基坑观测

2024-12-18

基坑观测（共3篇）

基坑观测篇1

恰希玛核电二期工程 (简称C2) 位于巴基斯坦旁蔗普省卡路里市。据水文地质资料显示, 该核电站厂址属软土地基, 地表 (绝对标高200.8 m) 以下约6 m的范围为种植粉土, 粉土以下是约150 m~200 m的细砂层。地下水丰富, 常年地下水位绝对标高约为192 m, 为均质潜水, 渗透系数较大。细砂土地基地质情况在国内并不多见, 本文将结合C2核岛基坑降水及沉降观测等内容进行论述和分析。

一、基坑水体环境及降水土体变化

C2核岛基坑北面516 m有150 m宽、4 m深, 东西流向的运河, 东面有2100 m长、30 m宽、5 m深的水渠。平时地下潜水及各河流季节性互补, 水位基本趋于平衡。核岛基坑地基土为细砂土, 易流动, 且致密。降水时, 失水使细砂土颗粒间孔隙水压力消散或转移, 打破了原有的力学平衡, 细砂土体有效应力增大, 同时降水引起的定向河流补水渗流及降水井管周围的渗流发生, 会对其中的细砂颗粒形成渗透水压, 在这两种力的作用下, 细砂颗粒可能会被迫进行缓慢蠕动或压缩, 造成基坑周围的土体沉降。另外, 降水时, 在井管周围会形成一定的降水梯度, 越靠近井管, 降水梯度越大, 降水的深度越大;反之远离井管则降水梯度变小。同时降水深度越小, 这种影响能达到几千米或更远。由于细砂间潜水变化的不同, 细砂土体所受的压力也随降水梯度曲线正比变化, 土体的固化程度也会变化。因此, 位于固化程度不同的细砂土上面的建筑物就会发生不均匀沉降。

二、降水及回灌试验

为制定较准确的施工方案, 减少不均匀沉降对建筑物的破坏, 先要通过降水及回灌试验, 掌握细砂土地基条件下的地下水渗透系数、降水影响半径以及抽出含砂量等各项数据。为保证试验效果、节约成本, 可在待开挖基坑预测管井位置设置试验井, 这样在将来进行基坑降水时试验井还可加以利用。除在试验井内设置观测管外, 根据现场建筑物在试验井周围不同位置和距离设置观测孔, 最近的可以设置1 m~3 m, 最远的可在1 km以上。

经过38天6组降水与回灌试验得出如下数据:泵水含砂量:小于1/200万;渗透系数:83.54 m/d~92.84 m/d, 取89.42m/d, 这个系数比国内其他地基土质的渗透系数大很多倍, 是细砂土地基的特殊体现之一;降水影响半径:核岛基坑降水最大降深为9 m。当降深为9 m时, 约为850 m;水力坡降:为“漏斗形”, 且逾接近井点逾陡;地下水位的临河效应比较明显。从回灌试验数据可以看出, 单井抽水和单井重力回灌不能保持回灌井一侧的潜水位;当压力回灌在回灌流量大于抽水流量的50%时, 则可保持回灌井一侧的潜水位, 但井中压力随着时间逐渐增大, 回灌流量逐渐降低;当回灌流量低于抽水流量的50%时, 回灌井一侧的地下水位受控于抽水井的影响半径, 依然呈现出整体逐渐下降的趋势。

三、降水方案

当降水和回灌试验结束后, 根据试验数据, 制定了“C2核岛基坑降水方案”, 确定了井点数量及布置方式。由基坑涌水量公式及单井抽水量计算的井点数量, 根据潜水性质及水力坡度曲线, 可对核岛基坑周围的管井做出如下布置:一是在潜水流上游加密;二是在降水大的部位多布置降水井;三是在不影响施工的前提下尽量靠近基坑布置井点。

四、沉降观测

基坑降水引起的不均匀沉降是正常情况下整个工程建设中最可能引起破坏的沉降, 尤其在这种均质细砂土的地基条件下。根据现场降水试验数据得知, 当降深为9 m时, 影响区域约为850 m。所以C1核岛、汽轮机厂房等建筑物均在不均匀沉降区, 因此必须对基坑降水进行调节和控制, 以保证降水引起的不均匀沉降对建筑物不构成破坏。

1. 降水及回灌过程观测与调节

C2核岛基坑降水的原定施工方案是在基坑降水的同时, 通过回灌等措施使得周围建筑物 (主要为一期核电站核岛、汽轮机厂房及开关站等旧有建筑) 地下原水位保持不变。但是根据水位观测数据显示, 回灌效果达不到预期目标, 经分析原因有两点:一是地下管道、管廊等地下建筑对回灌加压密封不利, 即使将回灌透水滤管顶端放在潜水位以下, 并用系统管网方式进行回灌, 依然不能满足要求, 毕竟细砂土的渗透系数太大, 土体很难完全封闭;二是回灌井周围潜水层随回灌时间逐渐呈“回灌饱和状态”。这两个原因导致回灌效果不理想, 致使原有建筑物地基水位依然下降, 相应地产生了不均匀沉降。后来试图在C2核岛基坑环形道外侧打入钢板桩, 减少潜水从C1流向C2, 又由于细砂层非常密实、磨擦系数大, 试打钢板阻水也宣告失败, 而其他的截水帷幕方法在这种土质下, 造价势必很高, 工期要求亦不允许, 最终导致原有降水施工方案预期目的无法实现。但是通过对沉降观测数据分析, 发现原有厂房的不均匀沉降并不多, 远不足以引起破坏。据国内专家分析, 原有建筑物下面的细砂土因为颗粒细小、致密, 地基由于建筑物静载等原因, 可能已经有了很大程度上的固化, 因此水位下降后, 地基沉降的才少些。

