宅樓相鄰,小區(qū)有自來水、通訊管道、煤氣管道等地下管線,因此也作為監(jiān)測(cè)對(duì)象。
1.2工程地質(zhì)
根據(jù)工程勘察報(bào)告,場(chǎng)地自上而下土層為:①雜填土:厚1.2~1.5m;②淤泥:厚7.5~9.0m;③粉質(zhì)粘土:厚4.0~6.0m。
1.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)
基坑呈凸型,開挖深度8.4m,基坑開挖地層主要為軟弱土、高壓塑性、力學(xué)性質(zhì)差,鄰近有建筑物、城市道路、地下管道等,場(chǎng)地不具備放坡條件。設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)為靜壓沉管灌注樁(φ600@1000mm),混凝土強(qiáng)度為C25,樁頂一道冠梁,樁長(zhǎng)約15m,配2道鋼管式水平支撐,間距沿基坑開挖深度等間距設(shè)置(間距為2.8m)。
2變形觀測(cè)方案
根據(jù)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)要求及本工程實(shí)際情況,變形觀測(cè)點(diǎn)布置(如下圖1)
2.1基準(zhǔn)點(diǎn)布置
根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)程》和《城市測(cè)量規(guī)范》的要求:設(shè)3個(gè)穩(wěn)固可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)布置在大于3倍基坑以外平坦位置。固定基準(zhǔn)點(diǎn)要做到既服務(wù)于基坑變形測(cè)量,也可服務(wù)于后期的擬建工程主體變形測(cè)量。
2.2基坑觀測(cè)點(diǎn)布置
①支護(hù)樁樁頂沉降及位移:共布置10個(gè)點(diǎn)(a1~a10);②基坑側(cè)向變形觀測(cè):共布置9個(gè)點(diǎn)(b1~b9),基坑開挖期間,每隔2d監(jiān)測(cè)一次,位移速率較大且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí),監(jiān)測(cè)頻率加密到1次/d;③地下水位監(jiān)測(cè):在此工程基坑開挖中,每隔3d進(jìn)行一次觀測(cè);④流砂觀測(cè);⑤周邊環(huán)境沉降觀測(cè):共布置12個(gè)點(diǎn)(c1~c12),觀測(cè)頻率7d/1次。
2.3觀測(cè)方法及工程預(yù)警值
樁頂變形、地下管道變形采用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀觀測(cè);基坑側(cè)向變形采用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè);基坑外水位采用電測(cè)水位儀觀測(cè)。
工程的預(yù)警值:①樁頂變形:水平位移30mm;煤氣管道變形:10mm;自來水、通訊管道變形:30mm;②基坑外水位:水位下降1000mm,速率500mm/d;③周邊建筑沉降:最大沉降值10mm,最大差異沉降Smax≤5mm;④流砂:須立即報(bào)警,必要時(shí)進(jìn)行處理;⑤道路沉降:最大沉降值25mm。
2.4.深基坑的應(yīng)急處理措施
深基坑支護(hù)工程既要保證基礎(chǔ)工程的施工安全,又必須保證基坑周圍建筑物、道路、地
下管線的安全。由于本工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí),在基坑施工過程中,對(duì)于如下安全問
題提出處理措施。
①基坑邊地面開裂
當(dāng)此種情況不嚴(yán)重時(shí),可以加密水平支撐,對(duì)基坑底面進(jìn)行局部加固;情況嚴(yán)重的要
停止挖土,趕做基礎(chǔ)墊層,或先行部分承臺(tái)、底板的澆筑。
②基坑內(nèi)漏水、冒砂
對(duì)由于基坑所在處地下水位高,而支護(hù)結(jié)構(gòu)的阻水處理有缺陷,或支護(hù)的插入深度不
足的漏水冒砂現(xiàn)象,處理的辦法是采用適當(dāng)?shù)慕邓胧瑢?duì)漏水處進(jìn)行注漿等阻水處理。
另一種是由于基坑變形導(dǎo)致給水管或排水管斷裂破壞,大量水涌入基坑的必須立即采取措
施關(guān)閉給水閥門,改變排水路線,切斷基坑的地下水來源,此時(shí)還必須處理煤氣管道、電
力與電訊電纜。
③基坑支護(hù)局部破壞
產(chǎn)生這種破壞的原因較多,如發(fā)生此種現(xiàn)象時(shí)應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)人員提出方案并及時(shí)采取相
應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。
3.觀測(cè)結(jié)果分析
3.1樁頂累計(jì)位移、沉降量(如圖2)
從圖上看,鋼筋混凝土支護(hù)樁沉降量小,通過中間2道鋼管式結(jié)構(gòu)水平支撐,支護(hù)樁上部懸臂端的樁頂變形未超過該工程的預(yù)警值,支護(hù)樁剛度滿足設(shè)計(jì)要求。
3.2基坑側(cè)向變形
采用測(cè)斜管測(cè)量側(cè)向變形,沿基坑深度方向設(shè)測(cè)斜管。假設(shè)測(cè)斜管底部固定,測(cè)b1~b9測(cè)斜管側(cè)向變形最大值為8~30mm,與相應(yīng)樁頂變形測(cè)量結(jié)果相比基本一致,變形最大值位于管頂。
3.3地下水位監(jiān)測(cè)
水位觀測(cè)孔鉆孔深度達(dá)到隔水層,鉆孔中安裝帶濾網(wǎng)的硬塑料管。通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),地下水位的變化對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的影響不大。
3.4流砂觀測(cè)
在基坑土方的開挖過程中,沒有發(fā)現(xiàn)地面沉降過大、坑壁開裂、坍落和滲水現(xiàn)象,也沒有出現(xiàn)流砂現(xiàn)象,因此,靜壓沉管灌注樁間距滿足設(shè)計(jì)要求。
3.5周邊環(huán)境沉降結(jié)果(如下圖3)
從圖顯示對(duì)周邊建筑物的沉降值(2.9~6.9mm)
結(jié)語
1鋼筋混凝土樁支護(hù)剛度比較大,未發(fā)生脆性破壞,且采用兩道水平支撐,基坑開挖后的位移變形量小且控制在預(yù)警值內(nèi);
2施工過程中未發(fā)現(xiàn)流砂現(xiàn)象,基坑外水位降
3基坑北部城市道路地面沉降超過預(yù)警值(25mm),原因是北側(cè)基坑側(cè)向位移量比南側(cè)位移量大和基坑開挖邊緣與道路距離短。
4嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)敏感監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),隨時(shí)觀測(cè)其變化,當(dāng)監(jiān)測(cè)變形值接近或達(dá)到預(yù)警值時(shí),要根據(jù)施工的具體情況,進(jìn)行綜合分析,及時(shí)準(zhǔn)確的判斷,切實(shí)可行的提出處理方法,確保基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的安全。
參考文獻(xiàn)
⑴《建筑變形測(cè)量規(guī)程》JGJ/T8-2007
⑵《城市測(cè)量規(guī)范》CJJ8-99
中圖分類號(hào):TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
在巖土工程界,如何確保深基坑施工安全,同時(shí)減低基坑施工對(duì)周圍設(shè)施和建筑的影響一直是一項(xiàng)重要的研究課題。因此,對(duì)深基坑施工過程和周圍建筑的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),了解和掌握變形規(guī)律,研究如何采取有效措施強(qiáng)化深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),消除深基坑施工對(duì)周圍結(jié)構(gòu)影響,保證施工安全是一項(xiàng)很有意義的工作。
一、深基坑施工對(duì)周圍環(huán)境的影響
深基坑施工過程中,會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成一定的影響,主要表現(xiàn)為
1、由于基坑開挖造成地下水位下降,同時(shí)需要修筑基坑維護(hù)設(shè)施,會(huì)造成基坑四周土體的不均勻沉降,從而影響周圍建筑物的安全穩(wěn)定以及市政管線等的有效使用;
2、結(jié)構(gòu)和工程樁若采用擠土樁或部分?jǐn)D土樁,施工過程中擠土效應(yīng)將對(duì)鄰近建(構(gòu))筑物及市政管線產(chǎn)生不良影響;
二、深基坑施工變形分析
1、基坑底部土體膨脹變形分析
基坑底部土體膨脹變形主要是由于基坑開挖的卸載效應(yīng)造成的,坑底回彈及隆起是土體豎向卸載效應(yīng)改變了坑底土體初始應(yīng)力狀態(tài)的反應(yīng)。當(dāng)基坑開挖深度不大時(shí),坑底土體在卸載后產(chǎn)生豎向彈性回彈,坑底彈性回彈的特征是坑底中部隆起較高,當(dāng)基坑開挖到一定深度,基坑內(nèi)外的高差不斷增大,基坑內(nèi)外高差所形成的加載條件和各種地面超載作用,就會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)和坑外的土體在不平衡力的作用下向坑內(nèi)移動(dòng),進(jìn)一步對(duì)坑內(nèi)土體產(chǎn)生側(cè)向推擠,從而使坑內(nèi)土體產(chǎn)生向上的塑性隆起,同時(shí)在基坑周邊產(chǎn)生較大的塑性區(qū),引起地面沉降。
2、基坑土體變形分析
基坑土體的變形主要表現(xiàn)為土體的沉降變化。其原因主要是因?yàn)?
