時間:2022-09-20 07:57:47
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關(guān)鍵詞:沉管灌注樁;深基坑;變形觀測;監(jiān)測點
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,二層以上為標準層,層高均為3.10m,外地坪標高為-0.000m,天面標高為97.5m,建筑物頂部標高為110.50m。
1.1周圍環(huán)境
場地地勢平坦,地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單,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)測對象。
1.2工程地質(zhì)
根據(jù)工程勘察報告,場地自上而下土層為: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,場地不具備放坡條件。設(shè)計支護結(jié)構(gòu)為靜壓沉管灌注樁(φ600@1000mm),混凝土強度為C25,樁頂一道冠梁,樁長約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變形觀測方案
根據(jù)監(jiān)測的設(shè)計要求及本工程實際情況,變形觀測點布置(如下圖1)
2.1基準點布置
根據(jù)《建筑變形測量規(guī)程》和《城市測量規(guī)范》的要求:設(shè)3個穩(wěn)固可靠的點作為基準點。基準點布置在大于3倍基坑以外平坦位置。固定基準點要做到既服務(wù)于基坑變形測量,也可服務(wù)于后期的擬建工程主體變形測量。
2.2基坑觀測點布置
①支護樁樁頂沉降及位移:共布置10個點(a1~a10);②基坑側(cè)向變形觀測:共布置9個點(b1~b9),基坑開挖期間,每隔2d監(jiān)測一次,位移速率較大且呈增長趨勢時,監(jiān)測頻率加密到1次/d;③地下水位監(jiān)測:在此工程基坑開挖中,每隔3d進行一次觀測;④流砂觀測;⑤周邊環(huán)境沉降觀測:共布置12個點(c1~c12),觀測頻率7d/1次。
2.3觀測方法及工程預(yù)警值
樁頂變形、地下管道變形采用水準儀和經(jīng)緯儀觀測;基坑側(cè)向變形采用測斜儀進行觀測;基坑外水位采用電測水位儀觀測。
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:須立即報警,必要時進行處理;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)壁安全等級為一級,在基坑施工過程中,對于如下安全問
題提出處理措施。
①基坑邊地面開裂
當此種情況不嚴重時,可以加密水平支撐,對基坑底面進行局部加固;情況嚴重的要
停止挖土,趕做基礎(chǔ)墊層,或先行部分承臺、底板的澆筑。
②基坑內(nèi)漏水、冒砂
對由于基坑所在處地下水位高,而支護結(jié)構(gòu)的阻水處理有缺陷,或支護的插入深度不
足的漏水冒砂現(xiàn)象,處理的辦法是采用適當?shù)慕邓胧瑢β┧庍M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,此時還必須處理煤氣管道、電
力與電訊電纜。
③基坑支護局部破壞
產(chǎn)生這種破壞的原因較多,如發(fā)生此種現(xiàn)象時應(yīng)會同設(shè)計人員提出方案并及時采取相
應(yīng)的措施進行調(diào)整。
3.觀測結(jié)果分析
3.1樁頂累計位移、沉降量(如圖2)
從圖上看,鋼筋混凝土支護樁沉降量小,通過中間2道鋼管式結(jié)構(gòu)水平支撐,支護樁上部懸臂端的樁頂變形未超過該工程的預(yù)警值,支護樁剛度滿足設(shè)計要求。
3.2基坑側(cè)向變形
采用測斜管測量側(cè)向變形,沿基坑深度方向設(shè)測斜管。假設(shè)測斜管底部固定,測b1~b9測斜管側(cè)向變形最大值為8~30mm,與相應(yīng)樁頂變形測量結(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
水位觀測孔鉆孔深度達到隔水層,鉆孔中安裝帶濾網(wǎng)的硬塑料管。通過現(xiàn)場觀測,地下水位的變化對基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的影響不大。
3.4流砂觀測
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)計要求。
3.5周邊環(huán)境沉降結(jié)果(如下圖3)
從圖顯示對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嚴格按設(shè)計進行監(jiān)測,對敏感監(jiān)測點進行重點監(jiān)測,隨時觀測其變化,當監(jiān)測變形值接近或達到預(yù)警值時,要根據(jù)施工的具體情況,進行綜合分析,及時準確的判斷,切實可行的提出處理方法,確保基坑支護結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的安全。
參考文獻
⑴《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-2007
⑵《城市測量規(guī)范》CJJ8-99
⑶《工程測量規(guī)范》GB50026-2007
關(guān)鍵詞:沉降;位移;環(huán)境那個關(guān)系圖;變形監(jiān)測;基坑
中圖分類號:TV551.4 文獻標識碼:A 文章編號:
在開挖基坑時,因坑內(nèi)開挖卸荷,在內(nèi)外壓力差的作用下,造成圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移,從而引起圍護外側(cè)土體的變形,導(dǎo)致建筑物或基坑外土體移動與沉降。城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一項關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是基坑工程施工,但是,各種各樣的地域條件,形成了千差萬別的巖土工程材料,基坑工程所面對的正是這些經(jīng)歷多了千百萬年所形成的地質(zhì),其物理力學(xué)形狀之復(fù)雜性不言而喻。基坑工程的設(shè)計存在著許多不確定因素,工程的開展也是以有限點位巖土勘察報告獲得的土性參數(shù)為基礎(chǔ)。在施工中,常常會因為地面超載、暴雨突襲、市政管網(wǎng)漏水等偶然因素,而是工程受到影響,這些都是直接導(dǎo)致基坑工程事故頻發(fā)的重要原因。在基坑施工工程中,按照事故類別來劃分,其中施工坍塌事故和高處墜樓事故分別占全部事故的一半之多。基坑安全事故給國家和群眾帶來了巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的人員傷亡。土木工程施工中,其它環(huán)節(jié)沒有基坑施工這樣的潛在危險性,確保施工安全、徹底消除基坑工程事故是有待我們解決的問題,這就提出了對基坑工程施工過程進行變形監(jiān)控的重要性。
1、基坑工程變形監(jiān)測項目
根據(jù)不同的經(jīng)驗背景,對不同的規(guī)范、規(guī)程進行編制,這些規(guī)范、規(guī)程在實際工程的應(yīng)用中雖然發(fā)揮了一重要作用,但是,也相應(yīng)地帶來了一些影響。其具體影響表現(xiàn)在:⑴對于工程安全而言,一些強制性監(jiān)測項目并非具有決定性影響,規(guī)程、規(guī)范所規(guī)定的監(jiān)測項目不合理;⑵監(jiān)測項目繁多,業(yè)主難于承受,變形監(jiān)測成本較高。文章以河南省基坑變形建議監(jiān)測項目為例,并結(jié)合深基坑工程實踐,進行探討。根據(jù)相關(guān)文獻規(guī)定,基坑可劃分為3級,按照基坑工程結(jié)構(gòu)破壞的嚴重程度,破壞后果不嚴重時,被確定為3級,破壞后果嚴重時,為2級,而當破壞后果很嚴重時,為1級。表1為變形等級下建議的監(jiān)測項目。作為極為重要的監(jiān)測依據(jù),基坑工程環(huán)境關(guān)系圖必須準確測繪,并在基坑開挖之前進行深入的調(diào)查。基坑工程的高程和平面位置會因周邊復(fù)雜條件而受到限制,基坑工程是在一定的空間內(nèi)開展的。通過一系列的實踐,必須對基礎(chǔ)高程、市政管線的平面位置、地下步行街、道路、建筑物等深基坑工程周邊的條件進行精確測定,并且繪制出出剖面關(guān)系圖、以及平面關(guān)系圖。因錨桿長度有時達到了二十米至三十米,對于采用錨桿支護的基坑來說,如果沒有會出平面關(guān)系圖,就不能定量確定周邊構(gòu)筑物與錨
表1基坑變形監(jiān)測建議項目
桿的空間關(guān)系。沒有回執(zhí)基坑工程環(huán)境關(guān)系圖的話,會導(dǎo)致天然氣管和供水管道被挖斷等工程事故的發(fā)生,后果非常嚴重。另外,值得注意的是,市政管線埋設(shè)高程的剖面關(guān)系也是極其重要的。基坑工程環(huán)境關(guān)系剖面圖如圖1所示。
圖1 基坑工程環(huán)境關(guān)系剖面圖