2. 对基坑降水中沉降观测的分析

(1) 沉降观测的目的。通常所讲的沉降观测就是察看基坑降水的时候是否引起基坑周围建筑物的不均匀沉降。基坑降水会持续抽取庞大的地下水以保证原水位以下工程的顺利进行, 即使用回灌、设置截水帷幕等措施, 由于种种原因也很难阻止基坑周围建筑地基处水位下降。一旦建筑物地基土固化或土体受力不均, 不均匀沉降自然会随之产生, 所以严格杜绝不均匀沉降是很难实现的。我们的目的是在不能导致基坑周围建筑物的破坏前提下, 最大限度地控制不均匀沉降。

(2) 加强沉降观测的数据分析。目前在施工中通常采用的方案是将沉降量的警戒值和最大限值都事先计算出来, 根据实际观测所得数值与之比对, 若沉降量超出警戒值, 则需要停止降水, 这种做法很被动, 也很容易出现各种问题。从C2核岛基坑降水沉降观测可以看出对沉降观测数据分析的重要性, 但对数据进行分析并不仅仅是看不均匀沉降的现状, 还要看不均匀沉降的预测性。如果依据所得观测数据及土体变化的情况, 分析沉降规律, 并结合原有建筑结构受力情况建模, 做出预测, 然后制定整体的降水及控制沉降的策略, 随后根据后续沉降观测数据进行微调, 将是一个不错的选择。这样沉降观测所涉及到的不仅是观测数据, 还有岩土、结构方面的问题, 考虑的问题虽然多了, 但是更能主动地把握基坑降水的度, 结合水位观测指导基坑降水稳定、从容进行。

C2核岛基坑降水从最终结果来看是成功的, 但过程较曲折。在这种细砂土地基中, 这么大的渗透系数, 在国内还不曾遇到过, 因此虽然是个摸索的施工过程, 还是有一定的参考和研究价值的。期望在以后的基坑降水施工中能够加强对数据的分析并用于建模, 以预测降水及周围建筑物沉降变化的方式来指导基坑降水工作。相信这是一个发展趋势, 对核电建设具有一定的意义。

基坑观测篇2

一、钢尺在地面的一端，应使用三脚架、滑轮、重锤或拉力计牵拉，在孔内的一端，应配以能在读数时准确接触回弹标志头的装置。观测时可配挂磁锤。当基坑较深、地质条件复杂时，可用电磁探头装置观测。当基坑较浅时，可用挂钩法，此时标志顶端应加工成弯钩状;

二、辅助杆宜用空心两头封口的金属管制成，顶部应加工成半球状，并在顶部侧面安置圆水准器，杆长以放入孔内后露出地面20～40cm为宜;

三、测前与测后应对钢尺和辅助杆的长度进行检定，

长度检定中误差不应大于回弹观测站高差中误差的1/2;

基坑观测篇3

1 基准点埋设问题

(1) 周边建筑物观测一般设置三个及以上水准基点, 但是如果基坑周长较长, 周边房屋面积又较大的情况下要适当增加水准基点, 且最好有两个基准点相距较近, 在第一次架站观测就能直接检核基准点的精度。

(2) 在复杂监测环境下应布设工作基点, 例如沉降观测点埋设位置比较狭小, 又有遮盖物遮挡视线的情况, 不利于形成闭合环观测的情况下, 设置工作基点, 把工作基点设置于水准线路内, 再由工作基点做支水准路线观测监测点, 这样既有利于避免来回转站带来的误差, 又能方便观测。工作基点一般选择离监测点较近, 能一站监测的位置。

(3) 水准基点埋设应远离基坑, 即要安全牢固, 又要便于保护, 可埋设水准标石, 也可埋设钢筋然后浇筑水泥加以固定。

(4) 工作基点可不求稳固, 便于直接观测最好, 可采用钉子或其他标示物代替。

2 沉降观测点的埋设

观测点的布设是沉降观测工作中一个很重要的环节, 它直接影响到观测数据能否真实的反映出建筑物的整体沉降趋势及局部沉降特点。

(1) 一般布设原则是埋设在建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10～20m处或每隔2～3根柱基上, 高低层建筑、新旧建筑、纵横墙等交接处的两侧, 建筑裂缝、后浇带和沉降缝两侧等等。

(2) 现在危旧房, 砖混结构的老建筑物比较多, 不但地基基础不深, 且有不与主体相连的外跨阳台, 随着基坑的开挖, 建筑的主体结构也许丝毫不动, 但外跨阳台随时都有可能出现裂缝或垮塌, 此时要把监测点埋设在外跨阳台处, 同时也要保证主体结构上有满足规范的沉降观测点数。

(3) 有的楼体比较长, 离基坑比较远的一侧可以少布设观测点, 但是要保证靠近基坑一侧有足够的观测点, 同时也要保证观测数据能够反应楼体倾斜情况。

(4) 沉降观测点埋设一定要牢固, 可用膨胀螺丝直接打入墙体或者埋设沉降观测点, 在高档小区尽量选择美观的沉降观测标示物, 即不影响美观又有利于保护。

3 仪器设备、人员素质的要求

(1) 根据沉降观测精度要求高的特点, 为能精确地反映出建筑物在基坑开挖过程中的精确变化为此要求沉降观测应使用精密水准仪 (S1或S05级) , 水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟瓦合金水准尺。在不具备铟瓦合金水准尺的情况下, 使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。

(2) 人员素质的要求, 必须接受专业学习及技能培训, 熟练掌握仪器的操作规程, 熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序, 对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算, 做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。

4 监测方法及误差影响因素