深基坑监测控制（共11篇）
深基坑监测控制 篇1
目前, 我国大中城市医院的停车矛盾越来越突出。为了缓解停车泊位紧张, 新建或配建地下车库是重要的解决途径之一。
因主城区建筑物比较密集且建造年代久远, 建筑物原地基处理技术相对落后, 再加上道路交通、综合管线复杂, 给深基坑开挖、地下室主体施工也带来相当大的风险, 愈发突显监测工作的重要性。
一、监测控制的重要性和预期目标
(一) 重要性
在岩土工程实践中, 由于地质条件复杂, 岩土工程迄今为止还是一门不完善的科学技术, 在理论分析指导下有计划地进行现场监测控制是十分必要的。监测控制是对工程施工质量及其安全性用相对精确的数值来表达的一种定量方法和有效手段, 是对工程设计经验、安全系数的动态诠释, 是保证工程顺利完成的必需条件。它在实行“信息化”施工方面起到日益重要的、不可替代的作用。有必要通过先进可靠的手段, 建立一个严密合理的监测控制系统, 以确保该基坑工程及其周围环境在施工期间的安全稳定。
(二) 预期目标
通过监测控制, 可以验证设计效果, 指导现场施工;及时获取相关信息, 发现潜在的不稳定因素;累积原始数据, 关注围护结构、周边建筑物、道路及地下管线沉降的大小和变化发展情况, 对区域性特征作丰富的描述, 进而保障管线产权单位及相关部门利益。
二、工程情况
(一) 工程概况及支护形式
江苏省省级机关医院新建的地下停车库工程位于南京市中心江苏路院内, 设地下3层平面移动类自动化停车库, 整个地块呈L形。
场地地形平坦, 四周均为建筑物。基坑挖深9.7m, 局部达11.7m。基坑开挖面积约1250m2, 周长约160m。基坑周边建筑较多, 基坑安全等级为一级。
整个基坑采用普通钻孔灌注桩, 部分采用旋挖桩, 二层钢筋砼支撑 (局部有第三层钢管支撑) 支护形式。因地形尺寸限制, 部分采用旋挖桩Φ1200、Φ1300, 桩长为26.65m;普通钻孔灌注桩直径为Φ900、Φ1000, 桩长分别为18.65m、23.65m。基坑四周采用桩间二重管旋喷桩止水, 坑内采用管井降地下水。
(二) 基坑周边环境
基坑东侧紧靠2号楼 (地上5层, 箱型基础建筑物, 毛石垫层, 基础埋深4.5m) 和江苏路, 地下室外边线距2号楼最近距离约2.1m, 地下室外边线距江苏路路牙最近距离约5.0m。
基坑南侧靠近1号楼 (地上裙楼3层, 主楼18层, 桩基础, 一层地下室埋深6m) , 地下室外边线距1号楼最近距离约3.3m。基坑西侧和北侧紧靠3号楼 (地上3～4层, 桩基础, 一层地下室埋深约4m) , 地下室外边线距3号楼最近距离约3.0m。
(三) 场地水文地质条件
在建的场地地形平坦, 场地地貌单元为河漫滩。基坑开挖影响深度内土层简要分布如下:杂填土、素填土、粉土、粉质粘土～淤泥质粉质粘土。场地地下水主要为孔隙潜水。勘察测得地下水稳定水位埋深为1.4m～1.7m, 年变幅经验值在0.5m～1.0m。场地地下水为潜水, 主要分布在杂填土、素填土和软粘性土中。
三、本工程特点及监测控制的重点、难点
本基坑具有面积小、填土层厚、地下障碍多、周边环境复杂且紧贴房屋、施工难度大、工期较长等特点。经过组织相关人员细致分析, 发现对周围房屋 (尤其2号楼) 及道路地下管线的变形监测是本工程的监测重点。根据监测数据分析与判断, 基坑及周围建筑和道路的安全状况及发展趋势是重中之中。由于道路下地下管线不可能开挖暴露直接观测, 只能通过道路地面沉降情况进行推测, 所以对地下管线变形的监测是监测的难点 (见图1) 。
四、监测控制的内容和对策
根据基坑支护设计图纸, 针对本工程现场监测的重点、难点, 按照国家相关规范、规程的要求, 基坑开挖监测控制主要做好以下几个方面:
(一) 基坑开挖期间监测
1. 支护桩顶水平位移监测点布设
基坑开挖期间, 为及时监控整个围护体的位移情况, 沿桩顶每隔15.0m～20.0m。布设1个桩顶水平位移监测点, 共计布设15个桩顶水平位移监测点 (D1～D15) 。
2. 围护结构深层水平位移监测 (测斜)
用测斜仪通过测量预先埋置于支护结构中的特别套管的变形, 获得基坑支护结构体在不同深度的各点水平位移的发展变化情况。沿基坑支护桩四周布设7个桩体深层水平位移监测点 (CX1～CX7) 。
3. 基坑周边道路沉降监测点的布设
基坑开挖期间, 为及时监控整个围护体的情况, 沿基坑周边道路每隔15.0m～20.0m布设1个道路沉降监测点, 共计布设6个沉降监测点 (R1～R6) 。
4. 加强基坑周边建筑物沉降及水平位移监测
在基坑周边建筑物上共布置37个沉降变形监测点 (H1～H37) , 3个水平位移监测点 (Q1～Q3) 。
5. 支撑轴力监测
为了及时掌握支撑轴力随施工工况变化的情况, 在第一、第二层钢筋砼支撑上各选择8个支撑断面进行轴力监测 (ZC1～ZC16) , 在每个支撑断面的受力主筋上、下各焊接、安装两只钢筋应力计;在第三层钢支撑选择两个支撑断面进行轴力监测 (ZC17-ZC18) , 在每个监测点上安装一只钢支撑反力计。
钢筋砼支撑轴力的计算根据混凝土支撑轴力Pz与主筋钢筋受力Pg之间的比例关系:
式中:
A—支撑截面积;
Egh—支撑砼弹性模量 (折算弹性模量) ;
Ag1—钢筋砼断面的全部主筋 (钢筋) 截面积之和;
Ag2—单根钢筋应力计截面积;
Eg—钢筋弹性模量;
Ec—砼弹性模量。
由此可得断面位置的支撑轴力Pz。
钢支撑轴力可按下面公式进行计算:
式中:
P—钢支撑轴力值;
k—传感器的标定系数;
f0—传感器在支撑受力前的初始自振频率;
f—轴力计在某一荷载时测量的自振频率。
安全判断条件为P≤[P], 式中[P]为允许值。
6. 支撑立柱沉/隆监测
为了掌握坑内土体卸荷后支撑立柱的沉降或回弹变形量, 在支撑轴力较大的立柱处设置观测点, 共计布设9个立柱沉/隆监测点 (L1～L9) 。
7. 不可忽视坑外地下水位的监测
地下水位监测的目的是了解围护结构的止水情况, 防止由于渗漏水而引起坑外水土向坑内的流失, 从而导致基坑围护结构失稳、周围地下管线受到破坏。同时, 可根据坑外地下水位的变化, 协同分析、判断坑外水、土压力的大小和发展变化情况。根据设计要求, 基坑支护结构外侧布设3口地下水位监测孔 (SW1～SW3) 。
(二) 加强现场巡视检查
1. 巡查工程本身围护结构体系有无裂缝、变形、渗水、坍塌;支护体系根据工程进度换撑的及时性;基坑周边堆载情况;地下水控制情况等。
2. 巡查周边建 (构) 筑物有无裂缝、剥落, 地下室是否渗水等;道路、地面有无裂缝、沉陷、隆起、地面冒浆等;地下管线的检查井等附属设施的开裂及积水变化情况等。
3. 重视报警值的应用。按照设计要求以及满足现行规范、规程的要求, 结合工程质量和经济等因数取设计值的80%作为预警值。当监测值达到报警值时, 要及时提出书面报警材料, 提醒有关各方, 迅速组织由业主、监理、施工方、监测单位参加的有关会议, 分析产生的真正原因, 提出针对性改进措施。经计算, 各报警值如表1所示。
4. 可能出现的险情与应急预案。基坑开挖出现的险情通常有三类:一是止水失效, 出现漏水流沙现象, 发生险情;另一类是变形过大, 危及基坑及周围建筑和马路的安全;第三种是降水井失效, 基坑开挖难以正常进行。
基坑开挖前成立开挖应急网络小组, 责任到人, 并做必要的抢险物资准备;
如果出现漏水流沙现象, 立即停止挖土, 并及时派人用棉絮和高标号水泥、水玻璃加引流管封堵引流;如果漏水流沙很严重, 上述方法控制不住, 则回土反压, 坑外补旋喷桩止水, 继续加强监测;
如果基坑开挖过程中变形过大, 地面、房屋出现裂隙等情况, 则立即停止挖土, 限制周围施工堆荷, 分析原因, 必要时回土反压, 增加支撑, 加密监测;
如果变形过大, 但基坑已开挖到底, 则要土建施工单位加快垫层和底板施工进度;如果马路下管线变形过大, 则尽可能将管线暴露并采取支托保护, 加强监测;
如果降水井失效, 基坑开挖难以正常进行, 则增加轻井降水;
支护结构施工期间 (尤其旋喷桩施工) 对2号楼及门口一层平房影响较大, 旋喷桩必须避开施工, 并控制注浆压力, 必要时对2号楼增加施工期间变形监测。
5. 监测技术成果递交要快速及时。每次监测后, 要对各项测试数据进行电算分析, 监测单位要迅速地把支护桩顶、周边道路、建筑物沉降、深层水平位移 (测斜) 支撑轴力等监测报表, 及时传送至工地各有关参建单位。如出现异常或险情, 监测完毕后立即将异常或险情地段的资料算出, 现场就提交给监理和业主, 供分析使用。
地下车库地下主体工程结束, 基坑土体部分回填后, 即可终止安全监测。监测单位要对所测资料进行全面的综合计算分析, 形成基坑监测最终分析成果总报告, 以便于备案存档。
五、结束语
在城市中心密集区进行深基坑施工, 监测控制作为一项重要的工作, 应引起各方高度的重视。在保障附近建筑物、综合管线安全方面有着非常重要的作用。应把握好深基坑监测控制的难点、重点, 并抓好监测控制的质量, 为现场科学施工提供强有力的信息化数据支持, 及时动态地分析现场存在的问题, 必要时对施工组织方案作些适当的微调, 真正做到有的放矢、安全可控。与此同时, 要采取一些正确的应对处理措施, 确保基坑的安全, 进而保证整个工程的顺利实施。
参考文献
[1]GB50497-2009.建筑基坑工程监测技术规范[S]﹒北京:中国建筑出版社, 2002