(1)因降水導(dǎo)致墻外土層固結(jié)和次固結(jié)沉降,以上幾種原因是在施工過程中無法避免的必然會(huì)造成坑外土體沉降的原因。
(2)深基坑底部土地由于荷載的釋放,造成土體的塑性隆起回彈和翻砂管涌,引起整個(gè)區(qū)域土體受力狀態(tài)的失衡;
(3)在深基坑的開挖過程中,基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生剛性位移和一定的撓曲變形造成土體沉降。
3、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形分析
基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形是基坑施工過程中需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目,也是影響最大的變形類型。
(1)在深基坑開挖初期。支撐會(huì)在土體開挖后安裝或是安裝的支撐未及時(shí)對(duì)上部土體施加合適強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力,此時(shí)維護(hù)結(jié)構(gòu)變形呈現(xiàn)弧形,中間部位的變形量最大;
(2)坑外的土體也會(huì)出現(xiàn)不同比例的沉降。伴隨著基坑深度的增加,在基坑上部的圍護(hù)結(jié)構(gòu)提供對(duì)坑邊土體支撐的數(shù)量和剛度相應(yīng)增加,剛度的增加有效的控制了圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部水平方向的位移,此時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形呈現(xiàn)深層向內(nèi)凸出,而主要的變形增量位于深層開挖面附近,此時(shí)基坑外部土體的沉降規(guī)律也發(fā)生了顯著變化,整體呈現(xiàn)凹槽型,沉降的最大值在距坑邊一定距離的位置,不再位于墻邊。
二、工程實(shí)例分析
某公用建筑,框剪結(jié)構(gòu),樁基礎(chǔ),場(chǎng)地面積6756,地下三層、地上15層,基坑坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高5.65m,基坑開挖深度9.75m~11.75m。附近有一深基坑正在施工,分兩個(gè)標(biāo)段ABC段基坑底標(biāo)高-0.75m、CD段-2.2m,其支護(hù)形式為樁錨支護(hù)。 通過工程地質(zhì)勘測(cè)結(jié)合工程周邊實(shí)際情況,本案基坑支護(hù)設(shè)計(jì)分別采用了放坡+土釘掛網(wǎng)噴面、樁錨+止水帷幕、樁錨+支撐體系聯(lián)合支護(hù)方式等幾種形式。
基坑主要部分工程的施工方法如下:
1、鉆孔灌注樁施工:成孔采用旋挖鉆機(jī),吊車下籠、導(dǎo)管法灌注混凝土。
2、攪拌樁施工:攪拌樁采用PH-5B攪拌樁機(jī)施工。
3、單管高壓旋噴樁施工:采用專門的機(jī)械施工。
4、冠梁、混凝土內(nèi)支撐施工穿插在其它工序間進(jìn)行,有條件的,即安排作業(yè)。采取人工破除樁和挖槽,打素混凝土墊層,安裝側(cè)模,綁扎鋼筋,再澆筑混凝土。
5、基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置隨冠梁的完成而布置完成,監(jiān)測(cè)開始。基坑頂排水系統(tǒng)同時(shí)施工。
6、預(yù)應(yīng)力錨索用專門的錨桿鉆機(jī)成孔,人工完成后續(xù)作業(yè)。采用二次壓力注漿,養(yǎng)護(hù)、制作腰梁(強(qiáng)度達(dá)到70%),再?gòu)埨i定。
7、土方開挖采用機(jī)械方式開挖,人工輔助修坡。二個(gè)作業(yè)區(qū)的土方開挖,分別按各自的錨索或土釘層數(shù)進(jìn)行分層開挖,其中垂直開挖區(qū)分為2層開挖,放坡開挖區(qū)分為5層開挖。每層開挖深度為自然層(錨索或土釘)下50cm。
目前,該項(xiàng)目正處于施工的關(guān)鍵階段,從現(xiàn)場(chǎng)情況施工監(jiān)測(cè)情況看,在施工初期,基坑底部土體的膨脹變形以及基坑邊坡修筑的水平方向的位移明顯,隨著鉆孔灌注樁、攪拌樁、單管高壓旋噴樁施工的不斷完善,變形得到了有效的控制,同時(shí)預(yù)應(yīng)力錨索和土釘?shù)氖褂脤?duì)側(cè)向水平位移的控制也起到很好的效果,設(shè)計(jì)整體合理科學(xué),達(dá)到了預(yù)期效果。
三、深基坑施工變形全過程檢測(cè)控制
1、深基坑施工變形對(duì)象加固和保護(hù)
深基坑施工變形對(duì)象保護(hù)和加固的措施主要有兩種:
(1)邊施工邊治理方法
在深基坑施工過程中密切監(jiān)測(cè)施工對(duì)周圍建筑和鄰近結(jié)構(gòu)帶來的變形影響,當(dāng)基坑變形和周圍建筑物變形速率加快、變形量接近境界范圍時(shí),要采取建(構(gòu))筑物的地基進(jìn)行跟蹤注漿加固或是對(duì)建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行加寬或加深、靜壓樁托換、灌注樁托換等措施對(duì)建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固或是采取對(duì)建筑沉降較小區(qū)域進(jìn)行降水,人為的加速土體固結(jié),使得建筑物產(chǎn)生沉降,保持整體的沉降處于同一水平等方式,降低深基坑施工對(duì)周圍建筑物和鄰近對(duì)象的變形影響,提高工程安全性和穩(wěn)定性。
(2)主動(dòng)加固法
該方法需要在施工前預(yù)測(cè)深基坑開挖對(duì)周圍建筑和市政設(shè)施的變形影響,采取灌漿、設(shè)置水泥土攪樁等方式,對(duì)周圍對(duì)象進(jìn)行主動(dòng)加固,提高周圍建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和抗變形能力,降低深基坑施工對(duì)其產(chǎn)生的變形影響。
2、深基坑施工變形的路徑隔斷控制
深基坑施工變形的路徑隔斷控制主要采用坑外地基加固和坑外隔離樁墻兩種方式實(shí)現(xiàn)。坑外地基加固主要針對(duì)坑底圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻的深基坑,為防止在成槽過程中連續(xù)墻體失穩(wěn)而出現(xiàn)局部或整體坍塌,需要在基坑開挖階段,用水泥土攪拌對(duì)槽段兩側(cè)地基進(jìn)行加固。該法對(duì)淺層槽壁土體水平方向上的移動(dòng)和表面土體在垂直方向上的沉降控制具有很好的治理效果。
3、深基坑施工變形源頭控制
深基坑施工變形源頭控制主要分為四個(gè)方面的措施: 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工變形控制、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化、坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)地基加固、被動(dòng)區(qū)壓力注漿。
(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工變形控制應(yīng)采用地下連續(xù)墻、加筋水泥土攪拌墻、鉆孔灌注樁。一級(jí)、二級(jí)基坑在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工期間應(yīng)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè),采取以優(yōu)化施工參數(shù)為主的施工措施,控制由圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工所引起的地層位移對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響;
(2)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮設(shè)計(jì)、施工、環(huán)境保護(hù)及經(jīng)濟(jì)性等因素,在施工的過程中,根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件以及槽壁穩(wěn)定性、土壤張力等的變化,對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案、開挖進(jìn)度控制方案等做合理的調(diào)整和優(yōu)化,以保證變形在可控范圍內(nèi);
(3)坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)地基加固一般采用坑內(nèi)超前降水加固和水泥土攪拌加固兩種方法實(shí)現(xiàn),以提高被動(dòng)區(qū)土體的強(qiáng)度、減小坑底土體的隆起變形
結(jié)束語
隨著建筑物高度的不斷增加,基坑深度也越來越深,施工難度更加復(fù)雜化,同時(shí)深基坑工程變形監(jiān)測(cè)作為信息化施工的重要手段之一,也開始成為深基坑工程施工過程中必不可少的組成部分。因此,深基坑的變形監(jiān)測(cè)將更為重要,要不斷改善監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和提高精度,確保基坑施工的安全和穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn):
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)不容易從過去類似的基坑開挖過程中得到借鑒,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)筑物等等在施工過程中所受的影響。最后,當(dāng)監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)某些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目最大值超過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數(shù)據(jù)分析更充分地理解基坑開挖過程中的變形機(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疲砸Y(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10mm,或者連續(xù)3d的位移速率超過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)基坑開挖過程中可能導(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設(shè)計(jì)限值。7)支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂。8)周邊地表突發(fā)較大沉降或出現(xiàn)嚴(yán)重開裂。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)日變化量超過設(shè)計(jì)值的80%或者累計(jì)值超過設(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
