关键词:基坑监测;监测方法;精度控制
1.基坑监测的重要性
随着城市建设的快速发展,向空中谋发展、向地下求空间已成了建筑设计追求经济效益和社会效益的有效手段,由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性,对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测便成了工程建设必不可少的重要环节。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目,往往很难从以往的经验中得到借鉴,也难以从理论上找到定量分析、预测的方法,这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。
①验证支护结构设计,指导基坑开挖和支护结构的施工,为今后降低工程成本指标提供设计依据;
②及时了解施工环境,保证基坑支护和相邻建筑物的安全。
③总结工程经验,为完善设计分析提供依据。
在基坑施工过程中,确保工程安全、基坑稳定尤为重要,施工和监测同步进行,工程监测确保了安全施工。通过对监测资料的研究和分析,不仅可以了解结构在施工过程中的外荷载和内力及变形特征,而且可以认识施工各阶段结构荷载的分布和传递过程,同时还可以了解基坑周围土体的沉降及深层土体的运动规律,对整个基坑工程具有重要的指导作用。
2.基坑的检测方法分析
2.1监测点的布置
观测点的点位,应根据工程规模、基坑深度、支护结构和支护设计要求合理布设。普通建筑基坑,观测点点位宜布设在基坑的顶部周边,点位间距以10~20米为宜;较高安全监测要求的基坑,观测点点位宜布设在基坑侧壁的顶部和中部;变形比较敏感的部位。
2.2监测方法、频率及监测预警值
2.2.1监测方法
水平位移监测可采用视准线法、测小角法、极坐标法、交会法、方向线偏移法等;垂直位移监测可采用水准测量方法、电磁波三角高程测量方法等。在满足精度要求的前提下,尽量使用简单实用经济的方法。
观测时尽量选择基本相同的环境时段进行,并对仪器进行了温度和气压改正,每次监测时做到固定测站点、固定监测点、固定监测线路、固定仪器、固定人员和固定观测方法,并做好记录。
2.2.2监测频率
基坑变形监测的频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验而确定。当监测值相对稳定时,可适当降低监测频率。
当出现下列情况之一时,应提高监测频率:①监测数据达到预警值;②监测数据变化较大或者速率加快;③存在勘察未发现的不良地质;④超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工;⑤基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏;⑥基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值;⑦支护结构出现裂缝;⑧周边地面突发较大沉降或出现严重开裂;⑨临近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂;⑩基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙等现象。
2.2.3监测预警值
首先依据国家及地方相关规范规定确定基坑和侧壁安全等级,根据工程地质勘查报告给定的岩性指标,基坑设计的技术参数,然后确定基坑监测预警值。预警值应包括支护结构的水平位移及领域内建筑物的沉降,具体而言:①支护结构水平位移:对于排桩式锚杆支护体系,累计水平位移不得超过开挖深度的5%,连续3d水平位移速率不得超过5mm/d;对于土钉支护体系,累计水平位移不得超过开挖深度的3%,连续3d水位移速率不得超过3mm/d。②邻域内建筑物沉降:累计沉降不得超过建筑物宽度的1%,连续3d沉降速率不得超过2mm/d,差异沉降不得超过1/1500。
2.3监测数据处理
对变形监测的各项原始记录,应当天整理、检查。经平差改正计算、检核计算的各点的平面坐标和高程,与前次观测数据比较以获得各监测点位移变化量,并对观测值、坐标和高程值、位移变化量进行精读评定,最后形成数据表格。
2.4监测成果的提交及信息反馈
根据监测数据,将观测累计值与预警值进行比较,若累计值小于预警值,则是安全的;累计值大于预警值,则可能有安全问题,发现变形异常或出现突变,应立即核实测量数据,确认正确无误后立即电话通知建设单位或监理方,以便寻找原因,及时消除安全隐患。
3.基坑监测技术的精度控制措施
3.1基坑检测技术水平位移与垂直位移监测精度
确定基坑检测过程中对水平位移监测的精度时,需要考虑的因素主要有:监测精度应满足对水平位移变化速率和监测报警积累值进行监测时的技术要求;监测精度应与现行的测量技术规范标准中的测量精度保持一致;在保证监测成本不超标的前提下提高测量精度要求。由于基坑工程施工过程中具有较多的不确定性因素,且监测人员技术水平存在的差异,监测单位应选用高等级精度仪器进行测量,虽然监测成本增加,但有利于提高监测精度,保证监测质量。
3.2基坑检测技术深层水平位移监测精度
深层水平位移监测过程中,测斜仪系统精度应高于0.25mm/m;系统分辨率应高于0.02mm/500mm,这样的系统精度既能达到测量标准中深层水平位移监测中的报警值,也与现有的大部分测量仪的精度达到一致。深层水平位移监测精度与测斜管具有较大关系,因此在基坑工程开始前预埋测斜管时,应提前检验测斜管的质量,保证测斜管各段接头与管底的密封性;测斜管进行预埋时应使测斜管保证竖直预埋;预埋时测斜管的导槽方向应与需测量的位移方向一致;采用钻孔法进行测斜管的预埋时,应将钻孔与测斜管之间的空隙充分填充,保证密封性。
3.3基坑检测技术结构内力监测精度
对结构内力进行测量时,应考虑温度变化对内力测量的影响,因此,应变计或应力计精度不易低于0.5%F·S,分辨率不低于0.5%F·S,应变计或应力计的量程设计值应为测量值的两倍。应变计或应力计的选用应根据测量点具体情况,选用抗干扰能力强、稳定性高、防水性好、坚固耐用的传感器。此外,在支撑轴力的计算中,由于不同的应力计或应变计具有不同的计算公式,应在测量与技术过程中注意技术公式的正确选择。
结束语:随着人们对基坑监测及其周边建筑物沉降观测的重视,基坑监测工作将越来越细化。监测单位和监测人员将不再仅满足于提供监测数据,还应加强对基坑水文地质的了解与分析、基坑与周边相邻建筑物关系的分析研究,能够在提供及时有效数据的同时,根据正确可靠的结论,指导施工,优化设计,为社会节省时间,节约物资,提高服务质量和水平。
参考文献
[1]佟婧博.常用的基坑水平位移监测方法简介[J].城市建设理论研究.2012.
[2]肖亮强.深基坑施工中的基坑监测技术应用[J].城市建设理论研究.2013.
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