在對基坑工程環(huán)境關(guān)系進行繪制時,最好能夠?qū)㈤y門位置、市政管線的走向等信息標注于環(huán)境關(guān)系圖上。基坑的開挖會導(dǎo)致環(huán)境一定程度的變形,而當該變形過大時,就會破壞市政管線。反過來,管線漏水等一系列的破壞還會改變支護結(jié)構(gòu),使支護結(jié)構(gòu)進一步變形。當發(fā)生險情時,為避免更嚴重的事故的發(fā)生,應(yīng)迅速切斷動力電纜的供電,或者關(guān)閉供水管線的閥門。因此,在基坑工程環(huán)境關(guān)系圖中,開關(guān)、閥門的位置的標注也具有十分重要的意義。當缺少坑外、坑內(nèi)水位、開挖深度、周邊超載、降雨量等施工工況及環(huán)境條件,對照條件不足時,就不能給施工決策提供有效幫助,也不能正確解釋變形原因。如果,不結(jié)合施工工況與環(huán)境條件,就無法將測量的錯誤與誤差剔除,因為測量是存在誤差的,這種誤差嚴重影響了施工進度,嚴重時,會形成錯誤的結(jié)論,造成極大經(jīng)濟損失。為了給施工決策提供科學(xué)、清晰的指導(dǎo),就需要將變形結(jié)果和施工工況繪制在圖紙上。
結(jié)合例子中河南省深基坑的實踐,周邊的水平位移和沉降是基坑安全監(jiān)測中最有意義、最可靠的變形參數(shù)。必須對基坑施工過程中沉降的發(fā)展情況進行詳細監(jiān)測,以有效防止周邊結(jié)構(gòu)物被破壞,這是由于周邊結(jié)構(gòu)物和道路的過量沉降會造成結(jié)構(gòu)物或道路的破壞。在基坑開挖之前,一般會根據(jù)當?shù)氐膮^(qū)域性經(jīng)驗和工程地質(zhì)條件,來對水平位移的警戒值進行實施制訂。若警戒值與基坑側(cè)壁水平位移相接近時,就必須對水平位移過大的原因進行認真地分析,有效防止工程事故發(fā)生,就需要迅速采取果斷措施。盡管采用經(jīng)緯儀視準線法對支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移的監(jiān)測投資較小,但是,在預(yù)防基坑坍塌事故發(fā)生方面,該方法發(fā)揮出直接指導(dǎo)的作用。
2、基坑變形監(jiān)測預(yù)警指標
在基坑工程施工開始之前,應(yīng)將預(yù)警指標在變形監(jiān)測方案中予以確定。根據(jù)工程地質(zhì)勘查報告所給出的巖性指標以及區(qū)域性經(jīng)驗和基坑設(shè)計技術(shù)參數(shù),來對變信息港監(jiān)控預(yù)警指標進行確定。累計變形值及其變化速率反映出預(yù)警值。我們可以根據(jù)河南省工程實際建立的地區(qū)經(jīng)驗,為工程提供參考。①周邊路面沉降:連續(xù)3d沉降速率不能大于2mm/d,累計沉降不能超過開挖深度的百分之五。②周邊范圍內(nèi)建筑物沉降:差異沉降不能超過1/1500,連續(xù)3d陳菊昂速率不能大于1 mm/d,累計沉降不能超過建筑物寬度的百分之一。③支護結(jié)構(gòu)水平位移:對于土釘支護體系,連續(xù)3d水平位移的速率不能大于2 mm/d,累計水平位移禁止超過開挖深度的百分之三;對于排樁錨桿支護體系,連續(xù)3d水平位移的速率不能大于5 mm/d,累計水平位移嚴禁超過開挖深度的百分之五。④因人工降低地下水位所造成的基坑外水位降低:發(fā)展速率不能超過5 mm/d,累計不能大于2000毫米。⑤自來水管道水平位移和沉降:差異沉降不能超過1/1000,發(fā)展速率不能超過3 mm/d,累計嚴禁超過20毫米。⑥天然氣管道的水平位移和沉降:差異沉降不能超過1/1500,發(fā)展速率不能超過2 mm/d,累計不能超過10毫米。
結(jié)束語
探討了基坑施工過程中變形監(jiān)測的意義,并結(jié)合區(qū)域經(jīng)驗,根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范相關(guān)條文,提出河南省基坑變形監(jiān)測建議項目。分析基坑工程周圍工程結(jié)構(gòu)物沉降、支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移、施工工況、環(huán)境條件、剖面關(guān)系圖、工程環(huán)境平面等項目的監(jiān)測意義,提出了基坑變形監(jiān)測的預(yù)警指標。
參考文獻:
[1]吳明,彭建兵,鄧亞虹,黃強兵,侯小強.改進的深基坑多層支撐溫度應(yīng)力計算方法[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2013(1).
[2]俞國兵.水岸清華高層住宅一期工程基坑支撐體系拆除新技術(shù)及應(yīng)用[J].建筑,2013(4).
[3]田曼麗,田潤竹,蔣正武,孫振平,楊正宏,富琴軍.上海地區(qū)深基坑土特性及其在燒結(jié)制品中應(yīng)用可行性分析[J].磚瓦,2013(2).
[4]徐德馨,張春梅,施木俊.三維數(shù)值分析技術(shù)在江花綜合大樓基坑優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].城市勘測,2013(1).
1工程概況
本項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、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。地下室底板標高為7.90m,實際挖土深度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,整個場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,局部夾薄層強風(fēng)化巖層呈碎塊狀,整塊場地均布,厚大于21m。
場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給。
3基坑降水及圍護方案
3.1基坑圍護方案
因基坑周邊為房屋建筑及市政道路,無放坡開挖條件,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坡樁與土針墻聯(lián)合支護方式,具體初步設(shè)計如下:
護坡樁擬采用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。樁頂標高為+0.20m,樁插入土基坑深度未定,需通過受力計算來決定。樁頂封閉圈梁采用寬1.2m,高0.6m。配筋16φ16,砼強度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,采用機械或洛陽鏟成孔;
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)兩個抽水泵站不間斷進行抽水,使地下水位降到基坑底以下2m,以獲得干燥的施工環(huán)境。
基坑圍護布置如圖1所示。
圖1 基坑平面位置布置及支護圖
4基坑支護受力檢算
由支護的結(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行承載力驗算及確定孔樁入土深度,以確保結(jié)構(gòu)安全,計算簡圖如圖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)計算為:φ=26°,c=16kPa,=19.3 kN/m3。其結(jié)構(gòu)算簡圖如圖2所示,考慮到基坑下的摩擦力,計算被動土壓力系數(shù)時采用土與樁的摩擦角δ=2/3×φ=17.3°進行計算。
圖2孔樁計算簡圖
4.1插入深度計算
樁后主動土壓力系數(shù),。
樁前被動土壓力系數(shù)
主動土壓力強度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
主動土壓力合力作用點距樁頂距離a=(20×0.39×8.2×8.2/2+1/2×41.88×8.2×2/3×8.2)/235.7=5.1m
按下式進行計算:
將數(shù)據(jù)代入上式,整理得
解上式得:
所以埋深(計算出的值增加20%):
t=1.2×5.54+0.64=7.29m
從計算可得,孔樁最少埋深為7.29m,綜合考慮其它因素,施工時實際采用的埋深為13m。即樁總長為13+8.2=21.2m,經(jīng)按13m入土深度進行穩(wěn)定性復(fù)核,得穩(wěn)定安全系數(shù)為2.1。
4.2進行孔樁最大彎矩計算
孔樁的最大彎矩處為剪力Q=0處,設(shè)從0點往下處Q=0,按下式進行計算:
因樁的中間距為2m,所以
4.2樁體抗彎強度校核計算、
混凝土抗彎強度為14.3N/mm2,鋼筋抗拉強度為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面積為:
at=1.25-2a=0.39
樁的極限抗彎彎矩按下式計算:
>
從以上的計算分析可知,孔樁的穩(wěn)定性及抗彎強度滿足安全施工要求。
5 變形監(jiān)測
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,及時反饋監(jiān)測結(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;觀測圍護結(jié)構(gòu)在受土體分步開挖壓力所引起的水平位移和豎向位移,以掌握圍護結(jié)構(gòu)分步受壓的穩(wěn)定情況,對位移數(shù)據(jù)及時分析,如位移過大時,及時分析原因,有問題及時解決。確保基坑及周邊建筑物的安全。
1)觀測項目的設(shè)定及觀測辦法
本工程根據(jù)設(shè)計和施工的實際要求,選擇進行支護結(jié)構(gòu)水平位移、豎向位移觀測,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根護坡孔樁作為監(jiān)測對象,設(shè)置水平位移及豎向位移觀測點,觀測點間距20~30m。在待觀測的建設(shè)銀行辦公樓、商業(yè)大廈及其它構(gòu)筑物上設(shè)置足夠的觀測點。
在基坑開挖深度3倍距離外設(shè)置監(jiān)測基準點,采用自動安平精密水準儀及全站儀等儀器進行位移及沉降量的觀測。