綜上所述,本文首先分析了深基坑施工過程中變形監(jiān)測(cè)的意義,隨后針對(duì)變形監(jiān)測(cè)過程中的內(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。
隨著城市的快速發(fā)展,近年來地下工程和超高層建筑物越來越多,各種深基坑開挖的深度和規(guī)模也越來越大。國(guó)內(nèi)因地下工程或挖掘深基坑而造成的塌陷事件屢見不鮮。為加強(qiáng)對(duì)地下工程和深基坑安全監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)地下工程和深基坑監(jiān)測(cè)工作的動(dòng)態(tài)管理,保障工程施工安全,降低工程的造價(jià),在深基坑施工中的變形監(jiān)測(cè)已越來越受到人們的重視。
(一)基坑變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容:
基坑開挖施工的基本特點(diǎn)是先變形,后支撐。在進(jìn)行基坑開挖及支護(hù)施工過程中,每個(gè)分步開挖的空間幾何尺寸和開挖部分的無支撐暴露時(shí)間,都與圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土移等存在較強(qiáng)的相關(guān)性。這就是基坑開挖中經(jīng)常運(yùn)用的時(shí)空效應(yīng)規(guī)律,做好監(jiān)測(cè)工作可以可靠而合理地利用土體自身在基坑開挖過程中控制土移的潛力,從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境、最大限度保護(hù)相關(guān)方面利益的目的。
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3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)布點(diǎn),擬設(shè)置的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下:
1、基坑頂部水平、垂直位移監(jiān)測(cè)
2、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平、垂直位移監(jiān)測(cè)
3、深層水平位移
4、管網(wǎng)變形監(jiān)測(cè)
5、道路變形監(jiān)測(cè)
6、建筑物沉降監(jiān)測(cè)
7、錨桿拉力監(jiān)測(cè)
(二)基坑變形監(jiān)測(cè)方法:
1.監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)
(1)基坑頂部水平和垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)
基坑頂部豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)可共用一個(gè)標(biāo)志,也可分別布設(shè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿基坑周邊布置,周邊中部、陽角處應(yīng)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn);監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平間距不宜超過20m。測(cè)點(diǎn)利用長(zhǎng)8公分帶帽鋼釘直接布置在新澆筑的圍護(hù)墻頂部,并測(cè)得穩(wěn)定的初始值。本項(xiàng)目擬布設(shè)垂直和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)各16個(gè),編號(hào)PD1~PD16。
(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平、豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)
支護(hù)結(jié)構(gòu)豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)可共用一個(gè)標(biāo)志,也可分別布設(shè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿布設(shè)在支護(hù)結(jié)構(gòu)中部、陽角處;監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平間距不宜超過20m。測(cè)點(diǎn)利用長(zhǎng)8公分帶帽鋼釘直接布置在新澆筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)上,并測(cè)得穩(wěn)定的初始值。本項(xiàng)目擬布設(shè)垂直和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)各8個(gè),編號(hào)Z1~Z8。
(3)深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)
根據(jù)《基坑支護(hù)方案》的要求,本工程共布設(shè)深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)6點(diǎn),編號(hào)S1-S6。
(4) 周邊建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)
周邊建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)于周邊建筑物上,采用植入鑄鐵標(biāo)志方式。本項(xiàng)目擬布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)40點(diǎn),編號(hào)CJ1~CJ40。
2.監(jiān)測(cè)初始值測(cè)定
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2倍觀測(cè)點(diǎn)精度。基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)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。并采用有效保護(hù)措施,保證其在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間的正常使用。
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)監(jiān)測(cè)初始值測(cè)定次數(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。
3.監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移測(cè)量
按建筑變形測(cè)量規(guī)范二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求,歷次沉降變形監(jiān)測(cè)是通過工作基點(diǎn)間聯(lián)測(cè)一條水準(zhǔn)閉合或附合線路,由線路的工作點(diǎn)來測(cè)量各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程,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。
4.監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移測(cè)量
水平位移監(jiān)測(cè)方法原理如圖所示。在受施工影響較小的場(chǎng)地處埋設(shè)工作基點(diǎn)A、B、O,并使OA和OB分別大致平行于基坑的兩邊(對(duì)于基坑外形不規(guī)則的情況,使OA和OB分別與基坑主要邊長(zhǎng)大致平行/垂直即可)。設(shè)O點(diǎn)自由坐標(biāo)為(1000,1000),并設(shè)OA為X軸反向。在O點(diǎn)設(shè)工作基點(diǎn),并擺設(shè)全站儀,測(cè)量B點(diǎn)坐標(biāo)作為檢核。在待測(cè)點(diǎn)上安裝反射棱鏡,使用OA作為基線,使用全站儀的坐標(biāo)測(cè)量模式直接測(cè)定各變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的坐標(biāo),并與初始值對(duì)比,作為該變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量,精度為1mm。
5.深層水平位移監(jiān)測(cè)
(三)基坑變形監(jiān)測(cè)周期:
1.監(jiān)測(cè)周期
本方案基坑監(jiān)測(cè)從圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工開始,至基坑側(cè)壁回填土完工結(jié)束,預(yù)計(jì)監(jiān)測(cè)工期約為4個(gè)月。
2.監(jiān)測(cè)頻率
本工程基坑監(jiān)測(cè)等級(jí)為一級(jí),根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求,并結(jié)合本地區(qū)其他類似工程的經(jīng)驗(yàn),監(jiān)測(cè)頻率擬遵從如下規(guī)定:
(1)開挖深度小于5m時(shí),1次/2d;
(2)開挖深度在5-10m時(shí),1次/1d;
(3)開挖深度大于10m時(shí),2次/d;
(4)當(dāng)墊層、底板防水施工完成后7天內(nèi),所有測(cè)量項(xiàng)目均為1次/2d;
(5)當(dāng)墊層、底板防水施工完成后7-14天,所有測(cè)量項(xiàng)目均為1次/3d;
(6)當(dāng)墊層、底板防水施工完成后14-28天內(nèi),所有測(cè)量項(xiàng)目均為1次/5d;
(7)當(dāng)墊層、底板防水施工完成28天后,所有測(cè)量項(xiàng)目均為1次/10d;
(8)監(jiān)測(cè)值相對(duì)穩(wěn)定時(shí),可適當(dāng)降低監(jiān)測(cè)頻率;
(9)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有突變時(shí),應(yīng)增加監(jiān)測(cè)頻率,甚至連續(xù)觀測(cè);
(10)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的開展、監(jiān)測(cè)范圍的擴(kuò)展,隨基坑施工進(jìn)度不斷推進(jìn);