[2]JGJ8-2007.建筑变形测量规范[S]﹒北京:中国建筑出版社, 2002
[3]GB50026-2007.工程测量规范[S].北京:中国建筑出版社, 2002
深基坑施工中监测技术研究 篇2
关键词：深基坑；建筑工程；监测技术
近年来，在我国经济的迅猛发展下，建筑行业作为关乎国计民生的重要组成部分也得到了迅猛发展，建筑用地日趋紧张，开发和利用地下空间已经是绝大部分开发商的选择，如：地下超市、地下实验室、地下办公大厅等建筑已经存在于各大都市。然而，这些建筑都必须基于对深基坑规模和深度的不断拓展，所以，工程建设中要严格做好深基坑施工过程中的监测工作，保证施工安全和工程质量。
一、深基坑工程施工技术的特点
深基坑施工主要是针对基坑支护体系的设计、施工和土方的开挖，是一项综合性很强的工程。深基坑施工主要有建筑条件的复杂性、建筑面积的扩大性、建筑安全性以及基坑支护技术繁杂等特点，以下是笔者对深基坑施工技术特点的具体分析。
1.深基坑工程施工条件的复杂性
随着我国建筑行业的不断发展，各大城市高楼大厦林立，同时建筑用地也在逐渐减少，寸土寸金已经深入人心，在这种情况下开发商改变了投资方向，将开发地趋向于沿海、山区等地质多变的边远地区。由于沿海、山区地理环境复杂多变，水文特征不易观察，给深基坑的建设带来了巨大困难；同时，由于沿海地区一些老式建筑地下管道建设落后，线路错综复杂，也在一定程度上给土建工程深基坑支护建设增加了困难。
2.深基坑的面积、深度不断加大加深
由于我国人口数量大，土地人均占有量少，同时加上建筑行业的不断发展，造成了建筑向下或者向上不断拓展的局面。地下车库、地下住宅、地下电影院、地下超市等，已经普遍出现在一线城市的各个角落，同时高耸入云的摩天大楼也在城市中不断拔地而起。对于这种情况，必须重视地下深基坑工程的建设，时刻做好工程监测，在加大、加深基坑建设的同时，用最好的防水设施、材料防止地下渗水、雨水对建筑的影响。
3.深基坑工程实施中安全事故多发
深基坑支护的建设受当地地理环境的影响和施工条件的影响，在建设过程中会产生安全隐患。深基坑建设过程中必须注重支护的建设，如果没有支护，深基坑会破坏自身的稳定结构，造成工程的坍塌，严重威胁到施工人员的人身安全，甚至会对建筑周围的房屋以及地下排水系统造成威胁。因此，在建设加深、加大的深基坑时，要严格按照施工规范和设计要求针对支护进行搭建，保证支护效果；同时，注意深基坑防水的监测，避免因地下渗水、雨水的影响给建筑工人带来安全隐患。
4.深基坑支护技术的繁杂性
随着建筑行业的发展，深基坑支护的建设方法越来越多，比如水泥土墙、地下连续墙、排桩墙、拱墙等支护的建造。可见支护在深基坑的建设中至关重要，因此在深基坑建设过程中必须按照工程规范和设计要求严格施工。
二、深基坑工程的监测技术
深基坑监测是指在施工过程中，对建筑基坑支护和土方的开挖以及周围环境实施的检查、监控及对工程的及时调整工作，保证建筑工程质量，为人们生活带来便利。
1.深基坑工程监测的意义
由于深基坑工程的实施对建筑工程周边环境和水文地质的要求很高，很难从以往的基坑建造经验中得到有效的借鉴，同时理论上的分析、预测对多变的地下环境也不适用。因此，在深基坑工程实施中必须要有专业人员时刻做好监测工作，保证基坑实施过程中工作人员的安全和深基坑的质量问题等。
首先，深基坑土方开挖时，专业人员要适时记录开挖过程中所遇到的问题，计算监测数据并及时按设计要求预测基坑开挖承受的最大强度，为降低工程成本提供有利的数据参考；其次，要严格按照设计要求进行基坑开挖，对地下土层、地下管线、设施以及周围建筑在开挖中所受影响降到最低，保证周围建筑及人民的安全；最后，工程施工过程中要及时预测险情发生、发展的情况，以便能及时采取安全补救措施。
因此，深基坑施工过程中监测技术的应用不仅能取得大量测试数据，使工程能安全、稳定的进行，同时还能对工程进行经验总结，节省工程成本，保证施工方的根本利益。
2.深基坑监测技术要遵循的原则
深基坑工程监测过程要有一定的原则，避免因深基坑监测数据不准确而造成工程安全问题、工程质量问题。以下是深基坑工程监测自始至终应遵循三个原则：
（1）稳定原则，即监测过程中的基准点、工作基点、观测点、斜测点要稳定；
（2）固定原则，即深基坑监测过程一定要保持固定人员进行数据监测和整理；同时，对观察路线、镜位、程序和测量方法一定要固定；
（3）一致原则，即监测过程中周围的环境条件一致。
3.深基坑监测工作中的一些注意事项
首先，深基坑围护的重要性。深基坑施工过程中一定要有围护结构，用来挡水、挡土及阻隔与施工无关的人员。因此，护围结构必须安全有效，确保施工环境的安全稳定。一般深基坑的护围采用现场浇灌地下连续墙结构进行围护，并用混凝土搅拌桩在基坑外侧进行防水。深基坑开挖时必须将地下水抽出，然后按基坑设计方法，在中间配上钢管结构的水平支撑进行加固。
其次，深基坑监测要有时效性。基坑监测过程应该按照施工规范和设计要求严格执行。在基坑监测点设置好两天后，进行原始值的多次测量；基坑开挖后，监测频率要根据施工速度的变化随时进行调整，如发现基坑开挖过程中有异常情况产生应加强监测，保证基坑开挖的顺利进行；工程设计人员应该对每个监测点都设置一个预警值和报警值，方便现场监测人员进行危险系数的读取，如达到预警值时及时对监测点进行标注，达到报警值时及时命令施工人员停止施工，并向设计人员反映情况，做出相关的安全措施。
再次，针对基坑位移的监测。基坑位移监测一般采用偏角法，在施工范围外2-3m内进行3个监测点的建设，以便施工中共同进行位移测试。位移监测需要定向进行，因此要对监测点进行一定的保护。首次位移监测时，要注意各个监测点距离的测量，计算出各个监测点的秒差，并做好记录，方便以后位移量的计算。
然后，要做好磁性沉降标的监测。磁性沉降标的测量时必须根据沉降标孔口的严密保护，并将孔口按同一顺序进行编号，与测量结果对应；同时，根据施工设计要求，对孔口进行适时的调整，从而提高施工质量和施工进度。
最后，要注意斜测移的使用。在进行较大的深基坑工程时一般采用传感器为双测头结构的斜测移，它不仅可同时测量两个方向的斜测量，而且精度高，方便深基坑准确的按照设计要求建造。另外，要注意在连接读测仪器的电缆和探头时，必须根据工程规范使用原装扳手，避免因连接问题早成读测仪器出现错误；测量时注意探头插入斜测管时，要将滚轮卡在据孔底0.5m的导槽上，认真记录测量数据，对出现差值较大的数据应该重新多次测量，确保测量的准确性。
结语：
总之，在深基坑工程的实施过程中，必须注重对深基坑施工过程中的每个细节实时进行监测，并记录监测数据，对检测数据進行科学合理的分析，严格按照施工规范和设计要求进行工程建设，只有这样才能有效的保证工程的质量与施工中的安全。
参考资料
[1]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（14）
[J].经营管理者，2013（11）[2]吴山峰，沈忠晓.建筑工程深基坑施工需要注意的几个问题[J].中华民居（下旬刊），2013（7）
深基坑监测 篇3
某地铁停车场地下库区建筑面积为61 781.7 m2,基坑开挖深度约为12m,基坑围护方式分以下几种:①列车运用库(长约300 m、宽约120 m)和相邻的道岔咽喉区(长约150 m、宽32～120m)采用双排桩支护结构,局部土层为岩层的采用放坡+土钉形式;②出入段线(长约200 m、宽约15 m)和相邻的道岔咽喉区(长约350 m、宽15～32 m)采用单排灌注桩+二道支撑的支护结构;③内支撑:第一道采用砼支撑,其他各道采用钢管支撑,支撑水平间距为6m。
2 基坑监测方案设计原则
根据设计要求、地质条件和施工方法,结合现有的监测技术,按照“全面监测,突出重点,保证安全”的总体原则,合理选择监测项目,优先监测关键部位和重点保护路段,合理布置监测仪器,使监测方案高效稳定,方便适用,经济合理。同时,尽量排除施工干扰,最大限度地获取监测信息,达到监控施工的目的,为设计和施工提供必要的信息和依据。
按照《停车场施工图设计》、图纸会审和有关规范,结合本基坑工程的特点,确定监测项目和监测点,制订监测方案,进行全面、系统的监测和监控,及时反馈监测信息,实现停车场工程的信息化施工。
3 基坑监测的内容
本工程基坑重要性等级为I级,根据基坑土方开挖方案,确定本工程基坑监测的内容,具体监测内容包括:①沉降观测;②支护桩顶部水平位移监测;③支护结构深层水平位移监测;④支护结构受力监测,即布置钢筋计算监测支护桩的受力状况;⑤水平支撑轴力监测,即监测支护桩结构内支撑轴力;⑥周围环境监测,即人工巡视和观察周围房屋等建筑物和土体表面裂缝等。
4 监测方案
4.1 监测点仪器安装和埋设
4.1.1 沉降监测
沉降监测包括两项内容:①水准基点埋设。根据基坑情况布设3个以上基准点,并设置一定数量的工作基点,基准点应埋设在沉降影响范围外的稳定区域;②沉降点布设。沉降点共埋设156个,其中支护结构顶部109个,地面沉降点47个。
冠梁沉降观测点布置在冠梁顶部,沿基坑冠梁间隔20 m左右设置监测断面,共埋设109个冠梁沉降监测点。
地面沉降点在基坑纵向方向每隔50 m左右埋设一个断面,共47个观测点。在地面设置沉降标志,地面沉降点的埋设方法是采用钢钉或Φ14、长0.2 m左右的钢筋打入地下,地面用混凝土加固。地面测点分布详见图1.