基坑開挖前測得初始讀數(shù)。在開挖過程中,每天觀測兩次。如發(fā)現(xiàn)位移量較大或有突變時,則應(yīng)加強觀測,每間隔6小時觀測一次;觀測階段由土方開挖開始至土方回填完畢。
將每次測定的位移及沉降量數(shù)據(jù),填入表格,繪制各測點的位移量與時間關(guān)系曲線圖。基坑回填完成后,再持續(xù)觀測一周,每天兩次,觀測結(jié)果表明位移穩(wěn)定后,停止觀測,提交位移觀測報告。
2)監(jiān)測控制基準、警戒值
變形監(jiān)測前根據(jù)本項目的客觀實際情況和設(shè)計計算書,事先確定了位移及變形警戒值,據(jù)以判斷變形、沉降是否會超過允許的范圍,判斷圍護結(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)整支護設(shè)計參數(shù)。因此,確定監(jiān)測項目的警戒值是至關(guān)重要的。
根據(jù)設(shè)計及規(guī)范要求,并結(jié)合我方多年實踐經(jīng)驗,確定警戒點及警戒值:
a)警戒點:S-T曲線的突變點為警戒點,出現(xiàn)警戒點時應(yīng)及時反饋信息。
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,當天最大水平及豎向位移量不超過3mm。
3)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及信息反饋
隨施工進度嚴格按要求進行上述各施工監(jiān)測內(nèi)容,監(jiān)測人員根據(jù)開挖部位、步驟及時監(jiān)測,及時繪制測值隨時間變化圖、速度變化趨勢圖、加速度變化趨勢圖,并依據(jù)變化曲線及速率判斷相應(yīng)測點的變化趨勢,及時反饋于施工,必要時采用回歸分析推測測試終值。
數(shù)據(jù)整理:把原始數(shù)據(jù)通過一定的方法,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,進行數(shù)據(jù)的數(shù)字特征值計算,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)測數(shù)據(jù)后,繪制位移時態(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)律和趨勢的函數(shù)關(guān)系式,對下一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)測,防患于未然。當檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)警戒點或變形量超過警戒值時,分析原因,及時采取補救措施,必要時修改支護設(shè)計參數(shù)。
4)測試結(jié)果及分析
通過監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄可看出,基坑開挖到底部后,圍護孔樁達到最大樁頂位移,本項目最大值為靠近建設(shè)銀行辦公樓側(cè)的一個觀測點,其值為8.6mm,其余觀測點的數(shù)值在3.5~7.9mm之間,均未超出安全區(qū)域。在進行基坑開挖初期,位移變化顯著,后期逐漸減少直到停止,施工中沒有產(chǎn)生位移突變現(xiàn)象。
周邊建筑和管線監(jiān)測記錄表明,沉降量最大值為3.1mm,說明基坑土體處于穩(wěn)定的安全狀態(tài)。
6結(jié)束語
在本項目的支護設(shè)計中,針對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方案,并對鉆孔灌注樁的插入深度進行了計算。同時也對鉆孔灌注樁的抗彎強度進行了驗算,確保施工安全。
在后續(xù)基坑土方開挖及地下樓層施工過程中,基坑邊坡未發(fā)生土方坍塌及支護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方案是安全有效的。
參考文獻
關(guān)鍵詞:基坑,變形監(jiān)測,水平位移監(jiān)測,沉降觀測
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。為加強對地下工程和深基坑安全監(jiān)測,實現(xiàn)地下工程和深基坑監(jiān)測工作的動態(tài)管理,保障工程施工安全,降低工程的造價,在深基坑施工中的變形監(jiān)測已越來越受到人們的重視。
(一)基坑變形監(jiān)測的內(nèi)容:
基坑開挖施工的基本特點是先變形,后支撐。在進行基坑開挖及支護施工過程中,每個分步開挖的空間幾何尺寸和開挖部分的無支撐暴露時間,都與圍護結(jié)構(gòu)、土移等存在較強的相關(guān)性。這就是基坑開挖中經(jīng)常運用的時空效應(yīng)規(guī)律,做好監(jiān)測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,從而達到保護環(huán)境、最大限度保護相關(guān)方面利益的目的。
根據(jù)本工程的要求、周圍環(huán)境、基坑本身的特點及相關(guān)工程的經(jīng)驗,按照安全、經(jīng)濟、合理的原則,測點布置主要選擇在3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)布點,擬設(shè)置的監(jiān)測項目如下:
1、基坑頂部水平、垂直位移監(jiān)測
2、支護結(jié)構(gòu)水平、垂直位移監(jiān)測
3、深層水平位移
4、管網(wǎng)變形監(jiān)測
5、道路變形監(jiān)測
6、建筑物沉降監(jiān)測
7、錨桿拉力監(jiān)測
(二)基坑變形監(jiān)測方法:
1.監(jiān)測點的布設(shè)
(1)基坑頂部水平和垂直位移監(jiān)測點
基坑頂部豎向位移監(jiān)測點和水平位移監(jiān)測點可共用一個標志,也可分別布設(shè)。監(jiān)測點應(yīng)沿基坑周邊布置,周邊中部、陽角處應(yīng)布置監(jiān)測點;監(jiān)測點水平間距不宜超過20m。測點利用長8公分帶帽鋼釘直接布置在新澆筑的圍護墻頂部,并測得穩(wěn)定的初始值。本項目擬布設(shè)垂直和水平位移監(jiān)測點各16個,編號PD1~PD16。
(2)支護結(jié)構(gòu)水平、豎向位移監(jiān)測點
支護結(jié)構(gòu)豎向位移監(jiān)測點和水平位移監(jiān)測點可共用一個標志,也可分別布設(shè)。監(jiān)測點應(yīng)沿布設(shè)在支護結(jié)構(gòu)中部、陽角處;監(jiān)測點水平間距不宜超過20m。測點利用長8公分帶帽鋼釘直接布置在新澆筑的支護結(jié)構(gòu)上,并測得穩(wěn)定的初始值。本項目擬布設(shè)垂直和水平位移監(jiān)測點各8個,編號Z1~Z8。
(3)深層水平位移監(jiān)測點
根據(jù)《基坑支護方案》的要求,本工程共布設(shè)深層水平位移監(jiān)測點6點,編號S1-S6。
(4) 周邊建筑物沉降監(jiān)測點
周邊建筑物沉降監(jiān)測點埋設(shè)于周邊建筑物上,采用植入鑄鐵標志方式。本項目擬布設(shè)監(jiān)測點40點,編號CJ1~CJ40。
2.監(jiān)測初始值測定
測量基準點在施工前埋設(shè),經(jīng)觀測確定其已穩(wěn)定時方才投入使用。穩(wěn)定標準為間隔一周的兩次觀測值不超過2倍觀測點精度。基準點布設(shè)3個,并設(shè)在施工影響范圍外。監(jiān)測期間定期聯(lián)測以檢驗其穩(wěn)定性。并采用有效保護措施,保證其在整個監(jiān)測期間的正常使用。
為取得基準數(shù)據(jù),各觀測點在施工前,隨施工進度及時設(shè)置,并及時測得初始值,觀測監(jiān)測初始值測定次數(shù)不少于2次,直至穩(wěn)定后作為動態(tài)觀測的初始測值。
3.監(jiān)測點垂直位移測量
按建筑變形測量規(guī)范二級水準測量規(guī)范要求,歷次沉降變形監(jiān)測是通過工作基點間聯(lián)測一條水準閉合或附合線路,由線路的工作點來測量各監(jiān)測點的高程,某監(jiān)測點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垂直位移。
4.監(jiān)測點水平位移測量
水平位移監(jiān)測方法原理如圖所示。在受施工影響較小的場地處埋設(shè)工作基點A、B、O,并使OA和OB分別大致平行于基坑的兩邊(對于基坑外形不規(guī)則的情況,使OA和OB分別與基坑主要邊長大致平行/垂直即可)。設(shè)O點自由坐標為(1000,1000),并設(shè)OA為X軸反向。在O點設(shè)工作基點,并擺設(shè)全站儀,測量B點坐標作為檢核。在待測點上安裝反射棱鏡,使用OA作為基線,使用全站儀的坐標測量模式直接測定各變形監(jiān)測點位的坐標,并與初始值對比,作為該變形監(jiān)測點的水平位移量,精度為1mm。
5.深層水平位移監(jiān)測
(三)基坑變形監(jiān)測周期:
1.監(jiān)測周期
本方案基坑監(jiān)測從圍護結(jié)構(gòu)施工開始,至基坑側(cè)壁回填土完工結(jié)束,預(yù)計監(jiān)測工期約為4個月。
2.監(jiān)測頻率
本工程基坑監(jiān)測等級為一級,根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》要求,并結(jié)合本地區(qū)其他類似工程的經(jīng)驗,監(jiān)測頻率擬遵從如下規(guī)定:
(1)開挖深度小于5m時,1次/2d;
(2)開挖深度在5-10m時,1次/1d;