(11)基坑側(cè)壁回填土完工,監(jiān)測(cè)工作結(jié)束。
(四)異常情況下的監(jiān)測(cè)措施
當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí),應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè),提高監(jiān)測(cè)頻率,并及時(shí)向委托方及相關(guān)單位報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果:
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)連續(xù)3天超過報(bào)警值的一半;
3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化量較大或者速率加快;
4、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;
5、支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂;
6、周邊地面出現(xiàn)突然較大沉降或嚴(yán)重開裂;
7、基坑底部、坡體或支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)管涌、滲漏或流砂等現(xiàn)象;
8、基坑工程發(fā)生事故后重新組織施工;
9、出現(xiàn)其他影響基坑及周邊環(huán)境安全的異常情況;
10、當(dāng)有危險(xiǎn)事故征兆時(shí),應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)。
(四)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及信息反饋
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)檢查無誤后送入微機(jī),經(jīng)過專用軟件處理,自動(dòng)生成報(bào)表。監(jiān)測(cè)成果當(dāng)天提交給業(yè)主、監(jiān)理、施工單位及其它有關(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)人審核無誤后當(dāng)天提交。如果監(jiān)測(cè)結(jié)果超過設(shè)計(jì)的警戒值應(yīng)立即向建設(shè)方、總包方、監(jiān)理方發(fā)出警報(bào),提請(qǐng)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。
參考文獻(xiàn):
[1]吳志連 淺談對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè) 科技信息 2010(22)
中圖分類號(hào):TV551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
在施工過程中,通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析,了解產(chǎn)品倉(cāng)基坑的穩(wěn)定狀況,定量評(píng)價(jià)其在施工過程中的時(shí)空效應(yīng)及安全狀況,是檢驗(yàn)理論預(yù)測(cè)的正確性、設(shè)計(jì)的可靠性和發(fā)展新的設(shè)計(jì)理論的重要手段,又是及時(shí)指導(dǎo)施工、避免工程事故發(fā)生的必要措施,同時(shí)還可以作為構(gòu)筑物長(zhǎng)期安全運(yùn)營(yíng)的重要保障。
1工程概況與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)主要內(nèi)容
儲(chǔ)煤槽倉(cāng)是一個(gè)條形槽倉(cāng),由地下返煤暗道和四個(gè)落煤筒構(gòu)成,其斷面呈“V”字形。槽倉(cāng)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為1 316.0 m,地道底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為1 290.5 m,總深度為25.5 m。從產(chǎn)品倉(cāng)周圍地形來看,其南側(cè)地面標(biāo)高介于1 311.0 m~1 317.0 m,北側(cè)地面標(biāo)高介于1 308.0 m~1309.0 m。因此,相對(duì)自然地面,產(chǎn)品倉(cāng)南側(cè)填方高度為0 m~5 m,挖深為20.5 m~26.5 m;產(chǎn)品倉(cāng)北側(cè)填方高度為7 m~8 m,挖深為17.5 m~18.5 m。
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容包括:地表及墻體變形監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)基坑開挖過程中基坑周邊、垂直于軸線方向位置地表、基坑土釘墻和加筋土墻體的變形;土釘及土釘墻體受力監(jiān)測(cè),包括土釘抗拔力,土釘內(nèi)力、土釘總荷載,土釘墻面結(jié)構(gòu)后土壓力監(jiān)測(cè);加筋及加筋土墻體受力監(jiān)測(cè),包括加筋材料受力監(jiān)測(cè),加筋土墻面結(jié)構(gòu)后土壓力監(jiān)測(cè);
2基坑地表及墻體變形監(jiān)測(cè)
2.1地表沉降變形監(jiān)測(cè)
基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置,采用DS05精密水準(zhǔn)儀,按三等變形測(cè)量等級(jí)要求的方法,在產(chǎn)品倉(cāng)場(chǎng)地附近200 m外設(shè)置4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)量基點(diǎn)埋設(shè)采用混凝土澆筑;地表沉降觀測(cè)點(diǎn)布置及觀測(cè)要求測(cè)點(diǎn)斷面及測(cè)點(diǎn)布置按施工圖實(shí)施。觀測(cè)點(diǎn)布置在基坑邊外1 m,每測(cè)點(diǎn)間距為25 m。變形量測(cè)工作在基坑每層開挖完成后立即測(cè)量;停止開挖期間每天測(cè)量1次;觀測(cè)持續(xù)時(shí)間。
至加筋土開始施工時(shí)停止觀測(cè)。
2.2土釘(錨桿)位移監(jiān)測(cè)
首先,土釘水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置,水平位移的監(jiān)測(cè)網(wǎng)采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),并進(jìn)行一次布網(wǎng),控制點(diǎn)采用有強(qiáng)制歸心裝置的觀測(cè)墩,照準(zhǔn)標(biāo)志采用強(qiáng)制對(duì)中裝置的標(biāo)牌,可以與地表沉降基準(zhǔn)點(diǎn)同點(diǎn)同號(hào),主要技術(shù)要求按測(cè)量規(guī)范三等水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)的要求進(jìn)行;其次,土釘位移監(jiān)測(cè)儀器與設(shè)備,采用2″以上級(jí)全站儀,采用極坐標(biāo)法測(cè)定;觀測(cè)點(diǎn)布置,觀測(cè)點(diǎn)材料采用∮12圓鋼,端部露出混凝土面層5 cm。測(cè)點(diǎn)斷面布置按施工圖設(shè)計(jì)實(shí)施,位移觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置于土釘頭部位,每隔一層布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn);觀測(cè)要求,每層開挖完成后立即測(cè)量;停止開挖期間每天測(cè)量1次。觀測(cè)持續(xù)時(shí)間,至產(chǎn)品倉(cāng)交工時(shí)停止觀測(cè)。
2.3加筋土位移監(jiān)測(cè)
加筋土墻面位移監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)規(guī)格和土釘位移觀測(cè)點(diǎn)相同;加筋土墻面變形監(jiān)測(cè)儀器與設(shè)備,采用2″以上級(jí)全站儀,采用極坐標(biāo)法測(cè)定;觀測(cè)點(diǎn)布置,測(cè)點(diǎn)斷面布置按施工圖設(shè)計(jì)實(shí)施,位移觀測(cè)點(diǎn)豎向每隔2 m布置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn);觀測(cè)要求,加筋土施工期間每天測(cè)量1次,加筋土施工完成后每3 d測(cè)量1次;觀測(cè)持續(xù)時(shí)間,至產(chǎn)品倉(cāng)交工時(shí)停止觀測(cè)。
3土釘及土加筋監(jiān)測(cè)
3.1土釘抗拔力測(cè)試
土釘抗拔力測(cè)試實(shí)施細(xì)則:測(cè)試位置:南側(cè)邊坡⑧—⑧測(cè)試斷面;從第6層起布置5個(gè)抗拔試驗(yàn)土釘,分別為第6層土釘、第8層土釘、第11層土釘、第13層土釘、第15層土釘;長(zhǎng)度分別為15 m,15 m,20 m,20 m,20 m,共試驗(yàn)5根土釘。試驗(yàn)土釘要求在孔口附近有不小于1 m的非粘結(jié)段。土釘承載力測(cè)試系統(tǒng)由液壓源、專用測(cè)力計(jì)、反力裝置和特制位移計(jì)等組成。土釘施工完成后,砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上方可進(jìn)行試驗(yàn)。土釘抗拔力試驗(yàn)按規(guī)程實(shí)施。依據(jù)采集數(shù)據(jù),獲得不同深度的土釘?shù)目拱纬休d力,綜合分析邊坡的穩(wěn)定和安全,提交書面報(bào)告。最后,應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)得出的極限荷載,可算出界面粘結(jié)強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值。這一試驗(yàn)平均值應(yīng)大于設(shè)計(jì)計(jì)算所用標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍,否則應(yīng)進(jìn)行反饋修改設(shè)計(jì)。資料整理:及時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理,提交抗拔試驗(yàn)曲線及抗拔極限承載力。
3.2土釘內(nèi)力及總荷載監(jiān)測(cè)