4.1.2 支护结构顶部水平位移
水平位移观测点布置在冠梁顶部。支护结构顶部的水平位移观测点,沿基坑冠梁间隔约20 m设置监测断面,共109个水平位移监测点。
4.1.3 测斜管埋设
采用测斜仪监测支护桩深层侧向水平位移。沿基坑冠梁间隔40～50 m设置一个监测断面,共埋设测斜管约39个。测斜管布置在支护桩体内,露出冠梁顶部10～20 cm。
4.1.4 钢筋计设置
事先根据监测点应力的计算值选择合适的钢筋计量程,在安装前对钢筋计进行拉、压两种受力状态的标定,共对39根桩进行监测。在支护桩的主筋上竖向间隔5 m布设钢筋计,即在支护桩5 m、10 m处设置钢筋计。将钢筋计安装在钢筋网上,可以用焊接安装方法或者采用可选的端头带螺纹的钢筋计进行丝扣安装。当然,还可以用普通或者特制适配器将它作为姊妹杆(IRCL型)使用,这种适配器可用于特殊安装情况,比如将用作地面控制的项目作为支撑结构的一部分。
4.1.5 轴力计布设
根据施工设计,第一道支撑为砼结构,安装钢筋计监测支撑轴力;第二道支撑为钢结构支撑,安装轴力计监测轴力。共需布设12个断面进行轴力监测。
轴力计通过安装架固定在钢支撑的端头。钢支撑和轴力计安装后,即可确定支撑的轴向荷载和偏心荷载。详见图2.
4.1.6 保护措施
观测装置和观测点安装埋设完毕后,均要采取保护措施,防止施工和人为损坏。具体保护措施:①观测孔孔口均要浇筑砼保护墩,并在保护墩上作明显标记。②测量放样定观测点位置时,如果与其他建筑发生冲突时,在设计允许的范围内,经监理人批准,适当改变测点位置。③观测设施埋设完成后,将点位布设图及时上报监理人,由监理人转发各有关施工单位,通知有关人员注意保护。④观测电缆线要穿管保护,并挖电缆沟埋设,严禁裸露在外和架空牵引。
4.2 观测方法、频率及监测时间
4.2.1 观测方法
4.2.1. 1 沉降监测
使用瑞士产精密水准仪进行测量,水准基点监测控制网采用独立高程系进行往返观测。沉降观测按国家二等水准技术要求进行测量,测量高差的误差为±0.5 mm,观测点高程的误差为±1.0 mm;高差闭合差为±1.0 mm。
4.2.1. 2 水平位移测量
水平位移监测使用全站仪(±2",2+2×10-6D),采用坐标法观测点位变化。水平位移观测点中误差为±2mm。
4.2.1. 3 测斜管监测
将测斜探头放入测斜管底部,提升电缆,使测斜探头沿测斜管导槽滑动,自上而下、每隔一定距离逐点量测每个测点相对于铅垂线的偏斜。测点间距一般就是探头本身的长度,因而可以认为量测结果沿整个测斜孔是连续的,这样,同一量测点任何两次量测结果之差,即表示量测时间间隔内围护结构在该点的角变位。根据这个角变位,可以把它们换算成每个测点相对于测斜管基准点水平位移。由此,可以提供围护结构沿深度方向的水平位移随时间变化的曲线。
使用基深CX-3钻孔倾斜仪,选用直径70 mm的CXG型测斜管进行测量。测读时测点间距为1 mm。第一次(基坑开挖前)测试时,每个测斜孔至少测试2次,取平均值作为初始值。
4.2.1. 4 钢筋计、轴力计监测
采用振弦频率读数仪测量,为单点手动测量。
4.2.1. 5 巡视观察
定期由富有经验的技术人员进行巡视观察,主要对地表、建筑物裂缝、塌陷,支护结构工作失常、流土、渗漏或局部管涌等严重不良现象的发生和发展进行记录、检查和分析。
4.2.2 监测频率
根据施工进度确定监测频率。工程需按照以下要求进行:①监测项目在基坑开挖前应测定初始数据,且不少于2次。②沉降观测、水平位移、测斜。开挖深度≤5m时,2次/周;开挖深度≥5 m时,1次/d;底板浇筑完28 d时,3次/周;28d后2次/周。③轴力监测。底板浇筑前2次/周,底板浇筑完时,1次/周。④支护桩内力监测为1次/周。⑤当监测数据达到监控的报警值、出现事故征兆或连续暴雨天时,应加大监测密度,并及时向有关部门报告监测结果,立即采取应急措施。
4.2.3 监测时间
支护桩施工埋设监测装置和监测点需要约4个月时间。基坑土方开挖开始监测至地下室结构工程到施工完成共计约12个月。
4.3 监测控制标准
根据设计要求,本基坑的水平位移、地面沉降控制指标为:围护结构水平位移最大值为40 mm;地面沉降最大值为20 mm。监测报警值不应超过设计值的80%.
建筑物允许水平位移、地面沉降控制标准见表1、表2.本工程监测点布点情况详见图3、图4.
注:H为建筑物高度,m;桩基础建筑物允许沉降值不应大于10 mm;天然地基建筑物允许最大沉降值不应大于30mm。
摘要：以某停车场深基坑围护为案例,详细说明了监控点的布设、保护措施、监控频率、监控方法等,并对监控数据进行了分析整理,并对反馈作了详细分析。
关键词：基坑维护,监控点,监控频率,监控方法
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[2]中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
建筑工程深基坑成本控制优化论文 篇4
摘要：当前房屋建筑企业得到了前所未有的发展，在建筑工程施工中，除了要考虑到工程本身的质量之外，还要考虑到工程深基坑周围的环境，因此，本文针对当前建筑工程深基坑支护方案优化和成本控制问题进行探讨，根据相关资料和实例对这一问题进行解析，可供参考。
关键词：建筑施工;深坑支护;成本控制
随着近几年的发展变化，施工技术和建筑行业有所普及，居民对房建工程的要求越来越高，使得当初房建工程深坑支护工作也越来越重要。在我国多雨的南方地区，由于降雨频繁，地下水储量丰富，这样一来就会在深基坑支护工作带来不必要的麻烦，再加上施工过程中出现的问题，将会直接影响到深基坑的安全、质量和工程进度。因此，就要求施工方在施工前，对施工方案进行优化和完善，确保建筑工程深基坑方案的优化，从而保证施工质量和进度。
1施工项目简述
项目工程位于我国某省会的高新区，建成后项目大门面向省会主干道，规模是建立起10栋高层建筑，平均每栋建筑30层，同时还带有两层地下车库，建工程面积为25万m2，在工程建筑西边约160m处为排洪储水湖，西北面为城市的泄洪渠，工程东边5m处是省会主干道，南边是主干道的支路，西边为处居民区，地上为18层高，带一层地下车库，且已有相当多的居民入住。当前项目从建造过程来说属于在建项目，深基坑支护工作已做到了安全稳定，地下两层停车场已经完工，这项工程正是已做出工程优化的深基坑支护方案，不仅确保了施工安全，加快了施工进程，同时还节约了施工成本，让房建工程获得了最大化的经济收益。
2施工现场的环境
该项目处于城市的中心地带，工程的三个方向都是城市道路，工程建筑的地下停车场为两层，工程场地中各个方向也没有出现放坡条件，而工程的基坑终于长约为765m，同时，基坑由于在一面靠近蓄水池，这样一来就使得基坑地下管线相对复杂，但是有丰富的地下水，且水位也相对较浅。项目场地中岩石的分布主要有个层次，分别是填土、淤泥、黏土、粉制黏土、圆砾和风华岩石组成，分布规律也是自上而下的分布。针对每一个土地环境的不同，所采用的施工方式和基坑建设工作也会不同，因此就需在深基坑工作中，针对施工过程中出现的不同地理环境和地质内容制定出不同的施工方案。
3工程施工的重难点
深基坑项目工程是房建工作的基础工程，深基坑质量的好坏同样可以影响到房屋建成后的整体质量。因此在深基坑建设过程中，需对出现的几个重点难点进行全面的了解。
(1)在深基坑开挖时，开挖的深度应该根据楼层的特性去执行，一般来说裙楼的开挖深度一般为9.5m，而对于塔楼来说，深基坑的深度应该是13.5m，当前工程的深基坑面积为3.6万m2，在深基坑等级中属于一级。
(2)有些施工场地相对较小，场地周边又分布置者主要道路，同时在地下还存在着各种相互交错的管道，这样的环境就不能作为深基坑建设的施工地点。
(3)经过相关的调查，当前项目的深基坑工程场地内部，圆砾层相对较厚，最厚的地方甚至达到了33m，这样一来，这块土地在工程项目中，就会与出现承受能力强的体型，可当做房屋的基础持力层进行处理，但是这样的土质容易出现渗水现象，给建成后的房屋带来渗水情况，从而使房屋质量受到影响。因此，想要在这样的土地上进行房屋建造，首先就要做好防水防渗工作。
(4)地下水源异常丰富，同时地下水水面到地平线的垂直距离为4~6m，导致深基坑不能进行开挖工作。是因为地下水本身就会对岩土层产生影响，会让岩土层的土壤强度变低，导致岩土层缺少应有的土地强度，从而使房屋地基质量下降。如果项目施工时再赶上雨季，使地下水水位上升，这样的情况下，在深基坑开挖的过程中就会出现严重渗漏问题。如果没有对地下水采取相应的隔水和浆水测试，很可能在深基坑开挖过程中，出现突涌等地质灾害，从而出现严重的工程事故。因此需要在深基坑设计过程中，在工程策划各方面进行详细的`工程浆水工作计划，从而确保工程实施的安全。加上工程建设是在城市中心开展，相对于其他地区，周边环境相当复杂，因此进行深基坑工程开展过程中，必须考虑到工程对周边环境的影响[1]。
4规划支护降水方案
在进行支护浆水方案的策划过程中，需根据当前项目的特点和场地限制进行规划，同时还要考虑到规划后施工技术的可行性，保证施工的安全。同时，在进行方案优化选择问题上，要考虑到工程的效率，做到缩短工期，降低工程成本。
4.1采用止水帷幕支护
对地下水进行降水工作过程中，可以采用钻孔注桩和止水帷幕的支护方式进行，具体做法是首先要在基坑周围事先挖好抽水井，并对抽水井的井壁做好防水措施，在钻孔注桩和止水帷幕支护方式后，就可以在事先挖好的抽水井中进行抽水工作，利用水流连通器的原理，降低地下水水位，从而确保工程的正常运行，这个方案可以有效解决地下水位偏高对周围环境的影响，但是由于房屋建设工程的周期行较长，而且在抽水井工作的过程中，容易发生偏离，这样就不能对地下水水位进行降水处理。同时，由于抽水井在使用后，如果出现问题会立刻导致基坑表面渗水，从而使这项规划存在着较高的风险性，在实施过程中的成本消耗也相对较高。
4.2连续断墙支护方式
连续断墙的支护方式主要是在地下水水位较高的地区设置一层隔水的泥浆，让连续断墙与基坑墙壁相互连接，使得基坑的墙壁与地下水之前形成一道阻碍，将地下水隔绝。之后再对地下水位进行静止水处理工作，简单来说就是抽水工作，从而保证基坑内含水层缺少水源补给，这样一来，在对静止水进行处理后，就能实现地下水降水工作。这种规划方案在实际应用中也确实可行，降低地下水水位正好可以满足当前深基坑工程建设的需要。不仅如此，在深基坑建设工作完成后，深基坑墙壁的隔水层还可以直接用来当做地下室外墙使用。这项工程虽然可以做到隔水和地下室外墙建设两个工程的工作，但是由于受到深基坑施工场地的限制，因此在施工过程中，注意事项也会相对复杂，工程难度较大，因此会提升施工成本[2]。
5在施工过程中控制成本的管理
在深基坑支护设计和基础加固处理的设计规划中，除了要考虑到施工的可行性和施工质量之外，还要考虑到施工成本的建设工作。在当前施工的复杂环境下，在施工中容易出现工程安全事故，导致处理成本增加。当前方案建设过程中，建设工程不仅要求施工单位具有丰富的施工经验，还要求施工监督管理部门工作能够落实到位，施工过程中引起安全事故和成本提升主要是因为工程出现问题时，施工人员反应慢、处理问题时优柔寡断，导致问题处理得不及时。因此，对工程监督到位、工程建设人员内部进行组织协调工作、在现场实践工作过程中相互配合、制约，才能在施工建设中降低地下水水位，保证施工质量和建成后房屋整体质量，提升建筑行业发展。
6结论
综上所述，深基坑建设工作是房屋建设工作的基础，也对房屋建设工作起到了重要的作用。当前社会建设工作的不断发展，对施工单位和施工人员来说，都提出了相当大的考验和难题，保证深基坑工程建设，降低施工成本，对当前的房屋建设工作来说，还有很长的一段路要走。
参考文献
[1]卫斌.山西创业大厦深基坑支护方案优选方法研究[D].北京：中国地质大学，.