(3)開挖深度大于10m時,2次/d;
(4)當墊層、底板防水施工完成后7天內(nèi),所有測量項目均為1次/2d;
(5)當墊層、底板防水施工完成后7-14天,所有測量項目均為1次/3d;
(6)當墊層、底板防水施工完成后14-28天內(nèi),所有測量項目均為1次/5d;
(7)當墊層、底板防水施工完成28天后,所有測量項目均為1次/10d;
(8)監(jiān)測值相對穩(wěn)定時,可適當降低監(jiān)測頻率;
(9)監(jiān)測數(shù)據(jù)有突變時,應(yīng)增加監(jiān)測頻率,甚至連續(xù)觀測;
(10)各監(jiān)測項目的開展、監(jiān)測范圍的擴展,隨基坑施工進度不斷推進;
(11)基坑側(cè)壁回填土完工,監(jiān)測工作結(jié)束。
(四)異常情況下的監(jiān)測措施
當出現(xiàn)下列情況之一時,應(yīng)加強監(jiān)測,提高監(jiān)測頻率,并及時向委托方及相關(guān)單位報告監(jiān)測結(jié)果:
1、監(jiān)測數(shù)據(jù)達到報警值;
2、監(jiān)測數(shù)據(jù)連續(xù)3天超過報警值的一半;
3、監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量較大或者速率加快;
4、基坑及周邊大量積水、長時間連續(xù)降雨、市政管道出現(xiàn)泄漏;
5、支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂;
6、周邊地面出現(xiàn)突然較大沉降或嚴重開裂;
7、基坑底部、坡體或支護結(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、當有危險事故征兆時,應(yīng)實時跟蹤監(jiān)測。
(四)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及信息反饋
在現(xiàn)場設(shè)立微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),進行實時處理。每次觀察數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無誤后送入微機,經(jīng)過專用軟件處理,自動生成報表。監(jiān)測成果當天提交給業(yè)主、監(jiān)理、施工單位及其它有關(guān)方面。
現(xiàn)場監(jiān)測工程師分析當天監(jiān)測數(shù)據(jù)及累計數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,并經(jīng)項目負責(zé)人審核無誤后當天提交。如果監(jiān)測結(jié)果超過設(shè)計的警戒值應(yīng)立即向建設(shè)方、總包方、監(jiān)理方發(fā)出警報,提請有關(guān)部門關(guān)注,以便及時決策并采取措施。同時根據(jù)相關(guān)單位要求提供監(jiān)測階段報告,并附帶變化曲線匯總圖;監(jiān)測工程結(jié)束后一個月內(nèi)提供監(jiān)測總結(jié)報告。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】基坑變形;實時監(jiān)測;確保安全
隨著我國城市建筑物構(gòu)筑物向高聳和地下拓展,地下空間的開發(fā)需要深基坑的運用,同時也伴隨著基坑工程事故的發(fā)生數(shù)量也在增加,造成的經(jīng)濟損失和社會影響巨大。由于基坑中土體和結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)及地質(zhì)條件復(fù)雜,在基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和土體變形預(yù)估時,通常簡化和假定的數(shù)學(xué)模型與實際工程有一定的差異,同時基坑支護體系所承受的土壓力等荷載的不確定性、在施工過程中基坑工作性狀的時空效應(yīng)及氣象情況、地面堆載和施工等偶然因素影響。通過對實測數(shù)據(jù)的分析可驗證和改造設(shè)計的計算和方法,深基坑開挖工程往往在市中心的建筑密集地帶,施工場地四周有建筑物和地下管線,基坑開挖所引起的土體變形將在一定程度上改變這些建筑物和地下管線的正常狀態(tài),當土體變形過大時,會造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。因此,需要在建筑深基坑施工時,對基坑周圍的土體性狀、維護基坑安全的支撐結(jié)構(gòu)體、鄰近基坑的地表狀況和相鄰的建(構(gòu))筑物的沉降觀測點作周密、系統(tǒng)的測量監(jiān)測,才能了解基坑工程的安全性和對周圍環(huán)境的影響程度,當異常情況出現(xiàn)時及時發(fā)出危險報警,通知相關(guān)單位人員及時采取措施,保證基坑和周邊環(huán)境的安全。
一、監(jiān)測深基坑的主要項目
測量監(jiān)測深基坑安全性的主要內(nèi)容有:測量坐標點位的平面位移和高程監(jiān)控點沉降量;測量基坑底部局部土體受擠壓突出高度值;測量支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移變化量值;測量基坑內(nèi)地下水位的高度;測量支護結(jié)構(gòu)體土的壓力值;測量鄰近基坑建筑物等環(huán)境及市政管線變形量等深基坑的穩(wěn)定性,保證深基坑工程正常安全施工。
二、監(jiān)測點布設(shè)
(一)高程點的布設(shè)
高程基準點布設(shè)在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、易于長期保存的地方。高程基準點也可選擇在基礎(chǔ)深且穩(wěn)定的建筑上。本工程高程基準點3個,布設(shè)在穩(wěn)定的建筑上,工作基點3個埋設(shè)在基坑周邊相對穩(wěn)定的地方。高程基準點、工作基點之間宜便于進行水準測量。
(二)布設(shè)平面監(jiān)測點
基準點的設(shè)置:設(shè)置平面位移3個監(jiān)測基準點,設(shè)置工作基點不少于3個,便于施工過程中的檢驗和校核。
監(jiān)測點的設(shè)置:按照實際基坑工程設(shè)計要求進行,基坑內(nèi)深層部位的水平位移監(jiān)測點一般布設(shè)在基坑的邊坡、基礎(chǔ)圍護周邊的軸線處和具有結(jié)構(gòu)代表部位的特征點處,監(jiān)測點設(shè)置數(shù)量和點的間距按照設(shè)計或工程實際來確定,每個圍護墻邊長方向至少設(shè)置一個點。有時需要用測斜儀監(jiān)測水平位移時,設(shè)置的監(jiān)測點在圍護墻內(nèi)深度要超過圍護墻在土體中的位置,而且為了保證測斜儀管端嵌入穩(wěn)定的土體中,埋入土體的深度也要足夠深。
三、基坑變形監(jiān)測
(一)豎直沉降觀測
一般用獨立水準系作為沉降監(jiān)測用的高程控制網(wǎng),在離開基坑邊緣現(xiàn)場3倍以上的距離土體處布設(shè)一組三個基準點進行互相校核。遇到深基坑采用由對磁敏性材料制成的探頭及標尺的導(dǎo)線組成深層沉降儀。當磁性探頭與深度鉆孔中的圓環(huán)接觸時,沉降儀發(fā)出蜂鳴聲,此時即可測得圓環(huán)所在位置的高程數(shù)據(jù)。
(二)水平位移量監(jiān)測
測站點應(yīng)選在基坑的施工影響范圍之外。初次觀測時,須同時測取測站至各測點的距離,有了距離就可算出各測點的秒差,以后各次的觀測只要測出每個測點的角度變化就可推算出各測點的位移量。觀測次數(shù)和報警值與沉降監(jiān)測相同,日變量大于3mm,累計變量大于35mm時,就應(yīng)向有關(guān)方面報警。
(三)傾斜量監(jiān)測
沿測斜套管內(nèi)壁導(dǎo)槽由測斜探頭滑輪漸漸下放到底,從下到上部測定每米該監(jiān)測點的偏角值,再旋轉(zhuǎn)探頭180度,重復(fù)測量,完成一測回數(shù)據(jù),推算各部位點的位移量。把測斜管埋設(shè)14天且開挖前取兩個測回的平均值作為該測點的初始值,在正常施工時監(jiān)測數(shù)據(jù)與初始值的差值即為該點累計水平位移量值,與上次數(shù)據(jù)的差值就是本次位移量。
(四)土壓力和孔隙水壓力監(jiān)測
土體壓力計和孔隙水壓力計監(jiān)測地下土體穩(wěn)定性的重要手段,對于深基坑工程必須安裝。按照工程不同的深度放置數(shù)個壓力計,再用干燥的粘土粒填充密實,干土吸水后隨即封堵鉆孔,并隨基坑圍護施工時同時安裝,安全隱患處必須安裝。安裝后2天測試初讀數(shù),基坑開挖時每3天至少監(jiān)測一次,遇到異常,加密觀測。
(五)基坑圍護樁內(nèi)力監(jiān)測
基坑圍護樁、水平支撐結(jié)構(gòu)、立柱以及腰梁等水平內(nèi)力監(jiān)測采用應(yīng)力計,安裝應(yīng)力計須在基坑圍護結(jié)構(gòu)施工時同時進行,選擇位置一般在便于監(jiān)測和有代表性的部位,每個斷面成對安裝,監(jiān)測數(shù)據(jù)取平均值,每個應(yīng)力計引線編號,便于監(jiān)測。采集好數(shù)據(jù)及時作計算分析處理。
四、結(jié)語
(一)要保證約束探頭導(dǎo)槽沿測斜管延伸方向構(gòu)成兩正交平面,確保后期測試數(shù)據(jù)可靠。
(二)要使測斜管管底基準點水平位移為零,根據(jù)實際工程地質(zhì)條件確定其埋深,結(jié)合全站儀或經(jīng)緯儀的觀測,將頂端設(shè)定為基準點,從上而下進行測斜的監(jiān)測。
(三)要保證回填料的彈性模量接近周圍土體,以便能夠較準確的反映土體的變形特征。