設(shè)計(jì)采用自制土釘應(yīng)力、應(yīng)變和荷載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施土釘受力的監(jiān)測(cè)監(jiān)控。主要測(cè)試土釘全長(zhǎng)應(yīng)力、應(yīng)變,以及土釘總荷載。從土釘墻施工起,每天測(cè)量1次土釘?shù)氖芰Γ练介_挖全部完成后測(cè)量間隔時(shí)間應(yīng)設(shè)置為3 d,直至產(chǎn)品倉(cāng)投產(chǎn)后1年停止監(jiān)測(cè)。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警范圍,或遇到特殊情況,如暴雨等惡劣天氣以及其他意外工程事件,適當(dāng)加密觀測(cè),直至24 h不間斷的跟蹤監(jiān)測(cè)。
3.3土釘墻后土壓力監(jiān)測(cè)
采用高精度土壓力傳感器、自動(dòng)監(jiān)測(cè)單元等構(gòu)成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)土釘墻后土壓力。從土釘墻施工起,每天測(cè)量1次土釘墻后的土壓力,土方開挖全部完成后測(cè)量間隔時(shí)間設(shè)置為3 d,直至產(chǎn)品倉(cāng)投產(chǎn)后1年停止監(jiān)測(cè)。
3.4加筋材料受力監(jiān)測(cè)
加筋材料受力監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)斷面布置位于基坑四個(gè)邊的中間,和土釘內(nèi)力測(cè)試斷面位于同一斷面,在土釘墻的上部。加筋土施工期間每天測(cè)量1次,加筋土施工完成后每3 d測(cè)量1次,直至產(chǎn)品倉(cāng)投產(chǎn)后1年停止監(jiān)測(cè)。
3.5加筋土墻墻后土壓力監(jiān)測(cè)
采用高精度土壓力傳感器、自動(dòng)監(jiān)測(cè)單元等構(gòu)成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)加筋土墻后土壓力。在加筋帶內(nèi)力測(cè)點(diǎn)附近的墻后埋設(shè)高精度土壓力傳感器;4個(gè)斷面共布置33個(gè)土壓力測(cè)點(diǎn)。從加筋土墻施工起,每天測(cè)量1次墻后土壓力,加筋土施工全部完成后測(cè)量間隔時(shí)間設(shè)置為3 d,直至產(chǎn)品倉(cāng)投產(chǎn)后1年停止監(jiān)測(cè)。
參考文獻(xiàn)
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,深基坑工程越來越多,而深基坑開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
基坑在開挖施工過程中由于受基坑土質(zhì)、開挖深度及尺寸、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題。
(二)基坑變形機(jī)理
深基坑無論是哪種形式的變形,究其原因,主要是由于基坑開挖而導(dǎo)致的基坑周圍地層移動(dòng)。基坑的開挖過程是基坑開挖面上卸載的過程,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)施工中遇到的問題。基坑工程的設(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,還必須在基坑開挖和支護(hù)施工期間開展嚴(yán)密的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。基坑工程施工及地下結(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),通過監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握基坑開挖及施工過程中支護(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)。基坑開挖時(shí)水平方向影響范圍為1.5倍開挖深度,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),在基坑陽角處、距周圍建筑物較近處等重要部位適當(dāng)加密布點(diǎn)。基坑開挖初期,可每隔2~3d觀測(cè)一次;開挖深度超過5m到基坑底部的過程中,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)。基坑開挖過程中,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)。基坑周圍地表、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。基坑支撐結(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)。基坑開挖深度(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。基坑支護(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,防止基坑開挖引起四周地下水位下降,導(dǎo)致周邊建筑物開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。可見,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始減小,變形量未再繼續(xù)發(fā)展。在土方開挖過程中,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):
中圖分類號(hào): TV551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、建筑基坑變形監(jiān)測(cè)的意義
(一)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息
基坑開挖過程中,由于各種因素的影響,基坑和周邊建筑物和設(shè)施一直處于不穩(wěn)定狀態(tài),并且其變化和變形無規(guī)律可循,這就必須靠施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來了解基坑的實(shí)時(shí)變化,為施工單位提供動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),方便施工單位安排施工方案和進(jìn)度。
(二)掌握基坑變形程度
根據(jù)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù),可以及時(shí)了解基坑及周邊建筑物和設(shè)施在施工過程中所受的影響及影響程度,發(fā)生的變形及變形程度,為施工單位提供變形系統(tǒng)資料,方便施工單位安排施工方案和進(jìn)度。
(三)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情
根據(jù)很多已發(fā)生的基坑安全事故的工程分析、統(tǒng)計(jì)可知,幾乎所有事故的發(fā)生都是由于施工單位對(duì)基坑施工過程中的監(jiān)測(cè)工作的不重視,從而造成較嚴(yán)重的工程事故,甚至造成人員傷亡事故。分析研究監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情及險(xiǎn)情的發(fā)展程度,為設(shè)計(jì)方改進(jìn)設(shè)計(jì)方案和施工方采取安全補(bǔ)救措施提供可靠依據(jù)。
二、建筑基坑變形監(jiān)測(cè)的相關(guān)方法
(一)交會(huì)法
交會(huì)法是利用兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn),構(gòu)成一個(gè)三角形,測(cè)定這個(gè)三角形的一些邊角元素,從而求得變形觀測(cè)點(diǎn)的位移變化量。這種方法適用于拱壩、曲線橋梁等非直線性建筑物位移監(jiān)測(cè),應(yīng)用于基坑水平位移監(jiān)測(cè)中,可以解決一些不規(guī)則形狀的基坑監(jiān)測(cè)問題,但是求一個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)的位移變化量至少需要架設(shè)
兩次儀器,增加了觀測(cè)次數(shù),同時(shí)增加了測(cè)量誤差,而且這種方法計(jì)算比較繁瑣。
(二)活動(dòng)標(biāo)牌法
活動(dòng)標(biāo)牌法是將活動(dòng)標(biāo)牌分別安置在各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上,觀測(cè)時(shí)使標(biāo)牌中心在視線內(nèi),觀測(cè)點(diǎn)對(duì)于基準(zhǔn)線的偏離值可以在活動(dòng)標(biāo)牌的讀數(shù)尺上直接測(cè)定。這種方法不需要計(jì)算,在現(xiàn)場(chǎng)可以直接得出變形結(jié)果,但是它不僅有測(cè)小角法的缺點(diǎn),而且對(duì)活動(dòng)標(biāo)牌上的讀數(shù)尺有很高的要求,成本較高。
(三)全站儀
全站儀法就是利用高精度的全站儀,架設(shè)在一個(gè)固定測(cè)站點(diǎn)上,選擇另一固定點(diǎn)作為后視點(diǎn),分別測(cè)定各變形觀測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo),然后將每次測(cè)量的結(jié)果與首次測(cè)量的結(jié)果相比較,可得出水平位移變化值。這種方法觀測(cè)和計(jì)算都比較簡(jiǎn)便,且克服了測(cè)小角法的不足之處,應(yīng)該是最好的一種方法,但是由于目前高精度全站儀的價(jià)格很貴,限制了這種方法的普及,同時(shí)由于目前最好的高精度全站儀測(cè)距精度為(1+1)ppm,所以,還不能滿足一些深基坑水平位移監(jiān)測(cè)的需求。
(四)測(cè)小角法
測(cè)小角法是在基坑一定距離以外建立基準(zhǔn)點(diǎn),選定一條基線,水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)盡量在基準(zhǔn)線上,然后在一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)上架設(shè)精密經(jīng)緯儀精確測(cè)定基線與測(cè)站點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)的視線之間微小角度變化,通過公式來計(jì)算水平位移的變化。這種方法觀測(cè)和計(jì)算都比較簡(jiǎn)便,但是需要場(chǎng)地較為開闊,基準(zhǔn)點(diǎn)離基坑要有一定的距離,避免基坑的變形對(duì)基準(zhǔn)線有影響;同時(shí)要求基坑的形狀比較規(guī)則,否則將大大增加測(cè)站點(diǎn)的個(gè)數(shù),增加了觀測(cè)成本。
三、建筑基坑變形監(jiān)測(cè)的實(shí)施