地下工程和深基坑安全监测技术 篇5
【关键词】基坑；监测；安全
近几年在地下工程和深基坑施工中，不断出现坍塌事故的调查情况表明，地下工程和深基坑发生重大事故前或多或少都有预兆，如果能够在基坑开挖的过程中切实做好监测工作，及时发现事故预兆并采取适当的措施，应该是可以避免重大基坑事故的发生或减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。
安全监测是施工组织的一部分，属动态管理范畴，是指在整个土建施工过程中对地下水动态、支护结构变形及内力、土层的稳定以及施工对周围建筑物和设施的影响进行观察、监控和量测。通过对量测数据的分析处理，来判断地层、结构的安全稳定性，判断施工对周围环境的影响程度，进而指导施工。现就工程实例谈谈现场监测在明挖结构的基坑开挖施工中的具体应用。
0.工程概况
肇庆恒裕海湾地下工程，南侧靠近旧式民居，基坑总长为155.6m，标宽18.8m，开挖深度深（平均挖深为18.6m），主体结构建筑面积26327.5m2。采用明挖顺做法施工，基坑围护结构采用钻孔桩加钢管内支撑支护。主体基坑施工于2010年11月开始，2011年7月完成，基坑围护结构支撑密集众多，跨度大是本工程施工的重点、难点之一，为确保基坑施工的安全顺利，必须加强对周围建筑物、围护结构的现场监测。
1.水文地质
结构主要位于〈5Z-1、5Z-2〉可∽硬塑状砂质粘性土，承载力较大，压缩性较小，工程性质及整体均匀性均较好。按地下水含水层介质的不同，该段主要含水导层为海陆交互沉积砂层，〈2-3〉空隙含水层及中风混合岩带〈8Z〉裂隙含水层，其余土层全风化岩含水微弱，可视为相对隔水层。
2.现场监测的实施
2.1监测项目及测点位置的确定
监测项目的选择和主次项目的确定，即关系到基坑施工过程中的安全，也关系到工程费用的大小，随意增减监测项目都会造成不必要的损失。本工程在结合工程现状及监测技术水平的情况下，确定了以下的监测项目及各测点位置：
2.2测点数量及布置要求
（1）围护桩水平位移：25个测点，测点平均间距15m。
（2）土体侧向变形：布置在三个断面上，同一孔测点间距0.5m。
（3）支撑轴力：三个断面，布置在支撑靠近端头处。
（4）地下水位：6个测孔，布置在三个断面上。
（5）侧向土压力：40个测点，同一孔测点间距2-3m。（土压力盒须安装在迎土侧的护壁外侧。
（6）钢筋应力：选择三个断面上的桩监测。每根桩的主筋上焊接5根钢筋计，迎土侧主筋上3根（顶板、中板、基底）；基坑侧2根（第一道和第二道支撑中间位置、第二道支撑和基底中间）。
（7）桩身变形：选择三个断面上的桩监测。测斜管须在桩心处预埋，底部达到桩底底面，顶部预留出桩顶冠梁的高度。灌注混凝土时需注意对倾斜管的保护，并保证起铅垂向下。
（8）桩身砼应变：与钢筋应力同桩监测，每根桩上布置5个测点，迎土侧2个（第一道和第二道支撑中间位置、第二道支撑和基底中间）；背土侧3个（顶板、中板、基底）。
2.3报警值及监测周期的设定
该工程的基坑变形报警值根据监测内容，选用围护结构水平位移及钢支撑轴力作为施工安全判别标准的报警值，其设定如下：
（1）平位移报警值（F）：
F=F实/F容
F实：水平位移实测值；
F容：水平位移允许值（第二部开挖：15mm；第三部开挖：20mm；第四部开挖：30mm）。
当F>1：危险；1>F>0.8：注意；F<0.8：安全。
（2）支撑轴力报警值（N）。
当实测的支撑轴力在容许值3000KN范围内，结构判断为安全。
（3）监测工作的监测周期应根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，间隔时间不超过3天，其余情况可延至5-10天；当变形发展速率较大、场地条件变化较大或支护结构开裂、安全性（F、N值）为注意时，应1天监测1次；当变形急剧发展、安全性为危险或出现事故征兆时，则要对变形连续监测，及时掌握变形发展趋势和准确判断基坑安全状况。
2.4监测数据的分析与预测
每次监测工作结束后，应及时整理监测数据，以便发现数据有误时可及时改正补测，当发现观测值有明显异常时，能及时采取相应措施。同时还应分阶段、分工序对量测的结果进行总结和分析：
（1）数据的处理：将原始数据用频率分布的形式把数据分布情况显示出来，进行数据的数值特征值计算，舍掉离群数据。
（2）曲线拟合：用函数表达式进行曲线拟合，以便对下一阶段的监测数据进行预测。
3.结束语
深基坑工程的变形监测 篇6
随着城市建设的发展, 深基坑开挖工程越来越多, 由此带来基坑本身、周围环境的安全问题也越来越复杂, 深基坑开挖现场监测工作也日益受到重视。监测工作既是检验基坑设计理论正确性和发展设计理论的重要手段, 同时又是及时指导正确施工, 避免基坑工程事故发生的必要措施。因此, 必须制定合理的监测方案, 对基坑支护结构、基坑周围土体和相邻建筑物进行全面、系统的监测[1,2]。
1 深基坑监测的基本要求
(1) 监测工作必须是系统的、有计划的, 应严格按照有关技术文件执行, 这类技术文件应包括监测方法, 使用的仪器, 监测精度, 观测周期等。对于测点的布置, 应满足规范的要求, 根据现场的施工条件而定。
(2) 监测数据必须是可靠的。数据的精确性由监测仪器的精度、可靠性以及观测人员的素质来保证。在监测中要遵循“五定”原则。所谓“五定”指基准点、工作基点和监测物上的观测点, 点位要稳定;所用仪器, 设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性, 使所测的结果具有统一的趋向性, 保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致, 使所监测的变形更真实。
2 监测方案设计[3]
2.1 控制点设计
控制点是整个监测的基准, 所以在远离基坑, 稳定、安全的地方布设, 一般在距离至少大于两倍基坑深度的地方布设。每次监测时, 均应复查控制点本身是否受环境影响或被破坏, 以确保监测结果的可靠、准确性。平面控制网的布设, 采用从整体至局部, 逐级控制的方法, 首先设置布设首级网, 其内布设次级加密网。控制点的埋设, 应以工程的地质条件为依据, 因地制宜进行, 均采用强制对中观测墩, 对于自由等边三角形所组成的规则网形, 当边长在200 m以内时, 测角网具有较好的点精度。
2.2 围护结构的监测
围护墙顶水平位移、沉降的监测。在围护墙顶设置水平位移观测点兼作沉降观测点, 测点采用钢筋桩预埋在桩顶上, 钢筋上刻上十字丝作为点位观测用。对于沉降观测采用精密水准仪, 铟钢尺, 每次测量应采用环形闭合方法或往返闭合方法进行检验和平衡误差, 闭合差应根据不同的监测要求来确定。水平位移监测主要用全站仪, 每次观测时采用正镜倒镜坐标, 取平均值。
桩体的水平位移, 通常采用测斜仪测量, 侧向位移的初始值应取基坑降水之前, 连续三次测量无明显差异之读数的平均值。将围护桩在不同深度上点的水平位移按一定的比例绘制出水平位移随深度变化的曲线。
2.3 周围土体系统的监测
监测内容为围护墙体外侧和内侧主动土压力及被动土压力, 坑外土体水平位移与沉降, 坑内土体的隆起。沿基坑的周围布置土压力监测点, 垂直于基坑的开挖面埋设土压力盒, 位置最好选在同基坑开挖深度相当的坑外土体中。土体系统的水平位移可用围护墙体的位移代替。基坑隆起的检测点则应按基坑的形状和基坑面积均匀布置。
2.4 地下水位的监测
地下水位监测, 首先必须测取水位管口标高, 从而可测得地下水位初始标高。在以后的工作进展中, 可按需要的周期和频率, 测得地下水位和地下各土层标高的每次变化量和累计变化量。对于地下水位沉降的报警值, 应由设计人员根据地质水文条件来确定。
2.5 相邻环境监测
建筑物变形监测包括沉降监测, 水平位移监测和裂缝监测等部分内容。沉降监测、水平位移监测方法同上。路面、管线沉降监测:城市地区的道路与地下管线网是城市的命脉, 其安全与人民生活和国民经济的发展紧密相连, 因此做好它们的监测是非常重要的。在绘制基坑工程环境关系图时能及时了解市政管线的走向、阀门位置等情况, 并标注在环境关系图上。周边道路的过量沉降将导致道路的破坏, 必须监测其在基坑施工过程中的沉降发展情况。
2.6 监测期限和频率
自围护结构施工开始至地下室侧壁回填土完毕, 根据工程工期进行安排, 基坑监测时间与基坑施工保持同步。各监测项目在基坑开挖前测初始值, 此初始值是计算变形量和沉降量的起始值, 观测时应特别认真仔细, 并连续观测两次, 没有发现异常的话取平均值作场地变化较大时, 应提高观测的频率, 间隔时间不超过1 d;当大暴雨或基坑荷载条件改变时应及时监测;当有危险事故征兆时, 应连续进行观测。