(四)深基坑施工時,要加強基坑支護結(jié)構(gòu)、土體、相鄰建(構(gòu))筑物等全面系統(tǒng)監(jiān)測,動態(tài)掌握其安全性和對周圍環(huán)境的影響,一旦出現(xiàn)異常及時報警,快速采取有效措施,確保工程安全。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:高層建筑;基坑工程;變形監(jiān)測
1高層建筑基坑工程變形監(jiān)測的目的
高層建筑基坑變形監(jiān)測,就是通過對所觀測基坑的變形量進行分析,發(fā)現(xiàn)基坑的安全隱患,危害程度,從而達到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早處理,確保基坑及人的生命財產(chǎn)安全。在高層建筑基坑工程變形監(jiān)測中,一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)變形異常,立即向業(yè)主和施工方發(fā)出警報,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,通過對基坑變形監(jiān)測,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,達到驗證設(shè)計是否合理,為今后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基基礎(chǔ)設(shè)計積累經(jīng)驗。
2高層建筑基坑工程變形監(jiān)測方案的編制原則
監(jiān)測人員在基坑監(jiān)測之前必須針對基坑的實際情況制定詳細的監(jiān)測方案。基坑監(jiān)測方案的內(nèi)容大致包括基坑的概況、基坑監(jiān)測的依據(jù)、基坑的安全級別、基坑監(jiān)測的項目、基準點及監(jiān)測點的布置、檢測方法及精度、監(jiān)測人員及主要儀器設(shè)備、監(jiān)測頻率、監(jiān)測報警值、出現(xiàn)險情的監(jiān)測預(yù)案、監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄及處理方法、監(jiān)測信息的反饋制度等。對于地質(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、嚴重事故,重新組織施工的基坑必須組織專家進行方案論證。總之,編制方案要詳細,監(jiān)測項目要全面,監(jiān)測方法要得當,檢測人員要專業(yè)、儀器設(shè)備要滿足相應(yīng)等級精度要求,基準點和監(jiān)測點布點要均勻,監(jiān)測頻率要恰當,報警值要準確。同時,基坑監(jiān)測方案還應(yīng)上報業(yè)主、設(shè)計單位及質(zhì)量管理部門認可,確保監(jiān)測方案具有針對性和可操作性,能準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)測網(wǎng)、觀測點的建立及監(jiān)測方法
基坑水平位移監(jiān)測首先要建立水平位移基準點控制網(wǎng),控制網(wǎng)一般由3~4個基準點組成,基準點應(yīng)選在基坑開挖影響范圍以外,一般應(yīng)選在基坑開挖深度3倍以外的非變形區(qū),基準點之間組成閉合環(huán),采用四等導(dǎo)線網(wǎng)精度進行測角、測邊,連續(xù)觀測3次,利用平差軟件進行導(dǎo)線計算,取平均值作為水平位移基準點初始值。坐標可以國家點聯(lián)測,也可以建立獨立坐標系統(tǒng)。其次是建立基坑水平位移監(jiān)測點,根據(jù)規(guī)范要求,監(jiān)測點應(yīng)埋在冠梁頂部,沿基坑周邊布置,在周邊中部、陽角處應(yīng)布設(shè)監(jiān)測點,監(jiān)測點水平間距不宜大于20m,每邊監(jiān)測點數(shù)目不宜少于3個。水平位移監(jiān)測應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件,采用全站儀測量、衛(wèi)星導(dǎo)航定位測量、激光測量或近景攝影測量等方法。基坑頂部水平位移監(jiān)測頻率的確定,根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497—2009)表7.0.3,例如某基坑安全級別為一級,設(shè)計開挖深度12m。
4高層建筑基坑工程豎向位移監(jiān)測網(wǎng)、監(jiān)測點的建立及監(jiān)測方法
基坑頂部豎向位移監(jiān)測首先要建立基準點控制網(wǎng),基坑豎向位移基準點一般與水平位移基準點共用,采用二等水準測量方法連續(xù)觀測3次,平差后取平均值作為基準點的豎向位移初始值。其次是建立基坑豎向位移監(jiān)測點,基坑豎向位移監(jiān)測點一般與水平位移監(jiān)測點共用。基坑豎向位移監(jiān)測應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件,采用水準測量、靜力水準測量或三角高程測量等方法。基坑頂部豎向位移監(jiān)測頻率與頂部水平位移監(jiān)測頻率相同,此處不再重復(fù)。
5高層建筑基坑工程支護結(jié)構(gòu)或土體深層水平位移監(jiān)測點的建立及監(jiān)測方法
為了掌握支護結(jié)構(gòu)或土體內(nèi)部微小變化,及時掌握基坑受到的側(cè)向壓力有多大,對基坑安全是否產(chǎn)生不良影響。必須對基坑支護結(jié)構(gòu)或基坑周邊土體進行深層水平位移監(jiān)測。深層水平位移監(jiān)測,首先要埋設(shè)測斜管,測斜管的長度不能小于支護結(jié)構(gòu)的深度,如果是埋設(shè)在土體中,測斜管的長度不宜小于基坑開挖深度的1.5倍。埋設(shè)測斜管時,要注意把管底密封,防止泥沙倒灌到管子里,鉆孔與測斜管之間縫隙用細沙填充密實;在埋設(shè)時注意把一對導(dǎo)槽的方向與所測量的位移方向保持一致,即對準基坑方向,同時要做好管口保護裝置,防止管口遭到破壞或雜物堵塞。其次是現(xiàn)場觀測,采用測斜儀分段采集,一般按照500mm采集一點,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)場觀測時,測斜儀同樣從底部原來位置開始采集,如果支護結(jié)構(gòu)或土體產(chǎn)生變形,測斜儀會根據(jù)導(dǎo)輪產(chǎn)生的傾角和固定采集的高度自動計算該點的位移量。1
6高層建筑基坑工程地下水位監(jiān)測點的建立及監(jiān)測方法
水位監(jiān)測點應(yīng)沿基坑周邊、被保護對象(如建筑物、地下管線等)周邊或在兩者之間布置,監(jiān)測點間距宜為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)測點;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)測管的埋置深度(管底標高)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,防止沙子泥漿進入管內(nèi),鉆孔與水位管之間縫隙用細沙填充,管口做好保護裝置,防止管口遭破壞或雜物堵塞管口。水位管埋設(shè)完成后,利用水準儀聯(lián)測基準點,嚴格測出管口標高WO。地下水位采用水位儀觀測,將水位儀緩緩放入水位管中,當碰到水面時接收機會發(fā)出蜂鳴聲,上下多放幾次,準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代表本次水位標高,WO代表管口標高,Wi代表本次水位儀深度)。
7高層建筑基坑工程變形常見監(jiān)測項目報警值
根據(jù)基坑的支護類型不同,各級別基坑監(jiān)測報警值大小各不相同,現(xiàn)以某一級基坑為例,基坑支護結(jié)構(gòu)類型為灌注樁,其各項監(jiān)測報警值應(yīng)符合表2規(guī)定。
8監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析
每期基坑監(jiān)測項目完成后,要及時對各項目數(shù)據(jù)進行整理,首先依據(jù)測量誤差理論和統(tǒng)計檢驗原理對獲得的觀測數(shù)據(jù)及時進行平差計算處理,并計算出各期的變形量;其次要對監(jiān)測點進行變形分析,當兩期的變形量符合公式時,可以認為兩期之間沒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)測點變形量協(xié)因數(shù));再其次就是對各項目多期變形觀測成果建立反映變形量與變形因子關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,對引起變形的原因作出分析和解釋,必要時還應(yīng)對變形的發(fā)展趨勢進行預(yù)報。
9結(jié)束語
總之,要做好高層建筑基坑工程變形監(jiān)測,要從監(jiān)測方案入手,制定好各個監(jiān)測項目的監(jiān)測點埋設(shè)及監(jiān)測方法,明確各監(jiān)測項目的報警值,每期監(jiān)測結(jié)束,要及時處理數(shù)據(jù),對監(jiān)測點穩(wěn)定性進行分析,同時還要建立變形量與變形因子關(guān)系數(shù)學(xué)模型,對基坑引起變形的原因做出分析和解釋,必要時還要對變形的發(fā)展趨勢進行預(yù)報,確保基坑工程在施工過程中的安全穩(wěn)定,同時確保高層建筑地下室施工安全。
參考文獻:
[1]JGJ8—2016.建筑變形測量規(guī)范[S].