(一)基坑變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
1、監(jiān)測(cè)工程基坑圍護(hù)基本構(gòu)造中水平位移情況
通常我們可以選擇測(cè)小角法進(jìn)行觀測(cè),具體就是基坑角度按照距離為1/5 000的精度進(jìn)行觀測(cè)測(cè)量一測(cè)回,其實(shí)就是使用精度較高的精密經(jīng)緯裝置儀器或者全站儀進(jìn)行基坑基準(zhǔn)線與置鏡點(diǎn)距離基坑觀測(cè)點(diǎn)視線中間夾的角度Ai(參照下圖所示),之后按照以下公式進(jìn)行偏移值(li)的計(jì)算:
li =Ai.Si/Q(其中,Si為基坑變形的A端點(diǎn)到基坑變形情況觀測(cè)點(diǎn)Pi的距離,參數(shù)Q為206 265)
圖 小角法觀測(cè)基坑水平位移
2、監(jiān)測(cè)基坑變形沉降大小
需要按照二級(jí)變形對(duì)一定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的基坑沉降大小和所施工的建筑工程周邊設(shè)施沉降大小進(jìn)行測(cè)量。
3、測(cè)量建筑工程地下水位情況
按照簡(jiǎn)單常規(guī)的方法,通常我們都是依據(jù)四等水準(zhǔn),在基坑附近事先安排一定數(shù)量的地下水位情況測(cè)量井,之后選擇購(gòu)置水準(zhǔn)儀實(shí)現(xiàn)建筑工程地下水位觀測(cè)。
4、監(jiān)測(cè)測(cè)斜即樁身水平位移情況
通常監(jiān)測(cè)建筑工程基坑變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移情況是通過深層水平位移監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)支護(hù)樁以及建筑土體的變形情況。如果測(cè)量顯示無外負(fù)荷情況下支護(hù)結(jié)構(gòu)還發(fā)生了急劇增大的位移變動(dòng)就證明此刻建筑工程的土體已經(jīng)或即將受到輕微破壞。具體我們可以選擇測(cè)斜甚至采取在建筑基坑樁身不一樣標(biāo)高的位置安置監(jiān)測(cè)位移情況的目測(cè)監(jiān)視點(diǎn),但要注意這個(gè)監(jiān)測(cè)要同時(shí)伴隨著建筑施建基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上部頂端的冠梁位移情況監(jiān)測(cè)。
5、監(jiān)測(cè)建筑工程支撐軸力情況
為了進(jìn)行建筑工程支撐軸力情況監(jiān)測(cè),我們可以把受環(huán)境影響小、抗干擾性能強(qiáng)、使用年限較長(zhǎng)的鋼弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)利用工具焊接在鋼支撐梁的上面,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的頻率儀監(jiān)測(cè)鋼筋應(yīng)力計(jì)頻率變化情況監(jiān)測(cè),然后通過計(jì)算換算成可以
直接使用的鋼筋應(yīng)力數(shù)據(jù)。
6、監(jiān)測(cè)建筑工程錨桿應(yīng)力情況
由于有被測(cè)載荷施用于錨索測(cè)力計(jì)上,將引起彈性圓筒的變形并傳遞給振弦,轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化,從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振鋼弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率,頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至JTM-V10B型振弦式度數(shù)儀上,即可測(cè)讀出頻率值,從而計(jì)算出作用在錨索測(cè)力計(jì)的載荷值。
(二)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置及儀器的埋設(shè)
監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置范圍為基坑降水及土體開挖的影響區(qū)域,其基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)要求為略大于兩倍的基坑深度,且布設(shè)合理才能經(jīng)濟(jì)有效。在確定測(cè)點(diǎn)布設(shè)前,必須知道基坑位置的地質(zhì)情況和基坑的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案,再根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和理論的預(yù)測(cè)來考慮測(cè)點(diǎn)的布設(shè)范圍和密度。
原則上,能預(yù)埋的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在工程開工前埋設(shè)完成,并保證有一定的穩(wěn)定期,在工程正式開工前,各項(xiàng)靜態(tài)的初始值應(yīng)測(cè)取完畢。水平、垂直位移的觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)直接安裝在被監(jiān)測(cè)的建構(gòu)筑物上。
測(cè)斜管(測(cè)地下土體、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移)的安裝,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況,埋設(shè)在那些比較容易引起塌方的部位(基坑周邊的中部、陽角處),一般沿平行于圍護(hù)結(jié)構(gòu)方向按 20~30m的間距布設(shè);圍護(hù)樁體測(cè)斜管的安裝一般應(yīng)在圍護(hù)樁澆灌時(shí)放入;而地下土體測(cè)斜管的埋設(shè)分以下四步驟進(jìn)行:
1、在預(yù)定的測(cè)斜管埋設(shè)位置鉆孔
根據(jù)基坑的開挖總深度,確定測(cè)斜管孔深,即假定基底標(biāo)高以下某一位置處支護(hù)結(jié)構(gòu)后的土體側(cè)向位移為零,并以此作為側(cè)向位移的基準(zhǔn)。
2、將測(cè)斜管底部裝上底蓋,逐節(jié)組裝,并放大鉆孔內(nèi)
安裝測(cè)斜管時(shí),隨時(shí)檢查其內(nèi)部的一對(duì)導(dǎo)槽,使其始終分別與坑壁走向垂直或平行。管內(nèi)注入清水,沉管到孔底時(shí),即向測(cè)斜管與孔壁之間的空隙內(nèi)由下而上逐段用砂填實(shí),固定測(cè)斜管。
3、測(cè)斜管固定完畢后,用清水將測(cè)斜管內(nèi)沖洗干凈,將探頭模型放入測(cè)斜管內(nèi),沿導(dǎo)槽上下滑行一遍,以檢查導(dǎo)槽是否暢通無阻,滾輪是否有滑出導(dǎo)槽的
現(xiàn)象。由于測(cè)斜儀的探頭十分昂貴,在未確認(rèn)測(cè)斜管導(dǎo)槽暢通時(shí),不允許放入探頭。
4、測(cè)量測(cè)斜管管口坐標(biāo)及高程,做出醒目標(biāo)志,以利保護(hù)管口。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量前務(wù)必按孔位布置圖編制完整的鉆孔列表,以與測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)。
(三)提高監(jiān)測(cè)精度的要點(diǎn)及應(yīng)急監(jiān)測(cè)的措施
1、監(jiān)測(cè)精度及所采取的技術(shù)措施
沉降觀測(cè)及水位觀測(cè)采用DINI12電子水準(zhǔn)儀,水平位移觀測(cè)采用2秒級(jí)全站儀。監(jiān)測(cè)精度要求如下:
水平位移和沉降觀測(cè)監(jiān)測(cè)精度按《建筑變形測(cè)量規(guī)程》(JGJ 8-2007)二級(jí)變形測(cè)量等級(jí)要求執(zhí)行,其精度要求為:
(1)沉降觀測(cè)
①水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站觀測(cè)高差中誤差M0=±0.5mm。
②水準(zhǔn)閉合路線,閉合差fw=±1.0(n為測(cè)站數(shù))。
(2)水平位移觀測(cè)
①水平位移觀測(cè)觀測(cè)坐標(biāo)中誤差為±3.0 mm。
②測(cè)角中誤差為±2.0"。
③距離量測(cè)精度為1/5000。
2、技術(shù)措施
(1)為了確保各項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的精度,投產(chǎn)的儀器必須按規(guī)定內(nèi)容檢查標(biāo)定其主要技術(shù)指標(biāo),儀器檢查合格后方能使用,并做記錄歸檔。遇特殊情況(如受震、受損)隨時(shí)檢查、標(biāo)定。不合格儀器堅(jiān)決不能投入使用。
(2)水準(zhǔn)測(cè)量采用閉合環(huán)或往返閉合觀測(cè)方法。
(3)觀測(cè)數(shù)據(jù)不能隨意涂改。
(4)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目變形量或測(cè)量值接近報(bào)警值時(shí),及時(shí)報(bào)警,并提醒業(yè)主及有關(guān)單位注意。
3、基坑變形應(yīng)急監(jiān)測(cè)辦法
(1)夏天
由于夏天雨水較多,這就要求我們?cè)谑┕み^程中加強(qiáng)對(duì)建筑工程圍護(hù)安全問題的定時(shí)考察與監(jiān)測(cè),甚至可以選擇在建筑工程的土方上面挖取設(shè)立一些坡面邊坡監(jiān)測(cè)位移的觀測(cè)點(diǎn)。
(2)工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏問題
對(duì)于建筑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏的問題,我們可以通過提高監(jiān)測(cè)工程坑外地下水位的同時(shí),還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程滲漏處理后圍護(hù)部位的安全審查與監(jiān)測(cè)。
(3)工程施建處地面開裂
由于工程強(qiáng)度以及地變干裂等原因引起的開裂問題,我們可以定期檢測(cè)裂縫部位沉降程度,以及加強(qiáng)對(duì)地表開裂后裂縫周邊處理后圍護(hù)位置的安全監(jiān)察與監(jiān)測(cè)。
參考文獻(xiàn)
1.基坑介紹
某4棟高層建筑,附有二屋地下室及人防工程,基坑周邊有眾多房屋,基坑邊緣離最近三間房屋距離分別為: 1.8m,樓4.2m,4m。基坑周圍還有不少城市建設(shè)設(shè)施如電纜、水管等。
2.監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)