3 工程实践
3.1 工程概况
陕西省西安市某基坑采用“挂网喷射混凝土+土钉墙”的支护结构, 经过验算, 可以保证基坑的稳定性。基坑北边为五层住宅楼, 距基坑相当近, 最远处不超过4 m, 在基坑施工过程中, 如果基坑发生大的变形, 必然会对住宅楼产生相当大的影响, 直接影响到住户的人身和财产安全。由于基坑较深, 基坑北侧采用“护坡桩+一层预应力锚杆+一道冠梁”的支护形式, 为保证住宅楼及基坑的安全性, 在基坑施工过程中, 按照设计方案对基坑支护结构、基坑周围的土体和住宅楼进行了全面系统的监测, 尤其把对支护结构的监测作为重中之重, 变形观测点布置在冠梁上, 共设置十个观测点。基准点共设置三个, 由于受场地条件的限制, 三个基准点布置在基坑东侧高层建筑的楼顶。变形监测点和基准点的的具体布置见图1。
3.2 监测结果
开始进行变形监测时, 监测频率为1天/次, 变形基本稳定时为4天/次, 当变形发生突变时, 可适当的增加观测的频率或进行连续的观测以保证基坑的安全性。
在预应力锚杆的施工过程中, 位于基坑两边上的2号和8号两个观测点的位移经历了从平稳到突变。2号点从3月25日开始变形值开始变大, 其中3月26日变化量突增, 日变化量达9.2 mm。我们立即向有关部门进行了汇报, 从现场情况来看, 并没有产生明显的裂缝, 2号点周围的土体也没有发生明显的变形, 到4月2日, 2号点的累积变形量达到17.4mm。从实际情况来看, 2号点没有受到任何扰动, 附近也没有施工, 其变形量不应该发生突变, 后来经仔细察看, 2号观测点遭到人为破坏。由于预应力锚杆的施工和8号点基坑底钻孔灌注桩的施工, 8号点从3月26日累计变化值开始变大, 到4月8日达到5.3 mm, 从4月9日变化量突增, 日变化量达到3.1 mm, 并发现8号点附近有微小裂缝, 此后一直进行跟踪观测, 直到变形稳定, 并不断向项目经理报告监测结果, 在报表时标出不安全的警示标记, 向施工单位提出处理方案。施工单位及时采取了有效的补救措施对8号点进行了加固, 遏制了裂缝的开展和侧壁的位移, 保证了施工的正常进行。到4月18日, 预应力锚杆全部施工完毕, 各观测点的变形值均有所回弹并基本都保持稳定状态, 监测值均没达到预警值。在基坑监测期间, 基坑一直处于施工状态。
4 结 语
我国的深基坑工程的变形监测已取得了丰富的经验, 获得了丰硕的成果, 深基坑工程的变形监测技术设计在具体实施时, 应根据已有的经验和新情况及时调整, 力求获得更大的监测效果。该基坑在施工过程中除2号观测点遭到人为破坏后, 及时发现减少了不必要的经济损失和8号测点超过预警值外, 其余监测项目的监测值均未达到预警值, 基坑是安全稳定的, 该监测方案基本合理, 能解决基坑监测中的特殊问题, 能达到监测的目的。
参考文献
[1]宋建学, 郑仪, 王原嵩.基坑变形监测及预警技术[J].岩土工程学报, 2006, 11 (28) :1889-1891.
[2]郭栋.基坑安全监测与信息快速反馈[J].岩土工程界, 2000, 3 (8) :41-44.
深基坑监测实例分析 篇7
近年来, 随着城市建设的高速发展, 对地下空间的开发利用大大增加, 出现了大量在密集建筑群中施工的基坑工程[1]。由于周围环境复杂, 在基坑施工过程中, 只有对基坑支护结构和相邻的建筑物进行系统、全面地监测, 并将信息及时反馈给有关单位, 判断支护结构及周边环境安全状态, 在出现异常情况时及时反馈, 并采取必要的工程应急措施, 才能确保工程施工的顺利进行。
1 现场监测
1.1 工程概况
武汉某小区位于硚口区汉西一路边, 内含9栋34层高层建筑。本场地在勘探深度 (58.0m) 范围内除表层分布有厚度不一的杂填土, 其下为第四系全新统冲积、冲洪积成因的粘性土、砂土, 具有自上而下颗粒逐渐变粗的沉积韵律, 具有典型二元结构, 下伏基岩为志留系泥岩。现场土质由上而下为:1-1杂填土、2-1粉质粘土、2-2粘土、2-3粉质粘土、3粉质粘土与粉砂、4粉砂。基坑支护形式根据开挖深度不同主要分为为两种形式:
1) 支护结构深入到粉砂层的, 采用双排直径600mm间距400×450mm搅拌桩, 桩长7m, 外设预应力管桩, 如图1所示。
2) 支护结构深入到2-3粉质粘土层的, 采用双排直径500mm间距350×400mm搅拌桩, 桩长6.5m, 外设喷射混凝土护坡, 如图2所示。
1.2 监测点的布置
本工程基坑开挖顺序由南向北进行, 根据基坑监测要求, 在基坑周围监测点位如图3所示。
1.3 监测内容
由于周边环境复杂, 两侧为公路, 一侧为居民楼, 需保护的建筑及道路对基坑开挖变形要求高, 根据基坑工程的周边环境和支护方案及相关的规范[2～4], 本工程委托工程质量监测公司于2011年2月25日到2011年7月8日, 对以下内容进行监测:
1) 基坑支护结构的坡顶沉降监测采用水准仪对监测点进行监测, 累计15次。
2) 基坑支护结构的坡顶水平位移监测采用全站仪对监测点进行监测, 累计15次。
3) 基坑周边建筑物沉降观测累计12次。在西侧、西南侧靠近基坑一侧的四栋建筑物外墙上各布置4个沉降观测点, 采用专用测量钉, 在开挖之前完成测点埋设。
1.4 基坑开挖监测预警指标与报警
本工程为带人防地下室的一级基坑, 根据GB50497-2009《建筑基坑工程监测技术规范》, 基坑工程监测报警值应以监测项目的累计变化量和变化速率值两个值控制[6]。
l) 基坑支护结构的坡顶累计竖向位移大于基坑开挖深度0.4%, 或者位移速率连续3天大于2.5mm/d。
2) 基坑支护结构的坡顶累计水平位移大于基坑开挖深度0.4%, 或者位移速率连续3天大于5mm/d。
3) 周边建筑不均匀沉降已大于规范规定的允许值35mm, 或者位移速率连续3天大于1.5mm/d。
2 监测结果分析
2.1 基坑支护结构沉降监测
基坑支护结构沉降随基坑开挖的进程而呈现出明显的变化规律:当基坑开挖时, 各监测点的沉降量初期很大, 后期慢慢变小并逐渐收敛。图4为基坑支护结构沉降监测结果, 最终监测结果表明:C3#监测点累计沉降变化最大, 其沉降量为5.99mm, 其他各点变化相对较小。
2.2 基坑支护结构水平位移监测
基坑支护结构水平位移随基坑开挖的进程而呈现出明显的变化规律:当基坑开挖时, 各监测点的位移相应地变大;当开挖完毕时, 位移又相应地趋于缓慢并逐渐收敛。图5为基坑支护结构水平位移监测结果, 最终监测结果表明:C1#监测点累计水平位移最大, 其位移量为21.5mm, 其他各点变化相对较小。
2.3 基坑周边建筑物沉降监测
基坑周边建筑物沉降与围护结构水平位移发展基本上相适应, 即当围护结构发生最大水平位移时, 邻近建筑物的沉降也最大;当支护结构相对比较稳定时, 沉降又相应地趋于缓慢并逐渐收敛。图6为基坑周边建筑物沉降监测结果。最终监测结果表明, 19#监测点累计沉降最大, 其沉降量为5.90mm, 其他各点变化相对较小。
3 小结
基坑监测是对基坑支护工程施工过程中支护结构变形信息的获取、分析和解释, 对基坑支护工程的变形进行预报。深基坑开挖过程中, 基坑侧土体的位移、支护结构受力变形和地下水位变化等与基坑支护系统设计以及基坑开挖施工过程密切相关[6]。本工程在复杂周边环境下, 对基坑开挖过程中的基坑支护结构沉降量、水平位移, 基坑周边建筑物沉降量进行了监测。根据监测结果调整开挖顺序、开挖方法, 出现险情时采取措施, 为工程的顺利进行提供了有力保障, 也减小了对周边环境的影响。
摘要：通过对武汉市某小区深基坑监测进行分析, 结果表明:在基坑开挖施工过程中对基坑支护结构和周边环境有针对性的进行监测, 可以保证基坑支护工程的安全、基坑开挖施工安全和周边环境的安全, 同时, 通过监测的信息反馈, 指导了施工, 合理地安排了施工进度。
关键词：基坑监测,沉降,水平位移
参考文献
[1]刘建航, 候学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.
[2]JGJ/T8—97建筑变形测量规程[S].北京:中国建筑工业出版
[3]DB42/159—1998深基坑工程技术规定[S], 1998:38!49.
[4]GB50007—2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002:94!96.