關(guān)鍵詞:建筑基坑;變形監(jiān)測;全站儀;監(jiān)測頻率;精度
中圖分類號: TV551.4文獻標識碼: A
一、建筑基坑變形監(jiān)測的意義
(一)提供實時動態(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)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)來了解基坑的實時變化,為施工單位提供動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù),方便施工單位安排施工方案和進度。
(二)掌握基坑變形程度
根據(jù)監(jiān)測得到的數(shù)據(jù),可以及時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度。
(三)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情
根據(jù)很多已發(fā)生的基坑安全事故的工程分析、統(tǒng)計可知,幾乎所有事故的發(fā)生都是由于施工單位對基坑施工過程中的監(jiān)測工作的不重視,從而造成較嚴重的工程事故,甚至造成人員傷亡事故。分析研究監(jiān)測數(shù)據(jù),可及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情及險情的發(fā)展程度,為設(shè)計方改進設(shè)計方案和施工方采取安全補救措施提供可靠依據(jù)。
二、建筑基坑變形監(jiān)測的相關(guān)方法
(一)交會法
交會法是利用兩個基準點和變形觀測點,構(gòu)成一個三角形,測定這個三角形的一些邊角元素,從而求得變形觀測點的位移變化量。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,應(yīng)用于基坑水平位移監(jiān)測中,可以解決一些不規(guī)則形狀的基坑監(jiān)測問題,但是求一個變形觀測點的位移變化量至少需要架設(shè)
兩次儀器,增加了觀測次數(shù),同時增加了測量誤差,而且這種方法計算比較繁瑣。
(二)活動標牌法
活動標牌法是將活動標牌分別安置在各個觀測點上,觀測時使標牌中心在視線內(nèi),觀測點對于基準線的偏離值可以在活動標牌的讀數(shù)尺上直接測定。這種方法不需要計算,在現(xiàn)場可以直接得出變形結(jié)果,但是它不僅有測小角法的缺點,而且對活動標牌上的讀數(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)在一個固定測站點上,選擇另一固定點作為后視點,分別測定各變形觀測點的平面坐標,然后將每次測量的結(jié)果與首次測量的結(jié)果相比較,可得出水平位移變化值。這種方法觀測和計算都比較簡便,且克服了測小角法的不足之處,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格很貴,限制了這種方法的普及,同時由于目前最好的高精度全站儀測距精度為(1+1)ppm,所以,還不能滿足一些深基坑水平位移監(jiān)測的需求。
(四)測小角法
測小角法是在基坑一定距離以外建立基準點,選定一條基線,水平位移監(jiān)測點盡量在基準線上,然后在一個基準點上架設(shè)精密經(jīng)緯儀精確測定基線與測站點到觀測點的視線之間微小角度變化,通過公式來計算水平位移的變化。這種方法觀測和計算都比較簡便,但是需要場地較為開闊,基準點離基坑要有一定的距離,避免基坑的變形對基準線有影響;同時要求基坑的形狀比較規(guī)則,否則將大大增加測站點的個數(shù),增加了觀測成本。
三、建筑基坑變形監(jiān)測的實施
(一)基坑變形監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用
1、監(jiān)測工程基坑圍護基本構(gòu)造中水平位移情況
通常我們可以選擇測小角法進行觀測,具體就是基坑角度按照距離為1/5 000的精度進行觀測測量一測回,其實就是使用精度較高的精密經(jīng)緯裝置儀器或者全站儀進行基坑基準線與置鏡點距離基坑觀測點視線中間夾的角度Ai(參照下圖所示),之后按照以下公式進行偏移值(li)的計算:
li =Ai.Si/Q(其中,Si為基坑變形的A端點到基坑變形情況觀測點Pi的距離,參數(shù)Q為206 265)
圖 小角法觀測基坑水平位移
2、監(jiān)測基坑變形沉降大小
需要按照二級變形對一定等級標準的基坑沉降大小和所施工的建筑工程周邊設(shè)施沉降大小進行測量。
3、測量建筑工程地下水位情況
按照簡單常規(guī)的方法,通常我們都是依據(jù)四等水準,在基坑附近事先安排一定數(shù)量的地下水位情況測量井,之后選擇購置水準儀實現(xiàn)建筑工程地下水位觀測。
4、監(jiān)測測斜即樁身水平位移情況
通常監(jiān)測建筑工程基坑變形的支護結(jié)構(gòu)水平位移情況是通過深層水平位移監(jiān)測來實現(xiàn)支護樁以及建筑土體的變形情況。如果測量顯示無外負荷情況下支護結(jié)構(gòu)還發(fā)生了急劇增大的位移變動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斜甚至采取在建筑基坑樁身不一樣標高的位置安置監(jiān)測位移情況的目測監(jiān)視點,但要注意這個監(jiān)測要同時伴隨著建筑施建基坑支護結(jié)構(gòu)上部頂端的冠梁位移情況監(jiān)測。
5、監(jiān)測建筑工程支撐軸力情況
為了進行建筑工程支撐軸力情況監(jiān)測,我們可以把受環(huán)境影響小、抗干擾性能強、使用年限較長的鋼弦式鋼筋應(yīng)力計利用工具焊接在鋼支撐梁的上面,以實現(xiàn)遠距離的頻率儀監(jiān)測鋼筋應(yīng)力計頻率變化情況監(jiān)測,然后通過計算換算成可以
直接使用的鋼筋應(yīng)力數(shù)據(jù)。
6、監(jiān)測建筑工程錨桿應(yīng)力情況
由于有被測載荷施用于錨索測力計上,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頻率。電磁線圈激振鋼弦并測量其振動頻率,頻率信號經(jīng)電纜傳輸至JTM-V10B型振弦式度數(shù)儀上,即可測讀出頻率值,從而計算出作用在錨索測力計的載荷值。
(二)監(jiān)測點的布置及儀器的埋設(shè)
監(jiān)測點的布置范圍為基坑降水及土體開挖的影響區(qū)域,其基準點的埋設(shè)要求為略大于兩倍的基坑深度,且布設(shè)合理才能經(jīng)濟有效。在確定測點布設(shè)前,必須知道基坑位置的地質(zhì)情況和基坑的圍護設(shè)計方案,再根據(jù)以往的經(jīng)驗和理論的預(yù)測來考慮測點的布設(shè)范圍和密度。
原則上,能預(yù)埋的監(jiān)測點應(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,各項靜態(tài)的初始值應(yīng)測取完畢。水平、垂直位移的觀測點應(yīng)直接安裝在被監(jiān)測的建構(gòu)筑物上。
測斜管(測地下土體、圍護結(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),一般沿平行于圍護結(jié)構(gòu)方向按 20~30m的間距布設(shè);圍護樁體測斜管的安裝一般應(yīng)在圍護樁澆灌時放入;而地下土體測斜管的埋設(shè)分以下四步驟進行:
1、在預(yù)定的測斜管埋設(shè)位置鉆孔
根據(jù)基坑的開挖總深度,確定測斜管孔深,即假定基底標高以下某一位置處支護結(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。
2、將測斜管底部裝上底蓋,逐節(jié)組裝,并放大鉆孔內(nèi)
安裝測斜管時,隨時檢查其內(nèi)部的一對導(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,即向測斜管與孔壁之間的空隙內(nèi)由下而上逐段用砂填實,固定測斜管。
3、測斜管固定完畢后,用清水將測斜管內(nèi)沖洗干凈,將探頭模型放入測斜管內(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。由于測斜儀的探頭十分昂貴,在未確認測斜管導(dǎo)槽暢通時,不允許放入探頭。