建立監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的同時(shí)兼顧了施工放樣的需要。
2.1平面監(jiān)測(cè)網(wǎng)
由于建筑區(qū)內(nèi)周邊房屋密集,通視困難,因此采用了導(dǎo)線布網(wǎng)。受場(chǎng)地限制,在不受基坑變形影響的安全范圍內(nèi)布設(shè)的控制點(diǎn)(基準(zhǔn)點(diǎn))看不見基坑,看得見基坑的控制點(diǎn)(工作點(diǎn))不在安全范圍。考慮到工作點(diǎn)容易變形或受到破壞,常需恢復(fù)或重新測(cè)定工作點(diǎn),因此,在初次布設(shè)控制點(diǎn)時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)與工作點(diǎn)全部按四等一次布網(wǎng)共15個(gè)點(diǎn),邊長(zhǎng)23~249m,導(dǎo)線網(wǎng)總長(zhǎng)2.0391m。以1點(diǎn)坐標(biāo)與1個(gè)方位角起算,平差計(jì)算后,最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差±2.5m,測(cè)角中誤差±1.7’,邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差1/44000~1/200000。
2.2高程監(jiān)測(cè)網(wǎng)
按一等水準(zhǔn)布設(shè)基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)7個(gè)(其中2個(gè)結(jié)點(diǎn),1個(gè)起始點(diǎn)),閉合水準(zhǔn)線路總長(zhǎng)1.3 lm,精度評(píng)定為每公里水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差±0.5m, 每公里水準(zhǔn)測(cè)量全中誤差±0.3m。
2.3監(jiān)測(cè)點(diǎn)
在基坑周邊土體、基坑周邊建筑物、支護(hù)樁上,布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)類型分別有沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、土體監(jiān)測(cè)點(diǎn)、支護(hù)樁監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
3.變形測(cè)量
3.1平面變形測(cè)量
由于場(chǎng)地狹小,通視困難,其他觀測(cè)方法不好采用,基坑支護(hù)樁監(jiān)測(cè)點(diǎn)、土體監(jiān)測(cè)點(diǎn)、房屋的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均按照極坐標(biāo)法測(cè)量,觀測(cè)時(shí)水平角按照四等導(dǎo)線觀測(cè)要求,邊長(zhǎng)單向正倒鏡共6次讀數(shù)后取用平均值,加入紅外儀的相關(guān)改正計(jì)算。
3.2高程變形測(cè)量
沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照二等水準(zhǔn)要求測(cè)量,幾次測(cè)量結(jié)果的每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中誤差均小于±
1.3m,平差計(jì)算后的各點(diǎn)高差中誤差均在±O.2m內(nèi)。
4.測(cè)量結(jié)果的檢校
4.1平面基準(zhǔn)網(wǎng)
由于場(chǎng)地狹小,作為工作點(diǎn)使用的基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)先后受到施工影響產(chǎn)生位移或被破壞。監(jiān)測(cè)過程中,先后幾次重新補(bǔ)點(diǎn)恢復(fù)。恢復(fù)時(shí)仍然以四等平面要求測(cè)量,起始數(shù)據(jù)采用基準(zhǔn)網(wǎng)的點(diǎn)。幾次恢復(fù)工作點(diǎn)后平差計(jì)算結(jié)果的最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差均小于±1.5mm,最大測(cè)角中誤差±2.3”,最大坐標(biāo)閉合差均小于2mm,邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差l/48000~1/136000。
4.2平面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)
對(duì)以極坐標(biāo)法測(cè)量的基坑支護(hù)樁監(jiān)測(cè)點(diǎn),仍按四等平面要求,將全站儀架在以極坐標(biāo)法測(cè)定過的支護(hù)樁監(jiān)測(cè)點(diǎn)上,后視測(cè)定過的支護(hù)樁監(jiān)測(cè)點(diǎn),測(cè)量基坑對(duì)面的支護(hù)樁監(jiān)測(cè)點(diǎn),檢查基坑支護(hù)樁兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的直接距離。檢查結(jié)果為檢測(cè)點(diǎn)間平均距離為70m,直接量取的邊長(zhǎng)與在四等基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)上測(cè)得的坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)比較,較差最大為1.6mm;直接測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間水平角與坐標(biāo)反算水平角的最大夾角較差為7’’。
4.3高程基準(zhǔn)網(wǎng)
以二等水準(zhǔn)測(cè)量各高程監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí),聯(lián)測(cè)了3個(gè)一等高程基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn),以2個(gè)點(diǎn)作起算,平差計(jì)算后,剩余的一個(gè)一等高程基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的平差數(shù)據(jù),與已知的一等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較差O.1 mm。
5.監(jiān)測(cè)結(jié)果與作用
5.1支護(hù)樁
當(dāng)支護(hù)樁水平位移達(dá)到報(bào)警值時(shí),減少了報(bào)警地段的監(jiān)測(cè)間隔時(shí)間,設(shè)計(jì)施工上采取了硬化地面、減少地面滲水、加強(qiáng)地下水的排放、清除該地段上堆放的材料以減輕載荷、加設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿等措施。加設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿后,將水平位移的極限值控制在60mm內(nèi)。采取了上述措施后,當(dāng)基坑開挖到坑底時(shí),支護(hù)樁水平位移累計(jì)值最大達(dá)到59mm后,不再繼續(xù)位移而趨于穩(wěn)定,基坑施工繼續(xù)進(jìn)行。
5.2周邊土體
隨著基坑的逐步挖深,采取放坡土釘掛網(wǎng)噴砼支護(hù)方法的土體向基坑內(nèi)發(fā)生緩慢位移。在基坑挖深到設(shè)計(jì)深度的2/5時(shí),位移5mm。因該地段需建施工用房與堆放施工材料會(huì)增加該地段載荷,建施工用房前挖走了該地段高約2.5m的土方,減少了該地段的載荷。載荷減少后,該地段土體的位移趨于平穩(wěn),直到基坑施工結(jié)束,新發(fā)生的土移累計(jì)不到3mm。
5.3周邊地下設(shè)施
由于基坑周邊地下設(shè)施覆蓋在混凝土下,開挖工作量與開挖難度大,特別是地下電纜的開挖難度大,因而不容易對(duì)地下設(shè)施進(jìn)行直接監(jiān)測(cè),而采取了對(duì)其地段的土體進(jìn)行監(jiān)測(cè),通過該地方土體變化間接判定地下設(shè)施的沉降與位移狀況,當(dāng)其地段的土體沉降或位移達(dá)到報(bào)警值時(shí),再進(jìn)行有目標(biāo)的開挖出地下設(shè)施后,對(duì)地下設(shè)施進(jìn)行直接的沉降與位移監(jiān)測(cè)。
實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果為大多地段的土移未達(dá)報(bào)警值,少數(shù)地段的土移快達(dá)到報(bào)警臨界值時(shí)趨于平穩(wěn),未進(jìn)行地下設(shè)施的開挖工作,因而未在施工過程中因地下設(shè)施位移和沉降而增加其他的設(shè)計(jì)施工措施。到基坑施工結(jié)束,土體內(nèi)埋設(shè)的地下水管、地下煤氣管、地下電纜等地下設(shè)施均處于安全狀態(tài),所有地下設(shè)施運(yùn)行正常。
5.4建筑物的位移與沉降的關(guān)聯(lián)
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,隨之而來的深基坑工程越來越多,其開挖深度也越來越深。由于深基坑工程施工期(自基坑開挖至基坑回填)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)定性帶來不利的影響,消除安全隱患,在基坑開挖過程中,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),以確保基坑安全。變形監(jiān)測(cè)應(yīng)貫穿基坑施工整個(gè)過程,既從基坑開挖起,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。基坑周邊地面沉降:監(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)基坑開挖前觀測(cè)一次,獲取原始數(shù)據(jù)。
(2)開挖第一層后每天觀測(cè)一次,直至土方開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(3)開挖到位后,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)
[1]上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海市工程建設(shè)規(guī)范-基坑工程施工監(jiān)測(cè)規(guī)范[R].2006:1~45.
[2]林宗元,巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005:668-717.
[3]建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院,中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].北京:中華人民共和國(guó)建設(shè)部,2008:12~50.
中圖分類號(hào): TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0 前言
深基坑變形監(jiān)測(cè),就是運(yùn)用各種方法對(duì)深基坑變形及周邊環(huán)境變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),同時(shí)根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案,以確保工程安全、保證施工質(zhì)量。其任務(wù)是確定在各種荷載和外力作用下,變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。在精密工程測(cè)量中,最具代表性的變形體有深基坑、大壩、橋梁、高層建筑物、邊坡、隧道和地鐵等。變形監(jiān)測(cè)的首要目的是要掌握變形體的實(shí)際性狀,科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)變形體的變形狀況,對(duì)工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)管理極為重要。變形監(jiān)測(cè)涉及工程測(cè)量、工程地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)力學(xué)、地球物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科的知識(shí),它是一項(xiàng)跨學(xué)科的研究,并正向邊緣學(xué)科的方向發(fā)展。這里主要通過某工程深基坑的實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析和研究。
一、變形監(jiān)測(cè)的目的
隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,大中城市市區(qū)的地價(jià)日趨昂貴。向空中求發(fā)展、向地下深層要土地便成了建筑商追求經(jīng)濟(jì)效益的常用手段,地下二、三層建筑隨處可見,大部分工程采用圍護(hù)樁加水平支撐的方式施工地下室。為了確保基坑安全及地下室結(jié)構(gòu)的順利施工,及時(shí)獲取圍護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形信息,以便掌握基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響,及時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)信息化施工,此時(shí)的變形監(jiān)測(cè)對(duì)基坑安全和指導(dǎo)施工是非常重要的。基坑變形監(jiān)測(cè)的目的:①為施工開展提供及時(shí)的反饋信息;②作為設(shè)計(jì)和施工的重要補(bǔ)充手段;③作為施工開挖方案修改的依據(jù);④積累經(jīng)驗(yàn)以提高基坑工程設(shè)計(jì)和施工水平。
二、深基坑監(jiān)測(cè)的基本要求
(1)監(jiān)測(cè)工作必須是系統(tǒng)的有計(jì)劃的,應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行,這類技術(shù)文件應(yīng)包括監(jiān)測(cè)方法,使用的儀器,監(jiān)測(cè)精度,觀測(cè)周期等對(duì)于測(cè)點(diǎn)的布置,應(yīng)滿足規(guī)范的要求,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件而定。
(2)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須是可靠的。數(shù)據(jù)的精確性由監(jiān)測(cè)儀器的精度、可靠性以及觀測(cè)人員的素質(zhì)來保證。在監(jiān)測(cè)中要遵循“五定”原則。所謂五定指基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)物上的觀測(cè)點(diǎn),點(diǎn)位要穩(wěn)定;所用儀器,設(shè)備要穩(wěn)定;觀測(cè)人員要穩(wěn)定;觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致;觀測(cè)路線程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測(cè)誤差的不定性,使所測(cè)的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性,保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致,使所監(jiān)測(cè)的變形更真實(shí)。
三、深基坑變形監(jiān)測(cè)精度提升措施
要想提升深基坑變形監(jiān)測(cè)的精度,可以從多個(gè)角度入手,而每一個(gè)角度又
有很多方法可供選擇,這里以水平位移監(jiān)測(cè)為例進(jìn)行探討:
針對(duì)基坑形狀不規(guī)則的情況,要先于合適的位置選在固定的定向點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn),不需要對(duì)所布設(shè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否處于這條直線上進(jìn)行考慮。不過需要注意的是,盡量的使水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在基坑邊界線和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)至固定觀測(cè)點(diǎn)連線間的夾角盡量變小,針對(duì)具有比較大角度的水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),如果測(cè)距工具的精度并不是很理想,則我們可以通過適當(dāng)增加固定觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量來提升精度。此外,我們要對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在基坑邊界線和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)到固定觀測(cè)點(diǎn)連線之間夾角以及水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)到固定觀測(cè)點(diǎn)的水平距離進(jìn)行監(jiān)測(cè),并將其當(dāng)做對(duì)水平位移變化量進(jìn)行計(jì)算的元素。
基坑水平位移監(jiān)測(cè)的過程中,我們要于固定測(cè)站點(diǎn)之上架設(shè)高精度經(jīng)緯儀,然后依照準(zhǔn)定向點(diǎn)對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平角進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量過程中可以將首次作為初值,然后對(duì)測(cè)量角度和初值的差值進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際工作中,使用這一方法是完全可行的,不僅比較簡(jiǎn)單,而且非常方便,也能夠符合我們精度的要求。不過即便如此,我們還要注意一下兩個(gè)小的細(xì)節(jié),這有利于進(jìn)一步提升監(jiān)測(cè)精度。
首先,角度等于0的時(shí)候,如果缺少了距離方面的考慮,那么依照上文的方法進(jìn)行計(jì)算所得出的水平位移變化量相對(duì)于實(shí)際變化量是要大一些的,這種情況雖然可以對(duì)基坑安全性進(jìn)行提升,但導(dǎo)致了納偽誤差,因此要結(jié)合具體的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行具體的分析。
其次,對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)的時(shí)候,盡量使水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)至固定觀測(cè)點(diǎn)連線和其所在基坑邊界線間夾角小于60°。如果不能夠滿足這一要求,而且測(cè)距工具的精度也并不是很理想,則可以增加固定觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量來解決這一問題。
四、某工程深基坑的實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
1、基坑監(jiān)測(cè)方法確定
某基坑工程距周邊建筑物建筑較多,基坑的施工難為會(huì)對(duì)周圍的建筑產(chǎn)生影響,所以在基坑監(jiān)測(cè)的過程中需要考慮基坑引起的地表、附近建筑物的變形等情況,在保證基坑施工安全的基礎(chǔ)上,還要確保周圍建筑物和地表地下管線等的正常使用,以及交通的正常。
基坑的檢測(cè)主要是利用全站儀、測(cè)斜管、測(cè)斜儀、軸力計(jì)、水位管、水位儀、水準(zhǔn)儀、鋼筋應(yīng)力計(jì)等分別對(duì)土體側(cè)向變形、支撐軸力、建筑物沉降和傾斜、擋土維護(hù)墻、樁頂水平位移、擋土墻變形、地下水位、地表和地下管線沉降等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并且做好詳細(xì)的拍照、記錄和錄像等工作,設(shè)置合理的位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)得到初始數(shù)據(jù)。
2、基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
基坑開挖采用分區(qū)分層的方式進(jìn)行開挖,分區(qū)三分區(qū)四和分區(qū)五沿基坑縱向的長(zhǎng)度分別為18m、12m和18m。
從圖1中可以看出:
(1)C005和C006的位移較小,而C014的位移較大,這是由于C005和C006位于墻角處,而C014位于基坑中部,這說明墻角處可以有效的抵抗荷載;
(2)地連墻不同點(diǎn)的位移存在一個(gè)從墻邊到基坑中部中間增大的過程,并且在基坑中部達(dá)到最大。
圖1地連墻的位移情況
圖2不同分區(qū)中地連墻的位移情況
從圖2中可以看出:
(1)分區(qū)四的位移明顯小于分區(qū)三和分區(qū)五,這是因?yàn)榉謪^(qū)四的長(zhǎng)度較小,這說明長(zhǎng)度較小的情況下位移較小,而隨著長(zhǎng)度的增加地連墻的位移也在不斷增加;
(2)由于地連墻的位移隨著區(qū)段長(zhǎng)度的增加而增加,而分區(qū)長(zhǎng)度的和為總長(zhǎng)度,這說明對(duì)基坑進(jìn)行有效的分區(qū)可以減小地連墻的位移30mm左右,也與有限元分析結(jié)果37.6mm較為接近。
3、基坑變形控制措施
根據(jù)筆者多年現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)以及本文的深入分析,總結(jié)基坑變形的控制要點(diǎn)主要有以下三點(diǎn):
(1)增加支撐結(jié)構(gòu)的剛度可以有效地減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移,但是對(duì)于支撐剛度增加的幅度必須嚴(yán)格的控制;
(2)增加支撐結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力可以有效地減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移,同樣預(yù)應(yīng)力的增加不能過大,因?yàn)樵黾宇A(yù)應(yīng)力會(huì)造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力和土壓力的增加;