[5]GB50497-2009, 建筑基坑工程监测技术规范[S], 北京:中国计划出版社, 2009:25-27。
深基坑支护工程变形监测分析 篇8
1 基坑变形种类与问题
1.1 墙体变形
当基坑支撑结构未设立之前, 基坑开挖程度较浅时。不论是柔性或是刚性的墙体, 都会出现墙顶部位移量大的情况。位移呈三角形分布状态, 朝着基坑所在方向产生水平向的的位移。而一旦设置基坑支撑结构之后, 则位移量一般保持不变, 或者朝向基坑外部逐渐移动。这是墙体的水平向变形情况。
由于开挖基坑时, 土体自身重量的释放, 使得墙体出现竖向的变位。即墙体整体上升情况。具相关报道, 某处基坑建设完成后, 其围护墙比预期高度上升了10cm。对于基坑的稳定性来说, 墙体的竖向变形, 上升移动对其造成了不小的负面影响。对于基坑自身的稳定性来说, 墙体的上升, 也对其造成了极大的危害。
1.2 基坑底部变形
一般在基坑开挖深度不大的情况下, 坑底部显现出弹性隆起的现象。基坑底部中心位置出现的隆起情况最为明显。而在基坑较宽, 并且基坑开挖深度较深的情况下, 则会出现塑性隆起的现象。而基坑底部, 也会由中间隆起转变成中间塌陷而四周升高的情况。不过这是相对与普遍的对称形状基坑而言。对于一些长条形的基坑, 由于其宽度较窄, 所以出现的变形情况与浅坑时相同, 即中间变形大, 四周变形小。
1.3 地面沉降
根据以往的施工经验, 在地层土质较软的情况下, 如果墙体入土的深度也比较浅的话, 那么最大位移处, 将显示在墙底部。墙底部的附近边缘会出现地面沉降的情形;而如果土质刚性较大, 并且墙体入土的深度较深的话, 那么, 这时候, 地面沉降所出现的位置, 就不是墙边, 而是在距离墙体一段距离处发生地面沉降。具体距离与位置, 可以通过计算获得。
1.4 基坑损坏
对于基坑的稳定性, 要多加重视。由于一些设计、施工上的疏漏, 对于基坑的稳定性造成破坏性影响。导致基坑损坏。而在实际施工的过程中, 出现基坑损坏的原因一般为:结构稳定性不足、结构刚性差、强度不够。或者, 基坑土质强度不够, 因此造成基坑损坏。
基坑的损坏, 一般情况为:其一, 内支撑不足。其二, 放坡设计过陡, 致使雨水等的侵袭, 造成土体强度、刚度下降。发生基坑滑坡状况。其三, 对柔性围护墙的支撑不够, 致使挡土墙刚性下降, 墙后地面变形。使得基坑的损害对周边的建筑以及地底各种管道造成危害。或者, 挡土墙固定较为牢靠, 可自身强度不够, 在承受较大载荷后, 自身不能支撑而折断。
2 深基坑支护变形的监测准备
对于不同深度, 不同支护结构基坑。要根据其不同的周边环境与设计方案所要求的标准进行监测。
2.1 基准点布设
在不受施工影响的稳定区域内, 使用浇筑混凝土的方法, 设置4到6个观测墩;使用深埋钢管水准基点标识的方法, 布置4个基准点。保证基准点位置稳定, 可以长期保存, 以及满足定期复测的使用要求。基准点标志埋入15天以上, 等待其稳定后, 可以开始观测。
2.2 变形监测点布设
(1) 地表沉降观测点, 在基坑周边约35米处, 设置监测线。每条监测线上布置2至5个监测点。
(2) 边坡坡顶位移与沉降监测点。沿着基坑边缘, 布置基坑边坡顶部的水平垂直观测点。基坑每处边缘的两端以及中点为最佳布置处。每两个监测点之间, 距离20m之内为宜。在观测点处设置标志。
(3) 边坡深层水平位移监测。在避开土钉的前提下, 将测斜管布置在基坑边坡顶部。所布置处平面应小于50m
2.3 监测要求
在基坑土方施工开挖之前, 对水平与垂直位置的初始值进行每天至少两次的测定。在施工开挖过程里, 也要保证每天一次的监测频率。
3 深基坑支护变形施测方法
3.1 水平垂直位移监测
设置两端点A、B于基坑两端不动位置处。并对其位置是否变动定期检查。沿着基坑边缘方向上, 选取具有代表性的位置设立多处观测点。保证受测环境与实际使用环境大致符合。
确定无误后, 采用测量机器人进行测量。
3.2 深层水平位移监测
在基坑开挖半个月之前, 埋入测斜管。保证管内有四个导管互相垂直, 并且与基坑边线也相垂直。保证测斜管不会发生断裂、扭曲、上浮等现象。在监测过程中, 通过测斜仪在导槽内的滑动, 对所在位置测斜管的倾斜度进行监测。设倾斜度为θi则分段长度位置偏差△d为:
3.3 沉降监测
在道路周边设置道钉或者钢筋并将其清晰标志出来, 以此测量施工处附近道路路面的沉降;在周边建筑物的长边中点处以及大转角处布置监测点, 对周边建筑的沉降进行监测;在立柱顶部布置监测点, 使用水准仪对立柱顶部的沉降数值进行监测。对监测出的两组数据进行比对即可。
3.4 支撑轴力监测
在被测断面的主支撑筋上焊接振弦式应力计。通过应力计所测数据即可对断面位置处, 主筋上的受力Pz进行分析。设混凝土的支撑轴力为Pg的话。可得到如下关系:
其中:S为支撑的截面积;
Ec—混凝土弹性模量;
Eg—钢筋弹性模量;
Egh—支撑混凝土的弹性模量 (折算弹性模量) ;
Ag1—钢筋混凝土断面的全部主筋 (钢筋) 截面积之和;
Ag2—单根钢筋的截面积;
4 基坑监护变形预警
由于基坑监测与基坑施工同步进行, 为了保证基坑施工安全, 对于基坑位移变形的预警也同样重要
(1) 当监测到坡顶在68小时之内, 以大于每秒3毫米的速度连续水平位移。即达到预警值。
(2) 当监测到的基坑外水位, 以大于每天500毫米的速度下降了200毫米时, 即达到预警值。
(3) 当周围建筑物以1mm/m的沉降率, 连续下降68小时以上, 并其沉降超过了其自身宽度的1%时, 即达到预警值。
(4) 当自来水管道以每天3毫米的速率, 水平或者沉降20毫米以上的位移量, 即达到预警标准。
(5) 当天然气管道以每天2毫米的速率, 水平或者沉降20毫米以上的位移量, 即达到预警标准。
5 总结
随着各种工程的不断增多, 深基坑结构的深度也越来越深。设计方案、环境条件、施工难度等多方面限制, 致使深基坑的施工逐渐复杂化。对深基坑工程中出现的支护变形进行监测显得尤为重要。而变形监测也逐渐成为施工过程中所必须的组成部分。通过对深基坑支护工程的变形原因, 以及变形机理进行分析, 可以更好的配合变形监测, 与防止变形出现。对解决基坑的支撑, 保证地下工程的施工质量, 加强工程质量安全的管理, 防止出现安全事故等具有重要的参考价值。
摘要：为了保证深基坑支护工程的变形监测数据的准确性, 提高工程质量与施工安全。在深基坑工程的施工条件与施工环境日益复杂的情况下, 对施工监测的内容、监测方法、监测要求等展开分析。对深基坑支护工程的变形机理进行探讨。确保深基坑工程的安全可靠, 以及周边建筑物的安全稳定。
关键词：深基坑,支护,变
参考文献
[1]唐兴华.分析深基坑支护工程开挖变形[J].建材与装饰旬刊, 2011, (4) :153-154.
[2]王花彬, 王文才.某深基坑工程支护监测分析[J].科技致富向导, 2011, (27) :230-230.
深基坑监测控制 篇9
1 深基坑监测工作的重要性
基坑监测是指在施工及其使用期限内, 对建筑基坑以及周边的环境实施的安全检查和监控工作。由于地下土体性质、荷载条件等等因素都存在诸多的不确定性, 在施工之前必须做好系统、精确的监测工作, 才能正确指导施工, 为施工合理规划提出可靠的供参考的意见。
首先, 依靠现场监测提供动态信息来对施工项目做出反馈性指导, 并且通过所得到的监测数据实时反映基坑的施工强度, 为合理安排施工成本提供可靠依据。其次, 通过深基坑的监测系统, 可以确切掌握施工的地下环境, 以帮助施工人员了解施工过程中的地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑等所受的影响及其程度。最后, 通过必要的深基坑监测技术, 可以及时发现可能产生危险的施工内容, 并为及时采取应急措施做好准备工作。
2 深基坑监测技术的主要手段和内容
2.1 深基坑监测技术的主要手段
深基坑监测技术的具体实施主要依靠各种专业设备来进行, 监测设备必须满足观测精度和量程要求, 具有良好的稳定性和可靠性。这项工作可以采用多种监测技术和信号传输处理方式, 通过监控专家系统、智能控制系统、可视化监测软件等几类配套工具, 将监测结果迅速提取、统计、分析, 可以充分发挥现代化监测手段的优势作用。
2.2 深基坑监测技术的主要内容
2.2.1 水平位移监测
通过视准线法、小角度法、投点法等方法可以对特定方向上的水平位移进行测定;通过前方交会法、自由设站法、极坐标法等方法可以对任意方向的监测点的水平位移进行测定;当基准点距离基坑较远时, 可以采用GPS测量法或三角、三边、边角测量与基准线相结合的综合测量方法。水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖深度3倍范围以外且不受施工影响的稳定性较强的区域, 也可以利用已有的比较稳定的控制点进行监测, 避免将基准点埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等地域的影响范围之内。为了提高监测精度, 应当适当增加测回数。在测角操作时仪器要减少对中照准误差和调焦误差的影响, 气泡要严格居中, 并选择在良好的观测条件下进行。
2.2.2 竖向位移监测
竖向位移监测可以采用几何水准或液体静力水准等方法。对于坑底回弹区域宜采用设置回弹监测标, 同时利用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测。用于传递高程的金属杆或钢尺等工具应该进行温度、尺长和拉力等项修正。在进行竖向位移监测过程中, 应该特别注意测量精度, 以确保监测结果的真实性和可靠性。
2.2.3 深层水平位移监测
用于围护的墙体或者基坑周围土体的深层水平位移的监测工作应该采取在墙体或土体中预埋测斜管的方式, 来监测各深度处的水平位移情况。通过这一方法可以快速监测出深层水平位移的情况, 从而为深层施工提供具体的土体情况。在进行土体预埋测斜管时, 应该对其预埋位置进行慎重选择, 避免将测斜管预埋在有较大影响力和干扰源附近, 以免影响监测结果。
2.2.4 倾斜监测
倾斜监测是为了测定建筑物顶部相对于底部的水平位移与高差, 通过分别记录和计算监测对象的倾斜程度、方向和速率, 根据不同的现场观测条件和要求, 来评价建筑物倾斜水平。方法主要有投点法、水平角法、前方交会法、正垂线法、差异沉降法等等。在进行倾斜程度监测时, 要严格根据各种方法的使用要求进行相关操作, 特别注意对被监测对象倾斜程度的把握, 由于倾斜监测对于建筑具有较大影响, 所以这一监测工作应该严格按照要求执行。
2.2.5 裂缝监测