4、測量測斜管管口坐標及高程,做出醒目標志,以利保護管口。現(xiàn)場測量前務(wù)必按孔位布置圖編制完整的鉆孔列表,以與測量結(jié)果對應(yīng)。
(三)提高監(jiān)測精度的要點及應(yīng)急監(jiān)測的措施
1、監(jiān)測精度及所采取的技術(shù)措施
沉降觀測及水位觀測采用DINI12電子水準儀,水平位移觀測采用2秒級全站儀。監(jiān)測精度要求如下:
水平位移和沉降觀測監(jiān)測精度按《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ 8-2007)二級變形測量等級要求執(zhí)行,其精度要求為:
(1)沉降觀測
①水準測量測站觀測高差中誤差M0=±0.5mm。
②水準閉合路線,閉合差fw=±1.0(n為測站數(shù))。
(2)水平位移觀測
①水平位移觀測觀測坐標中誤差為±3.0 mm。
②測角中誤差為±2.0"。
③距離量測精度為1/5000。
2、技術(shù)措施
(1)為了確保各項監(jiān)測項目的精度,投產(chǎn)的儀器必須按規(guī)定內(nèi)容檢查標定其主要技術(shù)指標,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)隨時檢查、標定。不合格儀器堅決不能投入使用。
(2)水準測量采用閉合環(huán)或往返閉合觀測方法。
(3)觀測數(shù)據(jù)不能隨意涂改。
(4)各監(jiān)測項目變形量或測量值接近報警值時,及時報警,并提醒業(yè)主及有關(guān)單位注意。
3、基坑變形應(yīng)急監(jiān)測辦法
(1)夏天
由于夏天雨水較多,這就要求我們在施工過程中加強對建筑工程圍護安全問題的定時考察與監(jiān)測,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)測位移的觀測點。
(2)工程圍護結(jié)構(gòu)的滲漏問題
對于建筑工程圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏的問題,我們可以通過提高監(jiān)測工程坑外地下水位的同時,還應(yīng)加強對工程滲漏處理后圍護部位的安全審查與監(jiān)測。
(3)工程施建處地面開裂
由于工程強度以及地變干裂等原因引起的開裂問題,我們可以定期檢測裂縫部位沉降程度,以及加強對地表開裂后裂縫周邊處理后圍護位置的安全監(jiān)察與監(jiān)測。
參考文獻
[1]高永剛.深基坑工程的變形監(jiān)測[J].四川建材,2012.3.
關(guān)鍵詞:城市建筑區(qū);深基坑;變形監(jiān)測
一、城市建筑區(qū)深基坑變形監(jiān)測的目的以及意義
對于建筑區(qū)的深基坑而言,主要指開挖深度在5米以上的基坑。通過對相關(guān)的施工經(jīng)驗的分析,我們可以看出,若要確保基坑施工的穩(wěn)固與安全,除了在前期設(shè)計方面保證周密性之外,加強對施工過程以及變形監(jiān)測的精心管理同樣是至關(guān)重要的。盡管如此,在面對施工情況較為復(fù)雜的大中型項目或?qū)χ苓叚h(huán)境有嚴格要求的工程時,鑒于經(jīng)驗有限,在對工程實施變形監(jiān)測時往往無從參考,在這種情況下,就必須要求相關(guān)測量人員在現(xiàn)有理論的參考下,針對工程實際情況來對其實施相應(yīng)的改造,在對基坑進行支護工作的同時,也要做好對周圍環(huán)境的相關(guān)測量工作,進而使施工在穩(wěn)固與安全的狀態(tài)下進行。
(一)深基坑監(jiān)測的主要目的涉及到以下4方面
1、由于深基坑監(jiān)測過程中,涉及到先進的技術(shù)與設(shè)施,因此,能夠為我國的建筑施工在信息化建設(shè)方面提供重要的參考與依據(jù);2、借助項目施工過程中一系列的深基坑監(jiān)測經(jīng)驗,能夠為前期項目設(shè)計提供寶貴建議,同時也為復(fù)雜項目施工提供優(yōu)化方案與參考依據(jù);3、眾所周知,理論源于實踐。借助大量深基坑監(jiān)測經(jīng)驗可以最大程度的對設(shè)計理論進行完善與改進,這也是測量理論發(fā)展的重要途徑;4、由于深基坑監(jiān)測范圍是在建筑區(qū)周邊,因此,科學(xué)化的監(jiān)測手段能夠最大化的對周圍建筑予以保護,避免建筑破壞與人員傷亡事故的發(fā)生。
(二)深基坑監(jiān)測的重要意義
首先,只有對深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進行全面了解與分析的前提下,才能制定出科學(xué)合理的測繪方案,進而有針對性的對建設(shè)過程進行必要的干預(yù)與指導(dǎo);其次,開展深基坑監(jiān)測前,必須對建筑周邊及施工環(huán)境有正確的觀察與認識,這樣一來,就能有效降低建筑區(qū)地下設(shè)施受到的影響與損壞程度;最后,通過深基坑監(jiān)測,能夠?qū)﹄S時發(fā)生的風(fēng)險進行預(yù)測,進而對其做到早發(fā)現(xiàn)早解決,在降低事故發(fā)生幾率的同時也能在第一時間實施相關(guān)的補救措施。經(jīng)過具體分析我們能夠看出,對于深基坑的科學(xué)化監(jiān)測,不但能夠有效的對其支護結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)定性保護,還可以有效避免在施工全程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險與事故,此外,通過深基坑變形監(jiān)測,可以對預(yù)期測量設(shè)計方案做出相應(yīng)的調(diào)整,無形中加大了基坑施工的安全保障。
二、城市深基坑變形監(jiān)測相關(guān)內(nèi)容概述
1、對于城市建筑區(qū)的深基坑變形監(jiān)測而言,其監(jiān)測對象涵蓋了周圍建筑物、地下管道、周邊出現(xiàn)的交通線路、相應(yīng)的支護體系及場地水位等方面。涉及到的監(jiān)測項目包括:(1)沉降監(jiān)測:又含有建筑場地沉降以及基坑回彈等;(2)位移監(jiān)測:涉及到基坑側(cè)向位移監(jiān)測以及傾斜觀測等;(3)對特殊變形的相關(guān)觀測;(4)對建筑區(qū)相鄰環(huán)境的相應(yīng)觀測。2、鑒于深基坑的變形監(jiān)測持續(xù)時間較長,涉及到整個工程,為確保監(jiān)測的實時性,這就要求相關(guān)監(jiān)測人員必須開展相應(yīng)的測量巡視工作。通常情況下的巡查,是指監(jiān)測相關(guān)人員來施工現(xiàn)場進行定期巡視,這樣一來,不但可以根據(jù)以往經(jīng)驗對各種情況利用肉眼以及錘釬等專業(yè)測繪工具進行判別與輔助判定,還能借助文字與拍照的方式對每次巡查的重要場地情況進行記錄。為有效避免異常狀況的發(fā)生,在每次巡查完成后,要將現(xiàn)有數(shù)據(jù)與之前測量數(shù)據(jù)加以比對,在整體上對工程狀況進行分析。在不能確定預(yù)測是否準確的時候,必須與總包相關(guān)的技術(shù)人員就實際巡視與測量情況進行溝通,在確定是否異常的同時及時采取有效措施。3、巡查內(nèi)容包括:(1)對支護結(jié)構(gòu)的巡視,例如,結(jié)構(gòu)成型的質(zhì)量,立柱的變形狀況,冠梁是否出現(xiàn)裂縫等;(2)施工工況:例如,基坑周圍地面是否超載,基坑是否符合設(shè)計要求以及地表排水是否達標等;(3)周邊環(huán)境,涉及到建筑區(qū)鄰近的基坑與施工狀況,周邊管道、道路以及建筑物情況等;(4)對周邊設(shè)施的監(jiān)測,例如,對基準點、監(jiān)測點以及相關(guān)元件狀況的監(jiān)測等。
三、實施城市深基坑變形監(jiān)測的具體措施
(一)對監(jiān)測點的布設(shè)