裂缝监测的主要内容包括裂缝数量、位置、走向、长度、宽度、深度, 及可能发生的变化情况, 对于一些处在主要施工位置和重要施工位置的裂缝应该进行全面监测, 具体的监测行为根据施工的具体情况而定。裂缝监测根据不同的数据要求可以采用不同的测定方法。对于裂缝宽度的监测, 可采用在裂缝两侧贴石膏饼、划平行线等方式, 使用千分尺或游标卡尺等直接量测的方法;裂缝深度的监测, 对于深度较小的, 宜采用凿出法和单面接触超声波法, 较深的裂缝宜采用超声波法监测。
2.2.6 土压力监测
土压力监测工作需要采用土压力计, 可以采用埋入式或接触式两种形式。采用埋入式应该符合相关的监测要求:受力面与所需监测的压力方向应该保持垂直并紧贴被检测对象;埋设过程中应该增加土压力膜保护措施;做好完整的埋设记录。此外, 进行土压力监测之后, 要对土压力计进行妥善保管, 仔细查看有无损坏, 及时发现问题, 以备下次监测过程中能够顺利进行工作。
2.2.7 孔隙水压力监测
孔隙水压力的监测需通过埋设钢弦式、应变式等孔隙水压力计, 采用频率计或应变计测量。孔隙水压力计应该保证量程在被测压力范围内, 精度不宜低于0.5%F·S, 分辨率不宜低于0.2%F·S。
2.2.8 地下水位监测
地下水位监测宜采用水位计进行测量。精密度不宜低于10mm。根据不同的监测目的, 把水位监测孔位设置在具有代表性的位置, 能全面反映监测项目工程环境的地下水位分布。要每隔一段时间检查水位孔的工作可靠性, 并注意对不同渗透性土层的适用性。
3 结论
3.1 由于基坑监测工作是一项需要多方协调的安全工程, 需要预先制定一份详细、系统的监测方案, 明确监测目的、监测项目、测点布置、监测方法、监测频率、监测报警值和监测结果提交等内容。这一方案的制定必须建立在对施工地点环境、周边环境以及主体建筑物地下结构有详尽掌握的基础之上, 同时还要做好充分的协商、沟通工作, 以获得相关单位的大力支持。在具体的实施过程中, 监测方案可以进行必要的调整和修改, 以适应施工要求。
3.2 基坑监测是具有实时性特点, 监测结果是实时变化的, 因此基坑施工中监测除了要按照预定的频率进行外, 当监测对象受到外界条件影响变化大的关键时期, 要提高监测的频率。基坑监测的实时性要求对应的监测方法和设备具有实时采集数据和适应各种天气环境全天候工作的能力。
3.3 基坑监测是一种对监测结果进行累计比较的检测方法, 对监测仪器设备的要求是在校准有效期内、满足观测精度和量程、良好的稳定性和可靠性。并且要求在同一个监测项目要使用相同的观测路线和方法, 使用同一监测仪器设备。为了避免人为的因素, 还要配备固定的观测人员。
3.4 基坑监测的最终目的是为了确保基坑的施工安全, 由于建筑成本等原因, 各个地区存在个别建设单位和施工单位对基坑监测工作的忽视, 因此提高相关各方对基坑监测的重视是首要的任务。在监测过程中观测人员要及时发现和预报险情, 并保持与施工方信息沟通渠道畅通, 为施工方及时采取安全补救措施提供了及时、充分、有效的监测数据, 从而消除基坑安全隐患, 确保施工安全。
摘要：基坑监测技术作为考察施工地质详细情况的一种必要手段, 需要得到一定程度的重视, 特别是基坑监测技术在较深基坑中的应用情况, 有关人员更加应该有详细的掌握情况。本文重点论述基坑监测技术在深基坑考察中的应用情况, 并就有关问题进行详细探讨, 以供相关人员参考借鉴。
关键词：基坑监测技术,深基坑,应用
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002;中华人民共和国国家标准
深基坑工程的安全控制要点 篇10
【摘要】本文分析了深基坑工程的特点、安全事故表现形式以及安全管理措施，希望能够对深基坑的施工安全管理提供一些借鉴和参考。
【关键词】深基坑；特点；安奎控制
【Abstract】This paper analyzes the characteristics of deep excavation， security incidents and manifestations of safety measures， hoping to provide some reference for Construction Safety Management of Deep Foundation.
【Key words】Features；Kui control Deep Foundation
深基坑在城市建筑中的应用日益广泛，在给城市建筑提供宝贵空间的同时，基坑安全问题也时有发生，需要加强深基坑的安全控制。
1. 深基坑支护工程的特点
深基坑支护工程传统特点表现为深基坑支护工程一般属临时性建筑，相对永久性建筑而言，其安全储备较小，而且影响其安全性的因素众多，事故相对容易出现，一旦发生事故，造成的经济损失一般较大，社会影响也比较恶劣.岩土性质差异性大，基坑工程与自然地质及环境条件密切相关，具有很强的区域性，在软土地区时空效应尤为突出，基坑工程与主体结构的地下室施工密切相关，基坑工程实践性很强，常常表现为实践先于理论，往往由于新材料、新的支护形式和新的施工工艺带动理论分析的向前发展。近年来，深基坑工程的开挖与支护又呈现出许多新的特点：
（1）开挖的平面尺寸越来越大、深度越来越深。过去即使在大城市也很少有2层的地下室，但现在的高層、超高层建筑中，常设3层～4层地下室，5层～6层的也有，各种地下空间的开发也导致了开挖的深度与平面规模越来越大。这在一些地质状况较差的软土地区的城市建设中表现尤为突出。
（2）周边环境越来越恶劣，施工难度越来越大。在旧城区的改建或新建工程中，深基坑工程周围的建筑物密集，城市公共设施和管线拥挤不堪，场地内施工作业空间狭窄、地面超载严重，深基坑支护工程施工难度增大。即使在新城建设区，寸土寸金，建设用地也越来越紧张，相邻建筑修建的相互影响较大，给深基坑支护方案与施工工艺流程的进步与完善提出了新的挑战。
（3）工程地质和水文地质条件越来越差。随着城市建设的扩张和建筑物数量的飚升，在较好工程地质和水文地质条件的城市土地得到开发利用后，为增加建设用地，新开辟出来的建设用地及已有的工程地质、水文地质条件较差的土地也逐渐得到开发利用，这无疑使深基坑工程施工的实施状况更为复杂，从而对深基坑的支护方案与施工工艺流程都提出了更高、更为严峻的要求。
（4）工程事故越来越多。深基坑工程大多集中在建筑密度大、人口密集、交通拥挤的狭小场地，周围的道路、永久性建筑和市政公用设旋等常对深基坑的稳定性和位移控制有严格的要求。但由于影响深基坑工程安全性的因素众多，且这些因素具有很大的模糊性、不确定性，甚至突发性，加上施工过程中降雨、深基坑周边堆载的不良影响，深基坑支护工程的事故逐年增多。
2. 深基坑工程安全事故的主要表现形式和原因
深基坑工程施工中的安全事故主要表现在：一是围护结构整体失稳坍塌；二是围护结构局部或部分破坏：三是围护结构体系滞水功能失效，基坑大量进水或涌砂（泥）；四是基坑底土严重隆起；五是由于基坑支护结构严重位移或破坏引起基坑周边道路、地下管线、建筑物破坏等。引起基坑上述事故的主要原团有以下几个方面： 一是基坑施工单位对基坑工程没有给予足够的重视，施工前没有按相关规定编制切实可行的施工方案而随意施工：二是施工单位编制的施工方案存在着严重的缺陷，按此方案施工，事故不可避免；三是施工前提供的有关基坑地质勘察资不准确，据此编制的方案不可能完善：四是施工单位虽编制了切实可行的施工方案，但在施工中为了压造价赶工期而不按方案实施；五是在基坑工程施工中遇到突发事故没有切实可行的应急处理方案，或应急处理不当；六是其他不可预知的因素或不可抗力引起的基坑事故。
3. 深基坑安全管理对策
3.1组织管理。
深基坑工程是一个系统工程，管理主体较多，施工工序繁杂，存在很多不确定因素，责任的界定相当模糊，因此，需要建立系统化的责任管理模式。这需要政府牵头，建设开发单位组织并为总管理责任主体，设计、施工、监理、监测等单位为管理责任主体，且互相牵制。
（1）加大政府监管力度。
深基坑周边复杂的建筑环境和社会环境，使基坑安全问题己不仅仅是基坑本身的事，而是一个社会稳定问题，因此，加大政府主管部门的监督管理，是对本地区、全社会安全稳定、和谐发展的响应，使管理有创新、有突破。政府监管不仅要实物监管，还要进行合同监管，招投标监管等。从目前深基坑存在的问题分析，监管部门要有效执法，必须从根源上解决安全问题，即加大对建设开发单位的监管力度监督工程造价的合理性，监督合同履行程度，监督责任主体的工作落实情况。否则，安全管理仅停留在表面管理，造成责任推诿，不解决实际问题。
（2）建立系统化的责任管理模式。
深基坑的安全管理不是某一个人或某一个责任单位的管理工作，而是在政府指导下的所有参建单位的协作。加强管理创新，推进基坑科学管理，建设系统化的责任管理模式，要与权、利挂钩，只有责权利的有效统一，才有深基坑工程的有效管理。建设开发单位与施工单位、设计单位、监理单位、监测单位互相为平行的责任管理主体，不存在领导与被领导或游离于法律法规之外的强制性命令要求，仅存在平等的合同约束关系或管理程序上的协作关系，基坑工程活动结果的优劣由政府主管部门组织社会团体或民间组织来评价。各管理主体应如何协作，出现问题，谁来解释问题、解决问题并承担责任，这是一个系统工程，需要通过双方合同或多方合同的形式进行明确分工，由建设开发单位综合调度来实现。
3.2技术管理。
目前基坑工程本身的技术深度还有待加强，涉及知识面广度还需要拓宽，基坑工程管理技术还不成熟，缺乏具备专业知识的管理型人才，这就需要制定岩土工程可持续发展的目标，用系统的、战略的眼光看待深基坑工程的安全管理。
（1）专业人才队伍建设
基坑工程的复杂性和系统性，要求技术人员需要扎实的专业知识和广泛的知识面，才能有效地把握基坑关键技术，及时解决基坑实施过程中出现的应急问题。首先，各责任管理主体应配备岩土工程专业管理人员，专业人员之间的沟通比较畅通，能够从问题的实质出发，按照责任分工切实解决问题，其次，加强设计单位和监测单位从业人员的业务素质，他们不单纯是一个设计师和测量员，应该是一个集专业性和邻近专业知识较强，施工经验丰富的杂家，第三，培养专业性的施工队伍，掌握工艺流程，在关键技术上变被动管理为自觉行为。
（2）施工过程信息化建设
信息化施工已成为未来施工的显著特征，科技化、智能化是基坑工程发展的必然趋势。基坑工程作为一个与复杂地质环境紧密相关的系统工程，及时的信息采集、分析、处理，既可以真实地反映基坑实际的运作状态，指导下一步施工工作，又为科研设计提供了宝贵的资料，在现有的技术设备条件下，很多基坑工程安全问题还不能通过单纯的理论分析计算来解释确定，信息采集积累的工作仍有其不可替代的作用。
4. 结束语
深基坑是建筑施工的重点和难点，更是一项风险性很大的工程，因此，要加强基坑安全管理，保证施工安全。
参考文献
[1]张锦屏基坑工程的特点和若干问题分析[J]低温建筑技术，2013 （3）：64-65.
某深基坑支护换撑监测 篇11
关键词：深基坑,内支撑,换撑,监测,长导线,支撑加固
1工程概况
武汉华通置业发展有限公司兴建的江滩花园A区,由①、②、③号商住楼组成,其中①、②号楼拟建26层,设计总高82.30 m,③号楼拟建28层,设计总高88.30 m。基础工程基坑支护周长约404.3 m,基坑面积10 691 m2,基坑深约9.6 m;地下室基坑采用钻孔后注浆连续墙+砼内支撑支护体系的方案。砼内支撑中环形支撑(环梁)直径达96 m,截面为1 500 mm×900 mm,其余联系支撑梁为截面600 mm×700 mm钢筋砼梁。钻孔后注浆连续墙墙顶设置钢筋砼锁口梁;砼标号均为C40。
现在基础工程(包括地下室)已施工完毕,需将原砼内支撑破除换成钢管支撑。设计采用400根,间距约1 m的Q235钢管(ϕ219,t=6 mm)进行换撑,钢管一端支承于地下室一层楼板处,另一端支承于钻孔后注浆连续墙内插H型钢上。(限于篇幅,未附基坑支撑平面布置图,见现场施工图片1、2)
根据江滩花园A区工程项目部的要求,在破除砼内支撑的施工期间(5月1日～5月13日)需对钢支撑的内力进行监测,根据现场作业及周边的环境,沿基坑周围的钢支撑选定24根具有代表性的支护钢管作为换撑工程期间监测对象。
2基坑支护换撑监测的目的与意义
采用钻孔后注浆连续墙+内支撑支护体系的方案是一种新型基坑支护方式,作为止水帷幕和加固体,墙内插HZ450型钢芯材进行挡土支护,挡土、止水二合为一。较常规的支护方案工期短、安全性高,具有一定推广性。因此,对该种施工工艺的全过程进行受力监测将有较强的工程参考性和指导意义。
2.1目的
1)及时发现不稳定因素
本工程由于岩土体成分和结构的不均匀性、各向异性及不连续性决定了岩土体力学性质的复杂性;基坑各方位开挖深度不一,土压力大小不同。
环梁承受偏压,整个砼内支撑体系受力状态复杂,工程中对此在认识上尚有一定的局限性。通过实时监测,为工程项目部提供及时的构件受力数据,能够对换撑施工过程中出现的不稳定状况作出快速反应,确保基坑的换撑施工顺利进行。
2)验证设计、指导施工
虽然经设计的整个钢支撑的强度能代替原砼内支撑的强度,但原砼内支撑属超静定结构,加之诸多不稳定的因素,在破除过程中换撑钢管内力变化处在不确定的状态。通过监测可以了解换撑钢管实际受力情况,用于验证设计与实际的符合程度,并根据内力变化情况为施工提供指导性意见。
3)为类似工程的设计、施工积累经验,指导以后类似工程的设计、施工。
2.2意义
该基坑濒临汉江,南侧为沿江大道,北侧为汉正街,东侧有2～3层居民住宅楼,西侧为江滩花园B区已竣工高层商住楼。由于所处地段十分重要,一旦边坡失稳,将危及公共安全,造成严重的社会影响。所以,为确保基坑在支撑更换过程中,及时掌握支撑的应力变化状况,确保换撑施工的顺利进行,实施支撑监测具有重要的现实意义。
3监测方法和误差控制
3.1监测项目—应变测试
在钢管上粘贴应变片并用导线与应变仪器连接。在现场配备4台应变测试仪器监测钢管的应变来推算钢管所受内力。
由于测试点位较多,现场施工环境复杂;需用长导线连接。本次监测中长导线最长达到100 m,最短25 m。多测点、远距离电阻应变长期观测实验,长期以来,一直被认为是电阻应变片测量应变的禁区,少有问津。其主要原因在于这种实验受环境温度、湿度、应变片的蠕变、粘结剂的强度时效、应变片粘帖质量、长导线电阻及温度变化、电容等多种因素的影响,使测试结果误差大,可靠性低。
3.2贴片方式与温度补偿
粘贴在试件测点上的应变片所反映的应变值,除了试件受力的变形外,通常还包含试件与应变片受温度影响而产生的变形和由于试件材料与应变片的温度线膨胀系数不同而产生的变形等。这种由于“温度效应”所产生的应变称为“视应变”,不是荷载效应,可以采用温度补偿方法加以消除。
静态电阻应变仪的测量原理是通过惠斯登电桥,将微小电阻变化转换为电压或电流的变化。因为考虑到换撑钢管布置较密,钢管长度较短;受力呈单向应力状态(单向拉伸或单向压缩)。采用“T”型电阻应变片粘帖方式,温度补偿为工作片相互补偿,属温度自补偿半桥应变测量。可以提高测量精度(1+μ)0.5倍[1]。见图3(a)、图3(b)所示。
R2应变片与R1应变片粘帖在同一试件上,但其方向与R1成90°,故R2反映试件受力后横向变形。R1和R2都感受钢管变形和温度、湿度等环境条件改变的影响。R1、R2的电阻增量分别为
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式中,ΔR1p、ΔR2p为钢管受力变形引起应变片电阻变化;ΔR1t、ΔR2t为温度、湿度等环境条件改变引起应变片电阻变化。
由于R1、R2属同规格同批样应变片,应变片的灵敏系数K1=K2=K,R1=R2=R,R1、R2严格处于同一环境条件下,故ΔR1t=ΔR2t。
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式中,μ为材料的泊松比;这种测量贴片方式使测量灵敏度提高到(1+μ)[2]倍。
应变值按式(4)计算
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3.3材料泊松比的影响
不同钢材的泊松比存在细微差异,这种差异直接影响测量结果。可行的解决办法就是对被测试钢管(材)作材性实验,通过实验确定被测钢管的泊松比为0.284。
3.4长导线电阻对测试结果的影响及消除方法
由于现场施工环境复杂,大部分测点与仪器间的距离比较远(最远处达100 m),需长导线连接。这样导线电阻会使桥臂电阻增加造成测试误差,必须通过对应变片的灵敏系数K值进行修正计算来消除长导线电阻带来的误差,修正计算不仅与导线电阻有关,还与组桥方式和连接方法的不同有关。
采用图3的半桥连接方法,考虑到长导线电阻r的影响[4],如图4所示。
图4中BB′间的电阻r是与放大器输入阻抗串联的,放大器输入阻抗比r大得多,故r的影响可以忽略不计。因此相当于每个应变片串联上一个电阻r,此时工作桥臂AB上的电阻相对变化不是ΔR/R1,而是ΔR/(R1+r),这相当于灵敏系数K降低了,设降低后的灵敏系数为
则
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正常情况下,因为K=(ΔR/R1)/ε,所以ε=(ΔR/R1)/K代入式(5)
则
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可见采用上述半桥接法长导线电阻产生的相对误差为
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事先测出导线电阻r,应变片电阻R1和灵敏系数K均已知,可按式(6)算出。在静态测量时只要将仪器上的灵敏系数调到就可以修正了。仪器上读出的应变值即为实际应变值。
3.5长导线温度变化对测试结果的影响及消除方法
在测量过程中,若导线的温度变化,其电阻也会变化;本项目中所采用的单根100 m长导线实测电阻r=6.6 Ω,铜线的电阻温度系数α=4×10-3/℃,当导线温度变化Δt=10 ℃,应变片阻值为120 Ω,灵敏系数K=2.0时,则产生的虚假应变为
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可见由温度变化产生的误差不能忽略。
本监测项目采用“T”型电阻应变片粘帖方式,属温度自补偿半桥应变测量。温度补偿为工作片相互补偿,且同一测点处两应变片与应变仪连接的导线是同一根六芯(股)的屏蔽导线。能够严格模拟两工作片使用的导线长度、规格,因所处温度环境完全相同,从而可以消除此影响。
4现场监测结果分析
1)在近半个月的换撑施工监测过程中,监测数据变化稳定,没有出现因采用长导线及昼夜温差大而引起的零点漂移现象。监测结果与理论计算值相符,同时也验证了理论设计。
2)监测数据显示,在换撑施工初期,基坑4个角部位的钢支撑强度不够,监测点位的钢管受力较大,见图5(图中纵坐标正为拉力,负为压力);单根Q235钢管(ϕ219,t=6 mm)轴向压(拉)力设计值为843 kN。同时测点处的混凝土锁口梁有开裂现象,基坑东北角裂缝发展较明显,见图6。施工方根据监测结果对该部位的钢支撑及时加固处理。后续施工过程中监测点位的钢管受力一直稳定在设计范围内。
5结论
a.本监测项目应变测试较常规的测试方法,距离较远需采用长导线,故本文着重分析长导线对应变测试结果的影响和消除方法。利用图3(a)、图3(b)所示贴片方式和桥路连接方式进行多测点、远距离电阻应变长期观测实验,且同一测点处的两应变片与应变仪的连接导线为同一根六芯(股)屏蔽导线,能严格模拟两片的工作环境,可有效消除温度、湿度、蠕变、长导线电阻和桥臂电阻变化对测试结果带来不利影响。
b.在破除砼内支撑的过程中通过现场监测换撑钢管的内力及变化趋势,可以弥补现有计算理论的不足。以便及时为施工提供指导性意见,采取补救措施,确保基坑在换撑施工过程中稳定、安全,减少和避免损失。
参考文献
[1]李丽娟,张贵文.建筑结构实验[M].重庆:重庆大学出版社,2003.
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