為了確保監(jiān)測的及時與全面性,在對監(jiān)測點進行相關(guān)的布設(shè)時,要根據(jù)現(xiàn)場實際狀況與工程要求來進行。為保證布設(shè)的有效性,這就要求相關(guān)人員在方案確定前,必須對基坑防護措施與基地地質(zhì)有詳細了解,然后在對理論與實際相結(jié)合的情況下對監(jiān)測點實施密度與范圍的相關(guān)布設(shè)。在參照布設(shè)設(shè)計的情況下,對于需要提早完成的點盡量保證在開工前就埋設(shè)好,同時對靜態(tài)初始值進行測取,并保證其穩(wěn)定性。對于那些被監(jiān)測物上的安裝測點而言,應(yīng)確保直接接觸,譬如沉降與位移的測點。而在地下管道中未能直接挖測點就有必要實施模擬監(jiān)測,比如,埋設(shè)于人行道上的水泥樁。
(二)保證合理的監(jiān)測頻率
要確保監(jiān)測頻率的合理性,就必須根據(jù)項目周邊環(huán)境與所處階段等因素進行監(jiān)測。當測量數(shù)值穩(wěn)定時,可降低監(jiān)測頻率;反之,監(jiān)測值異常時,必須將頻率提高。異常監(jiān)測包括:監(jiān)測數(shù)據(jù)幅度較大并出現(xiàn)預(yù)警、管道出現(xiàn)泄漏以及周邊建筑物出現(xiàn)沉降情況等。
(三)對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的觀測與處理
根據(jù)監(jiān)測頻率來對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集,同時將當前測量數(shù)據(jù)與之前數(shù)據(jù)進行差值比對,依據(jù)自身經(jīng)驗與規(guī)定范圍來對數(shù)據(jù)穩(wěn)定性加以判定,在面對數(shù)據(jù)的異常情況時,必須進行標準比對,進而對其偏離與嚴重程度進行判斷。當各觀測點能夠建立起相互聯(lián)系并形成體系時,就必須對差值進行組合比較,當判定不足時,就必須借助相關(guān)的統(tǒng)計檢驗方法來做進一步判斷。結(jié)語:綜上,在建筑施工中,為確保工程整體的安全性,做好對深基坑變形的監(jiān)測工作是至關(guān)重要的。這就要求相關(guān)監(jiān)測人員必須對本職工作予以足夠重視,在不斷對監(jiān)測體系進行完善時,還要根據(jù)工程階段實際情況對監(jiān)測措施進行有效調(diào)整與改進,最大程度的保證工程質(zhì)量與安全。
參考文獻
關(guān)鍵詞:建筑;基坑變形監(jiān)測;誤差;措施
中圖分類號:TV551.4 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,高層建筑越來越多,基坑工程施工朝著開挖深、工作面窄、周邊房屋及地下管線近的特點發(fā)展。當前,基坑工程監(jiān)測與設(shè)計、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)測已成了工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié),同時也是指導(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)測內(nèi)容
深基坑工程監(jiān)測應(yīng)以獲得定量數(shù)據(jù)的專門儀器測量或?qū)S脺y試元件監(jiān)測為主,以現(xiàn)場目測為輔。深基坑工程監(jiān)測的主要內(nèi)容包括:變形監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、地下水動態(tài)監(jiān)測三個方面。深基坑工程監(jiān)測工作應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、基坑周邊環(huán)境狀況及開挖施工方案等在基坑開挖前制定監(jiān)測方案。監(jiān)測方案應(yīng)主要包括下列內(nèi)容:
①監(jiān)測目的、監(jiān)測項目、監(jiān)控報警值、監(jiān)測方法與精度要求等;
②各監(jiān)測項目的實施細則,包括監(jiān)測儀器、監(jiān)測點的布置、觀測周期、工序管理和記錄制度等;
③信息反饋體系。各種監(jiān)測的具體對象、方法。
監(jiān)測項目的選擇應(yīng)根據(jù)基坑工程的安全等級而定,可以分為必需進行的項目和有條件時宜進行項目兩類。
2.支護結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測
支護結(jié)構(gòu)的水平位移及沉降觀測是基坑變形監(jiān)測工作的重要組成部分,具有直觀、操作性強等特點,所以一般的基坑變形監(jiān)測都將其作為一個主要內(nèi)容。它包括以下幾項基本要素:
(1)基準點。觀測基準點要求穩(wěn)固,應(yīng)設(shè)在開挖和降水影響范圍以外,數(shù)量不得少于2個。
(2).觀測點。在基坑周邊一定間距布置的水平位移監(jiān)測點間距不宜大于20m,在關(guān)鍵部位宜加密測點,監(jiān)測點的布置應(yīng)滿足監(jiān)控要求。
(3)觀測精度。觀測的基本精度要求,應(yīng)根據(jù)觀測對象的容許變形范圍、變形速率、觀測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)觀測頻率。基坑開挖施工期間,每天應(yīng)有專人進行現(xiàn)場目測。現(xiàn)場檢測人員應(yīng)及時分析各種監(jiān)測資料,捕捉險情發(fā)生前的種種前兆信息,實現(xiàn)險情預(yù)報。監(jiān)測的時間間隔應(yīng)根據(jù)施工的實際情況確定。
(5)觀測資料整理。每次水平位移觀測要求記錄各個觀測點的位移量、累計位移量、位移速率等。每次沉降觀測要求計算出各觀測點的高程、累計沉降量、本次沉降量、沉降速率。觀測期間應(yīng)根據(jù)各個勘察觀測成果繪制沉降-時間關(guān)系曲線圖、水平位移-時間關(guān)系曲線圖、沉降-水平位移-距離關(guān)系展開曲線圖等,方便對數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析。
3.全站儀直接坐標監(jiān)測
目前水平位移及沉降觀測通常采用全站儀直接坐標法,全站儀直接坐標法采用的儀器一般是采用雙軸補償器的170m免棱鏡測距的Leica TCR402 power,該儀器測距精度為2mm+2ppm,測角精度(水平角和垂直角)為2";性能相對其他儀器較穩(wěn)定。該儀器測高程的精度略高于S3型施工用水準儀,在安全等級要求“一般”的工程項目中完全可以用該全站儀測高程以取代S3型水準儀。當然沉降觀測精度要求比較高的工程項目,該儀器測高程就無法達到其精度要求了。
水平位移變形觀測點的設(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點同步);所有位移變形觀測點棱鏡反光片對準方向均為儀器測站,每一項目均只設(shè)一站儀器測站。儀器站的設(shè)置必須能同時與該項目所有位移變形觀測點和兩個以上的首級控制點通視。
4.全站儀直接坐標法監(jiān)測的誤差分析
(1)控制點間的點位誤差;
(2)測站儀器的誤差(儀器的測距精度、測角精度,儀器對中誤差,氣壓及溫度的影響);
(3)變形觀測點處來源于棱鏡反光片、手持棱鏡桿(或架)、手持Mini棱鏡桿的誤差。
仔細分析這三方面的誤差來源,控制點點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中器對中、每次觀測前設(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)。上述第三項誤差才是最主要的誤差來源,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。若控制點也采用(6cm×6cm)Leica棱鏡反光片和使用方向、距離后方交會時,前三項誤差可控制在±3mm。第三項誤差在使用Mini手持棱鏡桿時誤差有時可大到±20mm,因為該棱鏡桿在長期的使用過程中會彎曲變形。
5.結(jié)論
全站儀直接坐標法是目前位移變形觀測的首選,使用(6 ×6cm) Leica棱鏡反光片作為首級控制點和變形觀測點,能較有效地提高位移變形觀測的精度,避免了許多因轉(zhuǎn)儀器站控制點和設(shè)置反光前視棱鏡的人為的誤差來源,使測量成果更真實可靠。
參考文獻: