深基坑监测技术（精选12篇）
深基坑监测技术 篇1
随着我国社会的不断发展, 城市建设步伐的不断加快, 地价日趋昂贵, 建筑物的平均高度和基坑的深度大大提高, 基坑的安全性也提高到了更重要的地位。鉴于此, 基坑监测技术逐渐得到了大规模使用, 特别是目前我国正在逐渐推广城市地下建筑的大范围施工, 例如城市地铁、地下商场、地下管道的施工等等, 这些工程无不广泛应用着基坑监测技术, 正是以这项技术提供必要依据, 后续施工才能够得以顺利展开。
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
[2]《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009;中华人民共和国国家标准
深基坑监测技术 篇2
建筑深基坑支护工程设计、监测工作的通知》的通知
各有关单位：
2014年初北京市住房和城乡建设委员会和北京市规划委员会联合发布了《关于规范北京市房屋建筑深基坑支护工程设计、监测工作的通知》（京建法[2014]3号），该文件即将于2014年6月1日起实施。
通知要求深基坑支护工程需要具备岩土工程设计资质的单位进行设计，设计单位项目负责人应具有注册土木工程师（岩土）执业资格，并在设计文件上加盖注册章。深基坑工程设计文件应明确施工监测的监测项目、监测频率、监测点数量及位置、监测控制值和报警值等技术要求。
自本通知发布后，分公司及项目部应严格按照本通知的要求审核分包单位上报的深基坑支护工程安全专项施工方案，符合要求后上报集团公司技术部，否则不予审核和备案。
特此通知。
附：关于规范北京市房屋建筑深基坑支护工程设计、监测工作的通知（京建法[2014]3号）
北京万兴建筑集团有限公司技术部
2014年5月30日
附件：
关于规范北京市房屋建筑
深基坑支护工程设计、监测工作的通知
京建法〔2014〕3号
各区、县住房城乡建设委、规划分局，东城、西城区住房城市建设委，经济技术开发区建设局、规划分局，各有关单位：
为进一步规范北京市房屋建筑深基坑支护工程（以下简称“深基坑工程”）设计、监测工作，确保深基坑工程及周边环境安全，依据《住房城乡建设部关于印发<工程勘察资质标准>的通知》（建市〔2013〕9号）、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497）等规定，现将有关要求通知如下：
一、建设单位应依法选择具备岩土工程设计资质的单位进行深基坑工程设计，设计单位项目负责人应具有注册土木工程师（岩土）执业资格，并在设计文件上加盖注册章。
二、建设单位在编制工程概算时，应当制定包括深基坑工程设计、施工监测和第三方监测所需费用。
三、建设单位应依法选择具备工程勘察综合资质或同时具备岩土工程物探测试检测监测和工程测量两方面资质的单位，对深基坑工程开展第三方监测工作。第三方监测项目和监测频率应符合《北京市住房和城乡建设委员会关于对地方标准<建筑基坑支护技术规程>（DB11/489—2007）中建筑深基坑支护工程监测项目和监测频率有关问题解释的通知》（京建发〔2013〕435号）的要求。
四、深基坑工程设计单位对设计质量负责。深基坑工程设计文件应明确施工监测的监测项目、监测频率、监测点数量及位置、监测控制值和报警值等技术要求。
五、深基坑工程设计等应严格执行《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489）。深基坑工程监测项目和监测频率应符合《北京市住房和城乡建设委员会关于对地方标准<建筑基坑支护技术规程>（DB11/489—2007）中建筑深基坑支护工程监测项目和监测频率有关问题解释的通知》（京建发〔2013〕435号）。当出现《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）第7.0.4条情况时，施工单位、第三方监测单位应及时向建设单位报告，并提高监测频率；当有危险事故征兆时，应实时跟踪监测，并实时向建设单位报告。当出现《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）第8.0.7条情况时，施工单位、第三方监测单位必须立即进行危险报警，并立即向建设单位报告，建设单位应组织设计、施工等相关单位立即对深基坑工程支护结构及周边环境中的保护对象采取应急措施，确保安全。
六、第三方监测单位对第三方监测数据和报告负责。第三方监测单位应当根据勘察资料、深基坑工程设计文件、《北京市住房和城乡建设委员会关于对地方标准<建筑基坑支护技术规程>（DB11/489—2007）中建筑深基坑支护工程监测项目和监测频率有关问题解释的通知》（京建发〔2013〕435号）、监测合同及相关规范标准等编制第三方监测方案，并严格按方案开展监测和巡视工作；应及时处理、分析监测数据，及时向建设单位提交监测数据和分析报告；发现异常时，应立即向建设单位反馈。第三方监测分析报告应有注册土木工程师（岩土）签章。
七、施工单位对深基坑工程的施工安全负责。施工单位应根据深基坑工程设计文件编制含监测专篇的深基坑工程专项施工方案，当专项施工方案与深基坑工程设计文件发生重大调整时，应征得深基坑工程设计单位的同意。施工单位应严格按照深基坑工程设计文件和专项方案进行施工、监测和巡视，发现异常时，应立即向建设单位反馈，并采取措施确保深基坑工程及周边环境安全。
八、当第三方监测和施工监测的监测结果有差异时，建设单位应及时组织深基坑工程设计单位、施工单位、第三方监测单位和监理单位对深基坑工程及周边环境安全进行研判，并提出处理意见。
九、施工单位、第三方监测单位应加强对监测点的管理，确保布设的监测点满足监测工作要求。
监测人员应具备一定的专业技能，并取得测量验线员（或测绘作业证）资格证书；使用的监测设备应合格有效、满足监测工作要求。
十、本通知中深基坑工程是指开挖深度大于等于5m，或开挖深度小于5m但地质条件或周边环境较复杂的基坑（槽）工程。
地质条件或周边环境较复杂的基坑（槽）是指具备下列情况中的一项或多项，具体由建设单位会同勘察、设计等单位根据勘察报告和环境情况确定，必要时可邀请危险性较大分部分项工程专家库中的岩土专家共同确定。
（一）开挖深度范围内存在地下水；
（二）开挖深度范围内为淤泥质地层或回填年限不足五年且未经分层夯实的填土；
（三）开挖主要影响区（基坑底坡角45度斜线与基坑垂直和水平方向构成的三角区）内存在建（构）筑物、重要管线基础、重要道路或河湖。
十一、市、区（县）住房城乡建设委、市规划委及各区（县）规划分局将加大执法检查力度，对检查发现违反本通知要求的相关单位，将依法进行查处。可依据市住房城乡建设委《北京市房地产开发企业违法违规行为记分标准》、《北京市建筑业企业违法违规行为记分标准》，对相关单位和人员进行处理，造成安全事故的，将依法追究相关单位和人员的法律责任。
十二、本通知自2014年6月1日起实施。2014年6月1日后开挖的深基坑工程，应严格执行本通知要求。
特此通知。
北京市住房和城乡建设委员会 北京市规划委员会
地下工程和深基坑安全监测技术 篇3
【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
深基坑变形监测技术应用与探究 篇4
关键词：变形监测,大型深基坑,地下水位监测,土质条件
市政大型深基坑建设是一项错综复杂的系统性工程,由于受周边环境、土质条件和开挖工艺等因素的影响,需周期性地精确测定其变形参量,以达到精确掌握深基坑变形状况、科学预测形变规律和发展趋势的目的,从而确保相关工程的施工安全,避免基坑坍塌、周边建筑物裂缝等现象的发生。
1 基坑监测的现状
在基坑开挖建设周期内,采用一定的测量仪器和手段采集基坑支护结构、地下水位和周边建筑的相关数据的过程为基坑监测。深基坑施工为一级安全等级,依照《建筑基坑工程监测技术规范》的相关技术指标,其水平位移测量中误差小于1.5 mm,垂直位移测量中误差小于0.5 mm,数据采集的中误差小于等于1/10的形变允许值。
从影响深基坑形变的因素分析,主要包含支护类型、参数结构、工程开挖深度、地表荷载、施工方式、周边环境、深基坑所在的水文地质环境等。当前部分基坑在开挖建设期间的监测中存在未采用第三方监测机构,而是由施工单位自行承担监测任务的情况,因此,受施工单位技术条件和仪器配置的限制,难以探测到相应的基坑安全隐患,甚至出现了因过度关注施工进度而忽视基坑监测的问题。
2 深基坑监测的主要内容
从深基坑开挖所造成的形变影响分析,其监测的主要内容即为深基坑支护结构的水平和垂直位移、周边建筑物的沉降和裂隙监测、土体深层位移测定和地下水位监测等。
2.1 支护水平位移监测
按照基坑类型划分,其监测方式有所不同,通常会对特定方向监测点多采用小角法监测,测量原理和测定要素较为简单;对于分布方向较为随机的监测点,多采用全站仪极坐标法、前方或侧方交会的方式测定角度和距离,进而解算周期性瞬时坐标,其计算公式为:
2.2 支护垂直位移监测
对于坝体等线性对象,多采用液体静力水准的方式进行点位垂直位移监测,但对于大型基坑工程而言,因基坑监测点位数量多、采集路线相对较长,因此,开展液体静力测量的难度较大。在实际工作中,常利用高精度水准仪,配合铟钢瓦尺,按照二等水准进行监测点高程数据的精确采集,技术指标如表1所示。同时,为了测定基坑回弹的影响,应在基坑底部设置一定的回弹监测点。
2.3 深层土体位移监测
在基坑开挖前7 d,埋设测斜管并采用砂石填充缝隙,确保测斜管与土体接触密实,以测斜管底部为假定不动点,即观测零点,采集测斜管壁相对于底端零点的位移参量,进而分析基坑周边支护结构与土体的变形情况。一般报警值为连续3 d的变化速率大于3 mm,基坑围护最大位移量为50 mm。
2.4 地下水与裂隙监测
基坑的地下水位监测多采用水位计开展,其精度大于10 mm,水位观测井应客观反映基坑内、外部地下水位的实际高度;裂隙监测是对基坑支护、地表与周边建筑所表现出的数量、分布、大小、深度与走向等方面的情况进行客观的统计,多采用平行线标记、石膏板粘贴的方式配合千分尺测定,并加强了相应的现场巡查。
3 监测数据分析和相关建议
在大型深基坑监测中,为了保证一定的测量精度,多采用0.5 s级高精度全站仪按照测回法进行数据采集。在深基坑监测数据的处理过程中,针对采集到的水平与垂直位移、土体测斜等相关数据,多采用Excel电子表格按照测定时间、单次变量和累积变化量的形式进行数值统计,并生成S(变化总量)-T(时间)曲线图,形象、直观地展现基坑监测点的变形情况。对于变形数据的数值分析,可利用BP神经网络、回归分析或GM(1,1)灰色系统等对相关数据进行数学建模,求解变形序列函数,科学预测监测对象的变形趋势。
根据基坑监测的系统性特点,应在其实施之前制订详细的监测方案,对监测数据的采集方法、周期频率、报警设定和成果精度等进行规范明确;注重变形监测的实际特征,针对雨季、施工开挖期等特定阶段提高数据采集的频率,并及时进行数据处理,提供至建设单位以供科学分析;在监测过程中,应按照“三定”原则监测,即固定观测人员与仪器、固定观测路线与方法、固定观测气象条件,从容减小系统观测误差的影响,提高数据观测的精度。
4 结束语
对于深基坑施工与开挖形成期的变形监测,除了应提升相应的坡顶水平、垂直位移监测水平、深层土体位移采集水平外,还应加大对基坑边坡荷载变化、地下水位和周边建筑沉降裂隙的巡查力度,并根据基坑建设期间存在的问题,对局部区域加密观测,适当缩短观测周期,并及时提交数据分析成果,提升数据处理的质量。这对提升深基坑监测预警,确保工程建设的安全性有重要的理论和经济价值。
参考文献
[1]张浩.城市深基坑工程的变形监测分析[J].江西建材,2016(04).
[2]顾春辉.浅谈深基坑变形控制研究进展[J].城市建筑,2013(22).
[3]宋建平,蒋忠鸿.浅谈深基坑支护设计[J].科技创新与应用,2013(25).
深基坑支护施工安全技术措施 篇5
一、安全技术要求
1、基坑（槽）、边坡、基础桩、模板和临时建筑作业前，应按设计单位要求，根据地质情况、施工工艺、作业条件及周边环境编制施工方案。单位分管负责人审批签字，项目负责人组织验收，经验收合格签字后，方可作业。
2、土方开挖前，应确认地下管线的埋置深度、位置及防护要求后，制定防护措施，经项目分管负责人审批签字后，方可作业，土方开挖时，施工单位应对相邻建筑物、道路的沉降和位移情况进行观测。
3、项目部应作好施工区域内临时排水系统规划，临时排水不得破坏相邻建（构）筑物的地基和挖、填土方的边坡。在地形、地质条件复杂，可能发生滑坡、坍塌的地段挖方时，应由设计单位确定排水方案。场地周围出现地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时，施工单位应组织排水，对基坑采取保护措施。开挖低于地下水位的基坑（槽）、边坡和基础桩时，施工单位应合理选用降水措施降低地下水位。
4、基坑（槽）、边坡设置坑（槽）壁支撑时，项目部应根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工方法及相邻建（构）筑物等情况设计支撑。拆除支撑时应按基坑（槽）回填顺序自下而上逐层拆除，随拆随填，防止边坡塌方或相邻建（构）筑物产生破坏，必要时采取加固措施。
5、基坑（槽）、边坡和基础桩孔边堆置各类建筑材料的，应按规定距离堆置。各类施工机械距基坑（槽）、边坡和基础桩孔边的距离，应根据设备重量、基坑（槽）、边坡和基础桩的支护、土质情况确定，并不得小于1.5m。
6、基坑（槽）作业时，项目部应在施工方案中确定攀登设施专用通道，作业人员不得攀爬模板、脚手架等临时设施。
7、机械开挖土方时，作业人员不得进入机械作业范围内进行清理或找坡作业。
8、地质灾害易发区施工时，应根据地质勘察资料编制施工方案，单位分管负责人审批签字，项目分管负责人组织有关部门验收，经验收合格签字后，方可作业。施工时应遵循自上而下的开挖顺序，严禁先切除坡脚。爆破施工时，应防止爆破震动影响边坡稳定。
9、为防止地面水流入基坑（槽）内造成边坡塌方或土体破坏。基坑（槽）开挖或回填应连续进行，在施工过程中，应随时检查坑（槽）壁的稳定情况。
10、模板作业时，应对模板支撑宜采用钢支撑材料作支撑立柱，不得使用严重锈蚀、变形、断裂、脱焊、螺栓松动的钢支撑材料和竹材作立柱。支撑立柱基础应牢固，并按设计计算严格控制模板支撑系统的沉降量，支撑立柱基础应牢固，支撑立柱基础为泥土地面时，应采取排水措施，对地面平整、夯实，并加设满足支撑承载力要求的垫板后，方可用以支撑立柱，斜支撑立柱应牢固拉接，行成整体。
11、基坑（槽）、边坡和基础桩施工及模板作业时，应指定专人指挥、监护，出现位移、开裂及渗漏时，应立即停止施工，将作业人员撤离作业现场，待险情排除后，方可作业。
12、楼面、屋面堆放建筑材料、模板、施工机具或其他物料时，施工单位应严格控制数量、重量，防止超载。堆放娄量较多时，应进行荷载计算，并对楼面、屋面进行加固。
13、项目部应按地质资料和设计规范，确定临时建筑和基础型式和平面布局，并按施工规范时行施工，施工现场临时建筑与建筑材料的间距应符合技术标准。
14、临时建筑外侧为街道或行人通道时，应采取加固措施，禁止在施工围墙墙体上方或紧靠施工围墙架设广告或宣传标牌。施工围墙外侧应有禁止人群停留、聚集和堆砌土方、货物等的警告。
15、施工现场使用的组装式活动房屋应有产品合格证，在组装后进行验收，经验收全权签字后，方能使用。对搭设在空旷、山脚等处的活动房应采取防风、防洪和防暴雨等措施。
16、雨期施工，应对施工现场的排水系统进行检查和维护，保证排水畅通。在傍山、沿河地区施工时，应采取必要的防洪、防泥石流措施。深基坑特别是稳定性差的土质边坡、顺向坡，施工方案应充分考虑雨季施工等诱发因素。提出预案措施。
17、冬季解冻期施工时，应对基坑（槽）入基础桩支护进行检查，无异常情况后，方可施工。
二、施工工艺及技术要求 ⒈施工前期准备工作 ⑴放线定位。用经纬仪和钢尺，在轴线定位的基础上，定出深层搅拌桩的位置，放出白灰线。
⑵挖掘沟槽。根据围护的实际宽度，利用挖掘机挖出与围护宽度相当的沟槽。
⑶利用经纬仪和钢尺放出围护内外边线，并用铁丝固定。⒉施工工艺
⑴定位。钻机到达指定桩位，对中、整平。利用经纬仪检查钻机垂直度。
⑵预拌下沉。根据电机的电表控制下沉速度，通常为0.38~0.75m/min。如下沉速度太慢，可输入少量清水以利钻进。
⑶压浆前，先制备水泥浆，并放入集料斗中。
⑷钻头下到桩底标高时，即行喷浆搅拌提升，边喷边搅拌；提升速度为0.3~0.5m/min。为使软土和水泥浆搅拌均匀，重复上下搅拌，两根桩之间的搭接在20cm 左右。
⑸每次成桩后，必须及时用灰浆泵注清水，对注浆管和喷浆头进行清洗。
⑹移位。根据钻机上的的刻度，每次移位50cm。⒊注意事项和质量控制
⑴注浆连续，并应使转速、钻速，提升速度及供水保持均匀。⑵对有抱钻和冒浆的地块土层，在钻进时可注入一定的清水，以提高转速和降低钻速。
⑶严格按照设计要求的配合比及水灰比进行施工，不得任意约定俗成小或增大。
⑷为准确控制钻进速度，应先在机上作深度标志，以利施工中的观测记录。由施工员进行复查无误后，方可喷浆搅拌和重复喷浆。当出现钻机跳动、摇晃等非正常现象时，应停机检查。钻进浓度不得小于设计深度。⑸搅拌过程中不得中途无故停机。如发现停电堵塞等现象，应及时提出检查，排除障碍后，再进入停浆面以下1m喷浆搅拌，以保证桩的连续。
⑹必须有专人实测送浆量，每根桩实测一次，如发现喷浆量不足，应复喷复搅。
⑺如遇地下障碍等影响施工的因素，应及时与设计及建设方联系，采取合理措施，确保工程质量。
⑻记录员必须按照记录表中的内容认真填写，每根桩记录一次，严禁弄虚作假现象。
⑼工程技术人员和施工员应在现场随时检查，及时进行资料整理，发现问题及时和有关方面协商解决。先进行2~3m试打桩，待试车正常后方可进行正式施工。
⑽垂直度偏差不得大于1.5%，搭接不得小于20cm。⒋施工工艺流程
开挖沟槽→放桩位→复验桩位→钻机就位→预搅下沉→制备浆液→喷浆搅拌提升→重复搅拌。
⒌安全生产和文明施工措施
⑴项目经理直接抓施工现场安全文明工作，坚决执行以预防为主的方针，做到思想重视，管理到位。
⑵施工人员必须执行深层搅拌桩的操作规程和安全技术操作规程，严禁违章操作，不得玩忽职守。
⑶施工人员进行工地必须戴好安全帽，高空作业(2m以上)必须系好安全带。
⑷施工人员必须坚守岗位，各守其职。
⑸夜间施工必须有足够的照明装置，确保安全施工。⑹各种电器设备，必须有专人管理。⒍其他措施
⑴施工结束后，必须整理好各种资料，写好施工总结，提交竣工图纸。⑵基坑开挖，检查桩身质量，如发现问题，及时采取措施。⒎基坑开挖后监测及补救措施 ⑴基坑开挖前在盖梁上做好监测标志。⑵基坑开挖后每天早晚两次监测桩顶位移。
⑶每天把盖梁后侧出现的裂缝用混凝土补好，特别在雨天更应做到滴水不漏。
⑷如桩体出现漏水现象必须及时采取堵漏措施，以防产生桩体前后的动水压力。
⑸检查基坑面桩体有无水平裂缝，如有发现应及时采取卸载措施。
⑹基坑开挖一周后，如桩顶位移小于15cm且已基本稳定，可不再监测，但裂缝补漏必须天天进行。
三、井点降水施工
⒈基坑开挖前都必须经过井点降水，将基坑内水位降至基坑底以下1m左右，方可进行基坑开挖。如果施工中遇到淤泥粉质粘土层中，该层土压缩性大，含水率大，渗透系数大，基坑局部采用深层搅拌桩围护，拟在基坑放坡范围以外用轻型井点进行井点降水。基坑开挖后，再在基坑底四周设一套井点，插3m井点管，降水两周。
⒉施工顺序及要求
⑴挖沟铺管。挖约1.5m深的井点沟槽，然后铺设集水总管。⑵冲孔。用自来水冲出约6m深的孔(孔底标高在基坑底以下2m左右)，确保井点影响半径内地下水位降至基坑底以下1m左右，孔径不小于300mm，孔距1.6m。
⑶沉设井点管填砂滤料，砂料选用中粗砂，将井点管和集水总管连接好。
⑷井点系统各部位均应安装严密，防止漏气，连接集水总管与井点管之间的弯联管采用软管。⑸每根井点管沉设后应检验其渗水性能。井点管和孔壁之间填砂时，管口应有泥浆冒出，或向管内灌水时，能很快下渗，方为合格。
⑹井点系统安装完毕，必须及时进行试抽，并全面检查管路接头质量、井点出水情况和真空泵运转情况等，如发现漏气等现象，应立即处理，检查合格后，井点孔口到地面下0.5~1.0m范围内应用粘性土填实。
⑺开始抽水后，每天早晚检查两次，发现漏气、堵塞等现象，应及时修补。
三、挖土 ⒈准备工作
（1）土方开挖前，将建筑物控制点线标桩做好，建筑物自然地面标高方格网测好，并做好标高工作基准点。
（2）用混凝土碎块对出土路线路基进行加固，并在路周围备好部分混凝土块。备好水泵等应急设备。
⒉挖土要点
⑴除局部围护外，其他部分采用1:1台阶式放坡开挖，台阶宽度不小于1.5m，二次放坡可以对边坡滑裂面进行分解，减小基坑塌方的机率。
⑵挖土前项目负责人对挖机司机、运土车司机及配合保洁人员进行安全、技术和保洁交底。
⑶由专人对基底标高进行控制，机械挖土留100mm厚土由人工配合铲平。严禁挖深后填松土，如发现超挖现象应用砂石填平夯实。
⑷加强基坑底的排水措施，在基坑的四周人工挖好排水明沟，并在基坑边角或转弯处，布置一定数量的集水井，再由水泵抽至基坑旁窨井里，做到排水畅通。
⑸基坑开挖后，再在坑底进行井点降水，插3m深井点管。⑹集水坑挖土应严格控制，当集水坑位置桩位露出来时，先在挖土机的回旋半径内挖土至基坑一样平，放好集水坑灰线，对挖机司机进行交底后，慢速挖土，严禁挖伤桩位或超挖。⑺挖机在挖土的过程中，应注意对围护桩的保护，严禁挖伤围护桩。
⑻挖土过程中加强对桩基的保护，在桩密集的地方应放慢挖土速度。严禁破坏桩体。
⑼严禁将人工铲下的松土贴在边坡上。边坡成形后，马上用C10混凝土做好护坡。
⑽基坑开挖后进行验槽，然后才能浇筑混凝土垫层，截桩头，焊接锚固筋，并同时进行桩基静载试验及低应变动测。
⑾基坑开挖过程中及开挖后，加强对围护桩的桩顶位移监测，并及时对盖梁后裂缝用砂浆或细石混凝土填实，并加强雨季的防护措施，发现位移异常现象，及时采取支撑或拉结措施。
⑿挖土完毕，基坑四周做硬化地坪，并在基坑外缘做0.6%的泻水坡度。
⒀基坑周侧滑动圆弧处要经常用1:2水泥砂浆补裂缝，确保在基础施工过程中边坡的稳定性。
⒊基坑作业的安全保护及文明施工措施
⑴安全技术交底。在基坑开挖前由项目负责人对各施工人员进行安全交底，把“安全生产，预防为主”的指导思想灌输到每个职工心中。
⑵坡顶或坑边不准堆土或堆载。在降水达到要求后，采用分层开挖的方法进行土方开挖施工，分层厚度不宜超过2.5m。基坑边0.8m范围内不得堆土。
⑶加强对安全技术措施实施情况的监督检查，由专职安全员检查各项安全技术措施的实施情况，及时纠正违反安全技术措施的行为。
⑷加强对机械施工人员及配合人员的安全教育，严格按安全操作规程施工。
⑸做好基坑的防护工作，基坑四周及时设置1.2m高的红白油漆相间的钢管防护栏，上下基坑设有专用通道及登高措施。⑹夜间施工必须有充足的照明，值班电工加强值班检查。现场设有安全生产警示标志。
⑺由专人负责场内外的文明施工保洁工作，加强对运输通道的保护修复工作。
⑻大门内外铺设一段10~20m长的草包，并专人对出门车辆的轮胎进行冲洗清理。如遇雨季施工，更应做好冲洗清理工作，尽量减小对周围道路的环境影响。
四、地下障碍物清除和道路管线保护方案
1、施工准备
现场技术人员在施工前对施工图、地下管线图及周围道路地下管线图进行了深入研究，并深入现场进行具体踏勘，把地下管线的位置正确地标明在施工图上，并把原址内管线图上未注明的上水管道尽量查清楚，以避免挖土时挖坏管道而为施工带来困难。
2、地下障碍物的清除
一般情况采取机械破碎的方案，对于大面积的比较深采用挖机，然后用镐头机直接破碎，破碎100mm以下的碎块后外运。机械破碎时，除镐头机后退方向外其他三个方向应拉好小警戒旗；严禁配合施工人员在镐头机施工半径内活动。
尽量避免夜间施工，以减少对附近居民的干扰。
3、基坑开挖时的保护措施
基坑开挖应加强对围护桩、邻近建筑物及地下管线的监测，事先准备好支撑、土钉等施工机具，做好充分准备，一旦遇上特殊情况，立即采取措施进行抢险。
对围护桩后出现的裂缝，应及时用砂浆填实补平，以免雨水灌入。对桩体上出现的渗漏和管涌现象，要及时采取措施用海带或其他膨胀物进行堵漏，并用混凝土填实。
四、施工监测
深基坑变形监测及结果分析 篇6
关键词:深基坑;变形监测;数据分析
中图分类号:TU473文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0041-03
1 工程概况
来福士广场项目由办公楼2座、酒店式服务公寓2座、五星级酒店1座连4层裙楼零售商业组成,建筑面积约28万m2,写字塔楼、酒店式公寓及酒店塔楼高约125 m,为全现浇钢筋混凝土框架结构及局部框架结构建筑物。
基坑设计深20 m。基坑周边环境复杂:北侧是成都数码大厦,楼高27层,与基坑仅相隔5.0 m,旁边的居民楼离基坑更近,这也是本次监测的重点部位;东侧是一排建于20世纪80年代的砖混结构住宅楼,相隔一条马路;南侧是考古研究院和职工家属住宅楼;西侧是人民南路,并没有建筑物。基坑工程主要特点是:周边环境复杂、地下水位高、支护面积大、周期长。详见图1。
2 变形监测方案
2.1 监测设备
全站仪LeicaTCR402、精密数字水准仪DNA03(经国家授权单位鉴定合格),精密温度计、气压计、千分尺。
2.2 监测内容与方法
基坑周边已有建筑物水平位移监测,基坑周边已有建筑物裂缝观测,基坑周边已有建筑物沉降监测,基坑上口外地面沉降监测。
周边建筑物和基坑支护均采用免棱镜三维监测,由于基坑较深,而且周边建筑物复杂,所以采用贴膜片的方法进行监测,在保证精度的情况下,可以提高工作效率,同时也降低了测量人员工作的危险性。
2.3 周边已有建筑物的监测
根据本工程的结构和地段特点,以及总平面图上建筑物分布和工程地质条件,布设6个沉降基准点,周边已有建筑物沉降监测点和水平监测点以每个建筑物平均布设3个点为基本原则(面向基坑布设2点、背向基坑布设1点),主要建筑物(如数码大厦)适当增加点数,影响较弱、建筑物较小时适当减少点数,沉降监测点和水平位移监测点各60个,基坑支挡结构周边地面沉降监测点15个。同时布设5个水平基准点,均选取在变形区之外稳定、通视好的已有建筑物上,便于全局控制和稳定性分析。周边已有建筑物裂缝观测监测点以每条裂缝平均布设2对点为基本原则,主要建筑物适当增加点数,影响较弱、建筑物较小时适当减少点数。
2.4 基坑的监测
基坑支挡结构上口外侧三维位移变形监测点的布设分两圈,内圈较密、外圈较稀,各圈以大致均匀分布为总原则,点位应尽可能布设在易于长期保存的地段。在基坑上口外0.5 m处布设内圈三维位移(水平位移、精密三角高程垂直位移)监测点,相邻监测点间距约15 m~25 m,基坑边坡周长约740 m,共需布设33个点。在基坑H/3~H/2处再布设外圈三维位移监测点,相邻监测点的间距宜在30 m~50 m,共需布设21个点。所有监测点均布置在建筑物水平位移显著、易于长期保存,并保证能顺利观测的地点。
3 监测成果统计与分析
3.1 周边已有建筑物监测
在未进行施工时对周边已有建筑的监测点进行监测,得出监测点的坐标和高程,以此作为监测点初始值,以供后期比较。到基坑开挖结束,共进行了192期监测。总体变形量见表2,变形量最大的监测点的过程线见图2、图3。
结合表2、图2、图3可以看出周边已有建筑物的变形:
(1)在基坑施工的初期,周边已有建筑物没有明显的变形,进行开挖后,就出现了明显的变形,随着开挖的加深而变形加大。
(2)S14、C10位于基坑的北侧,也就数码大厦上面,由于荷载较重,在基坑开挖阶段就有较大的变形;S54、C56位于基坑的南侧,是6层的办公楼,相对北侧,变形量较小。
(3)水平位移(向基坑方向偏移)S14、S54在开挖过程中变形速率较快,开挖后会对护壁进行支护和钻锚索,在开挖完但未支护的过程中,变形量最大,达到28.1 mm,支护后会出现稍微的回弹。
(4)S14、C10在基坑北侧的拐角处(阳角),由于受力的关系,此处是整个基坑最脆弱的地方,变形量为最大。
(5)整体的建筑物的监测,未出现不均匀沉降或变形,整体性良好。
3.2 基坑支护监测
基坑监测均采用Leica TCR402三维位移监测方法进行,共进行了38期监测。典型监测点的统计结果见表3,部分监测点的过程线见图4、图5。
结合表3、图4可以看出基坑支护的变形:
(1)基坑的开挖对基坑上口的影响变形很大,与周边相比,最大变形为34.8 mm,最大沉降15.8 mm。同样位于基坑的北侧,由于周边荷载较重,所以变形就比较大。
(2)从表2可以看出基坑的变形与周边的荷载有一定的关系,北侧荷载重,变形最大;南侧相隔较远,变形次之,西边周边没有其他建筑,但W-A05在施工方办公室边上,与基坑相隔半米,所以变形也比较大。
(3)在监测的过程中,应随时了解施工情况,基坑支护的变形与施工密切相关。开挖地段的初期变形速率最大,单日变形量也较大。
(4)基坑周边采用人工护壁桩(深27 m)支护,沉降相对不大,向基坑方向变形较大。
3.3 周边建筑物震前震后监测比较
5.12汶川地震发生时,基坑正在进行人工护壁桩的施工,基坑并未进行大范围的开挖。在5月16号,我们对基坑周边建筑物进行了监测,典型监测点统计结果见表4。
地震发生后,国家测绘局对灾区进行了地壳变形监测,龙门山断裂带西侧块体向东偏南运动,位移达20 cm~70 cm;东侧块体向西偏北运动,位移达20 cm~238 cm,东侧块体下沉达30 cm~70 cm。从表3中的数据可以看出,地震对该基坑周边建筑物的影响不大。该项目处在成都市区中心地带,地震对整个成都地区的地壳造成较大变形,但对局部地段并未造成大的相对变形。
3.4 裂缝监测
在开始施工的初期先进行裂缝调查,并记录已有的裂缝,后期进行监测。基坑开挖收导致基坑周边产生约50条新的裂缝,裂缝的走向与基坑开挖方向一致。标记并观测了新的裂缝,监测结果显示:北侧原有裂缝最大变化5.8 mm,新出现裂缝最大张开8.8 mm;东侧已有裂缝最大张开1.8 mm,新裂缝最大张开3.0 mm;南侧已有裂缝最大张开2.1 mm。在支护锚索固定处理后趋于稳定,裂缝变化甚小。
4 结束语
(1)成都地区地下水位较高,降水量较多,支护墙外水位升高,在重力作用下,产生横向渗漏,对基坑稳定造成一定影响,导致周围建筑群因此而产生不同的形变。对此,必须要严密监测,提出对策,以防后患。
(2)地震期间,基坑正在进行人工护壁桩的施工,基坑并未进行大范围的开挖,通过地震时前后几期的监测结果分析,相对和累计变形量都在规范规定的范围内,可以看出地震并未对基坑及其周边已有建筑物造成大的影响。
(3)严格按照方案的设计进行监测,对敏感监测点进行重点监测,随时观测其变化。当监测变形值接近或达到极限(报警值)时,要充分考虑施工的实际情况,进行综合分析,及时准确地把握基坑位移的三维发展趋势,提出切实可行的对策,以超前意识全面地指导施工,使重大建筑工程保质、保量、安全地顺利实施。
Deep Hole Excavated for Building Foundation Distortion
Monitor and Result Analysis in Chengdu City
Guo Jiang
Abstract:Through reasonable, develops the hole excavated for building foundation side slope and the neighbor building distortion monitor effectively, satisfies the informationization construction request, thus achieves the safe predict that the feedback design, the instruction construction goal. This article unifies the square project, introduced briefly the deep hole excavated for building foundation and the neighbor building distortion monitor's project, the arrangement and the observation method, have carried on the processing analysis afterward to the distortion monitoring result.
深基坑监测技术 篇7
关键词：基坑检测技术,深基坑施工,应用
在我国城市建设发展过程中, 随着地价的逐渐增加。为了更加充分的对土地资源进行开发利用, 建筑基坑的深度越来越深, 这给基坑工程施工安全增加了风险。另外, 我国城市地铁、地下商城、地下排水排气管道等的施工, 都是基坑施工的一部分。在基坑施工中, 需要应用基坑监测技术, 对基坑施工地质进行详细的了解, 为基坑施工安全提供技术支持。
1 深基坑施工中进行基坑监测的意义
对于基坑的监测, 主要指的是对建筑基坑以及其周边的环境进行检查和监控, 监测的时间为基坑施工过程以及建筑施工期限内。
在基坑施工前, 一定要利用基坑监测技术, 对基坑的施工地质条件进行详细的了解, 为基坑施工提供相关的指导, 也为基坑施工规划提供数据支持。这主要是因为基坑地质中土体、负荷等因素都存在很大的不确定性, 必须进行基坑监测。
对于深基坑施工中基坑监测技术的应用发挥了很大的作用, 主要表现在以下几个方面: (1) 通过施工前对基坑地质的监测信息, 可以对工程施工进行指导; (2) 在施工过程中, 通过实时监控的数据分析, 可以了解到基坑施工的强度, 为工程控制成本提供有力的依据; (3) 通过基坑监测技术, 施工人员可以清楚的了解基坑地下的情况, 了解地下管道、线路等的分布情况, 在进行基坑施工过程中, 就能避免基坑施工对其他路政设施造成影响; (4) 在深基坑施工的过程中, 通过基坑监测技术, 可以对施工可能发生的风险进行预测, 及时的进行调整就能避免事故的发生, 提高基坑施工的安全。
2 深基坑监测技术手段
对深基坑施工的基坑监测技术手段, 主要是通过专业的基坑监测设备, 由专业的监测人员进行操作。对于监测设备来说, 其量程以及精度一定要能满足基坑施工的要求, 并且稳定性要好。对于基坑监测, 需要利用好多种监测技术, 结合传输系统, 将监测到的信息数据传输到专家监控系统以及智能控制系统中, 进行统计、分析。
3 深基坑施工中进行检测的主要内容
深基坑进行施工中, 进行基坑监测的内容包括对地下水位的监测、对基坑横向纵向位移的监测、对基坑深层水平位移的监测、对基坑倾斜的监测、对基坑裂缝的监测、对基坑周围土体压力的监测、对基坑孔隙的水压力监测等。
对于基坑位移的监测, 包括水平与竖向位移的监测。对于基坑水平位移的监测, 其方法如下: (1) 对于像任意方向发生水平位移的基坑监测, 可以采用极坐标或者前方交汇等方法; (2) 利用投点法或者小角度法可以进行基坑向某一水平方向进行位移的监测; (3) 当基坑与基坑监测点的距离较远时, 可以利用GPS测量的方法, 实现对基坑的监测。对于基准点的埋设位置, 应该尽量的避开低洼积水的地方。另外还要不断的提升监测设备的精度以及量程, 保证监测结构的真实可靠。对于基坑竖向位移的监测, 一般用到液体静力水准以及几何水准的方法进行监测, 但是在进行监测过程中, 需要注意的有几点: (1) 为了保证监测结果的客观性, 要修正传递高程的一些工具; (2) 要在基坑的底部回弹区设置监测点; (3) 进行检测时, 要坚持客观的原则, 保证监测结果的可靠性。
对于基坑施工中的裂缝监测, 就是对裂缝的位置进行确定, 了解裂缝的长宽以及深度, 监测裂缝的数量以及各自的走向。对于深基坑施工中的主要部分, 要对这些部位的裂缝进行重点监测, 并采取一定的措施以消除裂缝对工程施工的影响。对裂缝的长宽进行检测过程中, 可以在裂缝的两侧铁石膏饼或者划平行线, 然后利用专业的测量工具进行测量。目前对于裂缝深度的监测, 一般都是利用超声波技术, 这样可以得到较为准确的数据信息。
对于基坑土压力的监测一般都是使用土压力计进行, 采用的手段也主要是接触法以及埋入法。进行土压力监测过程中需要注意的事项包括以下几点: (1) 在进行埋入式监测时, 要始终保持压力模的垂直; (2) 进行监测时要及时的进行相关的记录, 避免信息变动; (3) 监测结束后, 还要检查土压力计与压力膜, 避免两者出现损害。
为了保证基坑承受水压的能力, 就必须对基坑孔隙的水压力进行监测。进行监测过程中要用到孔隙水压力计, 对于压力计的选择最好是选用埋设钢弦式的, 因为这种水压力计可以保证得到的数据完整准确。
对于基坑地下水位的监测, 主要是为了提供基坑地下详细的水文信息, 避免深基坑施工受到地下水的影响。对地下水位的监测, 常常会用到水位计。为了保证对基坑地下地下水监测的整体性, 要在基坑中选择合适的位置安置水位计进行监测。在利用水位计进行检测的过程中, 要适时的水位计的位置进行调整, 确保可以得到完整的监测数据信息。另外, 必须对水位计的刻度以及精确度进行检验, 确保使用其进行水位检测的可靠性。
需要注意的是, 基坑监测的最终目的是为了保证施工安全, 确保施工人员的生命安全, 所以在基坑监测过程中, 要坚持“以人为本”的基本原则。基坑监测是一种通过监测结果比较的方式, 所以就必须定期对监测设备进行校准和维护, 确保监测设备的精确性, 保证监测结果的真实可靠性。基坑的各项监测还具有实时性的特点, 所以进行监测时要按照一定的频率进行, 当受到外界干扰后, 应该适当的对其频率进行调整。进行基坑监测需要多个方面的人员进行紧密的配合, 才能确保监测能够顺利的进行, 并保证监测数据的准确适用性。有时候, 进行基坑监测工作, 需要对周边的环境进行检测, 这时就需要施工人员与相关单位做好协商等沟通工作, 避免出现对监测工作有影响的因素。
4 总结
基坑施工中常常应用到基坑监测技术, 完成对基坑地质的详细了解, 采取适当的措施, 消弱地下地质对基坑施工的影响, 增强基坑施工的安全性能。对于深基坑的监测主要包括对其水平、竖向的位移监测、对基坑裂缝的监测、对基坑土压力监测、对基坑孔隙水压力监测、对基坑地下水位的监测等, 通过对上述内容的监测, 可以了解到基坑施工个各项地质情况, 实现了基坑施工的全方位监控, 保证了基坑施工的安全, 提高了其施工的效率和质量。
参考文献
[1]黄海波.基坑监测技术在深基坑中的应用探讨[J].科技创新与应用, 2012, 28 (10) :209-210.
[2]樊星国, 陆晔.浅谈基坑监测在深基坑工程中的应用[J].科技论坛, 2013, 36 (5) :217-218.
深基坑监测技术 篇8
关键词：深基坑,基坑监测,位移,沉降
随着高层建筑高度不断升高,要求地下建筑基础埋深也越来越深,深基坑支护技术在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验。
基坑监测是深基坑变形观测的主要手段,主要进行基坑的位移、沉降,锚索应力等的观测为基坑质量、安全及时提供了有效的参考数据,更有利于保证基坑质量和安全。
一、深基坑监测的内容
1、深基坑的围护结构形式
深基坑施工,必须要有一定的围护结构用以挡土、挡水。围护设施必须安全有效。浅基坑的围护结构以前常用的是钢板桩或放坡表面喷锚;深基坑则大多采用现场浇灌的地下连续墙结构或配有一定数量的锚杆、锚索及腰梁进行围护。基坑外侧打混凝土搅拌桩止水。开挖时,坑内必须抽去地下水,按基坑深度及设计的不同,有的中间必须配二到三道水平支撑,水平支撑采用钢管式结构或钢筋混凝土结构;有的直接采用打锚索加上混凝土腰梁加预应力进行加固。围护结构必须安全可靠,并能确保施工环境稳定。从经济角度来讲,好的围护设计应把安全指标取在临界点附近,再靠现场监测提供的动态信息反馈来调整施工方案。
2、基坑监测内容
基坑监测内容有:支护结构和被支护土体的侧向变形;围护桩地下桩体的侧向位移(桩体测斜)、支护结构顶部的水平位移;地下水位监测;支撑轴力、锚索应力的监测;地下土体中的土压力和孔隙水压力;邻近建筑物、地下管线及道路沉降;基坑底的回弹或隆起监测;监测项目的选择应根据具体的支护、开挖深度,基坑等级及周边环境等条件确定,监测工作的主要是分析和预报,采集信息是基础,分析预报才是最重要的。
二、基坑监测中存在的常见问题
深基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验,甚至在一些达到国际水平,但仍存在一些问题需进一步研究或提高,以适应现代化经济建设的需要。深基坑工程支护施工过程中常常存在的问题主要有以下几种:
1、土层开挖和边坡支护不配套
常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间,而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工一般来说,土方开挖技术含量相对较低,工序简单,组织管理容易。而挡土支护的技术含量高,工序较多且复杂,施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中,大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支付工作,而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大,土方施工单位抢进度,拖工期,开挖顺序较乱,特别是雨期施工,甚至不顾挡土支护施工所需工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法完成支护工作,以致使支护施工滞后于土方施工,因支护施工无操作平台完成钻孔、注浆、布网和喷射砼等工作,而不得不用土方回填或搭设架子来设置操作平台来完成施工。这样不但难于保证进度,也难于保证工程质量,甚至发生安全事故,留下质量隐患。
2、边坡修理达不到设计、规范要求
常存在超挖和欠挖现象一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的砼初喷工序。而在实际开挖时,由于施工管理人员不到位,技术交底不充分,分层分段开挖高度不一,挖机械操作手的操作水平等因素的影响,使机械开挖后的边坡表面平整度,顺直度极不规则,而人工修理时不可能深度挖掘,只能就机挖表面作平整度修整,在没有严格检查验收就开始初喷,故出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。
3、成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求
深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直般为100～150的钻杆成孔,孔深少则五、六米,深则十几米,甚至二十多米,钻孔所穿过的土层质量也各不相同,钻孔如果不认真研究土体情况,往往造成出渣不尽,残渣沉积而影响注浆,有的甚至成孔困难、孔洞坍塌,无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够,而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求,影响工程质量,甚至要做再次处理。
4、喷射砼厚度不够、强度达不到设计要求
目前建筑工程基坑支护喷射砼常用的是干拌法喷射砼设备,其主要特点是设备简单、体积小,输送距离长,速凝剂可在进入喷射机前加入,操作方便,可连续喷射施工。虽然干喷法设备操作简单方便,但由于操作手的水平不同,操作方法和检查控制等手段不全,混凝土回弹严重,再加上原材料质量控制不严、配料不准、养护不到位等因素,往往造成喷后砼的厚度不够、砼强度达不到设计要求。
5、施工过程与设计的差异太大
深层搅拌桩的水泥掺量常常不足,影响水泥土的支护强度。我们发现在同样做法的支护,发生水泥土裂缝,有时不是在受力最大的地段,检查下来,往往是强度不足,地面施工堆载在局部位置往往要大大高于设计允许荷载。施工质量与偷工减料的现象也并不少见。基坑挖土是支护受力与变形显着增加的过程,设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中土方老板往往不管这些框框,抢进度,图局部效益。
6、设计与实际情况差异较大
深基坑支护由于其土压力与传统理论的挡土墙土压力有所不同,在目前没有完善的土压力理论指导下,通常仍沿用传统理论计算,因此有误差是正常的,许多学者对此进行了许多研究,在传统理论土压力计算的基础上结合必要的经验修正可以达到实用要求。问题是对这样一个极为复杂的课题,脱离实际工程情况,往往会造成过量变形的后果。如某些设计、不考虑地质条件、地面荷载的差异,照搬照套相同坑深的支护设计。必须根据实际地面可能发生的荷载,包括建筑堆载、载重汽车、临时设施和附近住宅建筑等的影响,比较正确地估计支护结构上的侧压力。
7、工程监理不到位
按规定高层建筑、重大市政等的深基坑是必须实行工程监理的,大多数事故工程都没有按规定实施工程监理,或者虽有监理而工作不到位,只管场内工程,不管场外影响,实行包括设计在内的全过程监理的就更少。客观地说深基坑工程监理要求监理人员具有较高业务水平,在我国现阶段主要就只是监控支护结构工程质量、工期、进度,而对于设计监理与对住宅及周边环境的监控尚有一定差距,亟待完善与提高。
8、施工监测不重视
主要是建设单位为省钱不要求施工监测,或者虽设置一些测点,数据不足,忽视坑边住宅的检测,或者不重视监测数据,形同虚设。支护设计中没有监测方案,结果发生情况不能及时警报,事故发生后也不易分析原因,不利于事故的早期处理,省了小钱化大钱。
深基坑监测技术 篇9
某基坑四周均为道路或建筑物场地呈狭长形,长边约120 m,短边约30 m～40 m,场地面积约4 200 m2。场地位于低丘台边缘,西高东低,北高南低,东西向相对高差2.5 m～5.3 m,南北向相对高差3.8 m～4.8 m,最大相对高差6.8 m,基坑开挖深度为9 m～14.0 m。
2 地质条件
经过地质钻探揭露,地层情况由上而下依次为:①人工填土:杂填土为主,厚度0.90 m～6.15 m。②粉质黏土:分布于场地东南部,厚度0.6 m～3.5 m,软塑～硬塑。③黏土:硬可塑～可塑,厚度0.3 m～8.25 m,西边浅,东边深。④泥质粉砂岩:少数钻孔夹有中细砂和含砾粉砂岩。根据岩石的风化程度可将其分为①强风化岩和②微风化岩。
3 基坑特点及支护方案的选择与施工
本工程地处闹市区,场地狭窄,场地地质情况复杂,基岩埋深起伏变化大。因此,基坑支护一方面要绝对排除地下室土方和结构施工中对周围道路、房屋及地下管线等设施产生的危害,保证深基坑和周围建筑物的安全。另一方面要根据工程施工场地的地质条件、现场条件及周边环境,从基坑支护工程的安全可靠性、技术可行性、经济合理性及施工工艺出发,选择造价低、工期短、施工工艺先进成熟的支护方案[1]。因此,根据多年的施工经验及现场的实际条件,将整个基坑分为4部分,采用了4种不同的支护结构形式,支护结构平面布置如图1所示。
3.1 AB区支护方案
AB区位于场地南边,建筑外墙边紧邻建筑红线,此区岩面埋深-10.0 m左右,采用人工挖孔桩挡土支护。由于受到建筑红线及建筑物外墙的影响,将地下室底板以上部分的挡土桩做成半边桩,在桩顶设置工字钢支撑。在土方开挖后,半边桩形成了一个平整的支护面,将之稍加处理后即可作为地下室外墙的模板。且挡土桩和工程桩排列在同一轴线上,在有限空间上增加了建筑面
积。由于AB区有4根1 200 mm工程桩,为方便工程桩的施工,满足挡土排桩的设计要求,将工程桩与挡土桩同时在地面开挖,桩径均为1 800 mm,4根工程桩开挖至地下室底板下2.0 m时,将直径缩为1 200 mm挖至设计标高。
3.2 BC区支护方案
BC区岩面埋深较深。该区基坑开挖深度为10 m左右,基坑内外地面标高相差近3.0 m,所以在基坑未开挖前就存在近3.0 m高的边坡,表明该区上部土层的工程性质较好。因此,BC区采用疏散的人工挖孔桩加锚杆作为支护结构。BC区采用人工挖孔桩和锚杆联合支护,保证了桩顶不至于发生较大的位移,同时拉大挖孔桩间距,桩间用造价低的少筋混凝土板连接和支撑,降低了基坑单位面积上的支护造价,既安全又经济。
人工挖孔桩直径1.2 m,间距2.5 m,桩间采用100 mm厚钢筋混凝土挡板,板内配置纵向筋为12@100,横向筋为16@500,并将横向筋用冲击钻锚入相邻桩内大约100 mm,挖孔桩桩顶设置1 200 mm×600 mm压顶梁。在每根桩打入一条130锚杆,锚杆长25.0 m,倾角30°,单锚最大轴向抗拉力为600 kN,锚索采用4束75钢绞线,灌浆材料为0.45水灰比纯水泥浆。
3.3 CD区支护方案
CD区基坑开挖深度为14.0 m,该区强风化岩面埋深为地面以下8.0 m左右。由于岩面自身稳定性好,上部土层含水量较少,选择了造价相对较低的土钉墙支护技术,保持土层稳定,防止土体滑动剥落,保证土方开挖过程中基坑的稳定与安全[2],如图2所示。在强风化岩面以上,土钉水平间距1.5 m,竖直间距1.0 m,倾角15°,直径120 mm,0.45水灰比纯水泥浆,梅花形布置。要求土钉锚固段中点落在土体滑动面以外,满足承载力要求[3]。坡面铺设钢筋网并喷射混凝土,在土钉锚头位置设200×200×16钢垫板,垫板下加设4Ф6钢筋加强,坡面混凝土厚150 mm,强度等级C20。土方开挖至强风化岩面以下时,在裸露岩面上采用厚150 mm混凝土面保护,内挂钢筋网,土钉水平间距2.0 m,竖直间距1.0 m,土钉长适当减小,梅花形布置。
3.4 DE区支护方案
DE区地下室外墙边距已有多层建筑物,距外墙边只有1.5 m,且该区岩面埋深变化很大,西边自然地面下2.5 m即为中风化岩层,东边基岩埋深为14.5 m左右。根据此特点,采用了树根桩加锚杆联合支护技术,树根桩为小直径钻孔灌注桩,以前多用于软弱地基处理。另外考虑了人工挖孔桩悬臂挡土的稳定性,减少桩的臂悬高度及入土深度,局部采取了卸载方式,以减轻外部荷载对排桩的影响[4,5]。
4 CD段基坑的水平位移监测
4.1 边坡整体位移
4月22日进行第一次测量,并把测试数据作为初读数。从基坑开挖到监测工作结束时,边坡在粉质黏土层中靠近地面最大位移达到42.0 mm,在土层底面位移达到24.9 mm,而在强风化基岩面以下1 m处,最大位移为9.7 mm,边坡底最大位移只有3.3 mm。由此得出,粉质黏土层中基坑位移较大,而进入强风化基岩后,基坑边坡位移减小。因此可以认为,第1排,第2排土钉的锚固力可能达到了极限状态,而强风化岩中土钉的锚固力并没有得到充分发挥,在今后基坑边坡支护设计中,强风化岩中土钉的布置参数可适当调整,减少土钉密度。此外,6月7日时,基坑边坡位移比前两次观测时增加很多,之后位移基本上稳定下来,说明边坡在成第10排土钉设置之后,边坡已经达到稳定状态。
4.2 土钉位移
图3为土钉孔口位置处的位移随时间的变化规律图。从图3可以发现,第1排～第5排土钉在前3次监测中的孔口位移急剧变大。随着第5排土钉的设置,到第3次监测时,前5排土钉孔口位移变化速率仅仅为第2次监测时的50%左右,说明第5排土钉的设置对边坡的位移场有至关重要的作用。从图3还可以看出,第5次监测时,即10排土钉全部设置完成,此时各排土钉的孔口位移变化速率已经接近于稳定,土钉的施加已经基本上控制了边坡的变形,使得边坡达到了稳定状态,这与1号孔所得到的结果是一致的。此外,从图3还可以看出由于前5排土钉全部或部分设置在粉质黏土范围内,土钉位移相对比较大,而后5排土钉主要进入强风化基岩,因而位移相对前面5排土钉要小很多。
5 支护的效果
本基坑支护工程支护计算工期100 d。灵活采用了多种支护结构形式,既适应了该场地复杂的地质条件和周围环境,又缩短了工期,实际工期88 d。在施工过程中,监理部门对施工质量进行了抽样检查,合格率为100%,全部达到设计吨位。在施工的全过程中对边壁进行了检测,边壁位移微小,在允许范围之内。
6 结语
1)树根桩应用于挡土结构,其刚度介于大直径混凝土灌注桩与钢板桩之间,树根桩作为挡土结构的受力机理及计算模型有待进一步研究。2)采用半边人工挖孔桩挡土,充分发挥了钢筋混凝土的作用,节省造价,同时减少了占地面积。3)如将人工挖孔桩挡土的少筋混凝土板改为少筋混凝土拱形板,可进一步加大桩间间距,更能发挥人工挖孔桩钢筋混凝土的作用,降低造价。4)基坑支护应根据不同的地质条件及周围环境,采用不同的支护形式。有时单一的支护形式不能满足要求,采用多种结构组合更为合理,降低造价。
摘要：介绍了根据施工现场的不同地质情况,采取灵活多样的基坑支护技术的成功经验,对深基坑的某一支护面进行了监测,得出该面边坡的整体位移和土钉口位移的变化规律,最后对本深基坑支护工程的支护效果进行了评价,结果表明:各段深基坑边坡的支护方案均能满足工程技术要求,且经济合理。
关键词：基坑支护,地质情况,设计,施工
参考文献
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[4]陈肇元.土钉支护技术[M].北京:清华大学出版社,1996.
深基坑监测技术 篇10
关键词：深基坑,自动全站仪 (测量机器人) ,围护结构,变形监测
随着经济增长和城市建设的快速发展, 城市土地变的越来越珍贵, 向空中求发展、向地下深层要土地便成了建筑商追求经济效益的常用手段。目前, 开挖深度超过5m以上深基坑已成为普遍现象[1], 特别是地铁站的建设, 基坑深度达20m。由于仅根据地质勘察资料和室内试验参数来确定设计和施工方案, 含有许多不确定因素, 加上城市中多层、高层建筑密集, 基坑开挖会对周围建筑的稳定造成一定影响, 对施工过程中引发的土体变形、环境、邻近建筑物、地下管线变形等监测已成了工程建设必不可少的重要环节, 基坑监测与工程设计、施工同被列为深基坑工程质量保证的三大基本要素。
在目前基坑监测的内容中, 基坑围护结构体三维位移 (沉降和水平位移) 监测是主要的监测内容之一。常规的基坑围护结构变形监测方法, 顶部沉降采用水准测量, 顶部水平位移采用经纬仪视准线法、小角度法等等进行测量, 不同深度的水平位移采用测斜仪测量方法, 不同深度的沉降采用深层沉降仪进行监测。
具有自动目标识别与照准功能的自动全站仪 (例如徕卡公司生产的TCA2003、TS30, 天宝公司生产S8) , 能够实现棱镜目标点的自动寻找和照准, 可以对安装有棱镜的变形点进行自动测量, 获取空间位置点的三维坐标信息, 已广泛应用在大坝、高铁等施工测量和监测领域, 在运营地铁结构自动化监测中已得到成功应用[2]。本文对利用测量机器人用于基坑围护结构变形监测网的布设、测量方法、数据处理方法及测量精度进行了探讨。
1 监测网的布设
1.1 变形监测点的设置
根据基坑围护结构监测要求, 监测点选在基坑围护结构顶部和基坑壁上。为监测基坑不同深度的水平位移和沉降, 基坑壁上的监测点按垂直方向断面布设。监测点上安装可供全站仪自动照准与测量的标志, 考虑经济因素, 一般采用L小棱镜。
监测断面之间的间距一般10~20m, 每个断面沿深度方向相邻点间距一般以1.5~2.Om为宜, 图1中的D2-1、D2-2、D2-3、D2-4为第二断面的四个点。基准点设置在基坑四周不受基坑变形干扰处, 如已建成的建筑物或构造物上, 一般布设3~5个, 基准点同样安装测量棱镜, 由于基准点离测站点较远, 一般采用标准圆棱镜。
1.2 测站点的设置
架设自动全站仪的测站点位置, 通常选在通视条件好、受施工干扰小的区域, 如图1中的S1、Si位置, 每次全站仪设站, 由于现场施工条件的限制, 全站仪不会严格重合于同一位置, 也不需要重合, 只要全站仪能够与每个棱镜监测点通视即可。
2 自动测量的测量方法及流程
2.1 自动寻找并照准目标的方法
自动测量全站仪具有自动寻找和照准棱镜目标进行测量的功能, 用户指定搜索范围, 全站仪自动在该范围内寻找棱镜目标点。如果在搜索范围内没有找到棱镜目标点, 全站仪将转回到起始位置。如果在搜索范围内找到棱镜目标点, 全站仪将精确照准棱镜点。如果在搜索范围内存在多个棱镜目标点, 自动全站仪将精确照准首先发现的棱镜点, 条件是该棱镜点在全站仪的观测视场中是唯一的, 否则, 将提示视场中存在多个棱镜的错误。
2.2 控制程序设计注意问题
根据上述全站仪寻找目标点的要求, 需要开发控制全站仪进行自动测量的程序, 以保证自动测量过程的正常进行。为此解决以下关键问题:
⑴全站仪的观测视场中不能存在多个棱镜。对TCA2003全站仪来说, 正常视角为27′×27′, 这对于离全站仪距离为100m的两个点而言, 该两点的距离不能小于0.79m, 一般情况下的基坑监测点能满足这个条件。如需要监测点密度很大, 考虑利用全站仪的小视角功能8′6″×8′6″。
⑵起始位置的确定。用户指定全站仪视准轴的水平指向和垂直指向后, 全站仪会自动将望远镜视准轴指向该方向, 该方向就成为起始位置。
⑶搜索范围的指定。到达起始位置后, 自动全站仪会根据指定的搜索范围, 在该搜索范围内寻找棱镜。一般要求, 该搜索范围不能存在两个棱镜, 否则还需要人工判断是哪个监测点。因此搜索范围不能太大, 一般不要超过全站仪的正常视角, 但也不能太小, 如果变形点变形量较大而搜索范围小, 将找不到棱镜点。
⑷整个监测系统中的测站点、监测点、基准点是在一个监测坐标系中。在这个坐标系中, 基准点是坐标系的已知点。测站点、监测点在监测坐标系中的概略坐标必须在自动测量前得到, 否则全站仪在寻找棱镜点时就会变得盲目。全站仪架设好后, 直接测量基准点, 利用基准点进行坐标转换或后方交会, 即可得到测站点的概略坐标。得到测站点的概略坐标后, 对全站仪重新定向、定位到监测坐标系中, 然后再测量变形监测点在监测坐标系中的坐标。由于监测点的变化只受变形的影响, 所以作为自动测量寻找目标用的概略坐标, 只在第一期测量前测量一次即可 (本次测量称学习测量) , 以后各期测量时的概略坐标, 直接采用前一期的坐标结果。
⑸自动测量过程, 必须实现测量结果是否合限、是否重测的自动判断, 目标被遮挡后的处理等。自动测量过程必须可以人工干预, 可以使自动测量过程暂停、继续、终止等。
⑹TCA2003和TS30程序开发所用的GEOCOM, 部分程序控制指令并不通用, 所以不用直接移植。目前TCA2003已经停产, TS30作为新一代的仪器, 程序不通用带来一定的麻烦, 考虑到目前很多单位依旧在使用TCA2003, 所以开发两套程序是很有必要的。
2.3 自动控制程序的流程
根据全站仪的性能及基坑测量环境, 自动监测的控制流程可以按图2所示的框图进行。一周期测量时, 基准点与监测点一起测量, 然后采用非固定站差分[3]或坐标转换的方法求监测点在监测坐标系下的三维坐标。
3 测量误差分析
测量误差来源主要包括以下来源:
⑴仪器的系统误差。主要由仪器本身构造引起的。在测量前对仪器进行检校, 检校后的仪器残余系统误差, 一般在两周期位移值计算后基本消除。
⑵测站点、目标点的对中误差。由于基准点、监测点在整个监测期间采用强制对中固定, 对中误差可忽略不计。测站点位置是通过基准点计算得到, 与对中误差无关。
⑶外界环境的影响。一般来说, 基坑的监测范围较小, 基准点、监测点的气象条件基本相同, 采用差分方法或加尺度因子的坐标转换, 可以减弱气象因素变化的影响。另外, 在自动测量开始前后各测量一次气象元素, 取平均后对测距进行一次改正。经过这些措施后外界环境的影响基本消除。
⑷测量误差的影响。由于TCA2003全站仪观测精度较高, 测角精度0.5″, 测距精度1mm±1m, 在200m范围内其点位测量的精度达到亚毫米。
通过分析以上误差来源对监测点点位测量影响并不显著, 一般极坐标测量3个测回, 即可满足精度要求[4]。最主要的误差在于:通过基准点坐标转换求取监测点在监测坐标系下坐标时, 基准点的图形结构是影响监测点点位精度的一个重要方面。一般要求基准点要均匀分布在基坑的外围, 如图1所示, 避免所有基准点只位于某一侧, 或近似一个方向的情况。
4 系统构成与实际应用
基于自动全站仪的基坑围护结构自动监测系统硬件包括自动全站仪、1~2m通讯电缆和便携笔记本 (或PDA) 组成。作为系统控制中枢的软件部分, 主要包括文件管理、数据采集、数据管理、数据处理等部分。其中, 数据采集部分包括仪器初始化、点位学习、观测点组设置、测量限差及其它参数设置、自动测量等功能;数据管理采用数据库管理, 变形量的Word格式自动报表输出, 各监测点位移曲线的图形显示。
利用基坑围护结构自动监测系统对某监测工程进行了几个月的位移监测, 图3为第2断面各点的位移曲线图, 从图中可以看出, 上部的D2-1、D2-2位移量最大, 除因为基坑二次取土造成变化较快的一段时间, D2-2稍比D2-1位移量大以外, 两点其它时间的位移量基本相同。监测结果正确反映了基坑的位移情况, 出现位移变化较快时, 测量人员及时报警, 通过及时采取措施控制了险情, 确保了基坑安全和正常施工。
5 结论
基于测量机器人的基坑监测系统, 把测量人员从繁重的重复精确瞄准的任务中解脱出来, 实现了基坑监测的高精度、自动化。同时也提高了基坑监测的时效性, 有利于组成监测分析、信息反馈及变形预报的自动化和一体化系统, 以实现信息化施工中及时准确可靠提供基坑监测的信息。该方法不仅可以作为一种可行的监测手段, 在基坑开始监测时采用, 也可以当测斜管遭到破坏后, 作为一种替补方法采用。
参考文献
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阐述深基坑支护技术工艺 篇11
关键词深基坑支护;施工技术;基坑工程
中图分类号TU753.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0070-01
1地下连续墙支护
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构,又是拟建主体结构的侧墙,如支撑得当,且配合正确的施工方法和措施,可较好地控制软土地层的变形。
2钢板桩支护
钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成,把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板形。打桩前应对钢板桩的质量进行检验与校正。为了控制打桩的精度,导架、围檩桩的间距为2.5~3.5m,双面围檩的间距通常比钢板桩墙厚8~15m。打设时先用吊车将钢板桩吊至插桩处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块套上桩帽轻轻加以锤击,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。
3内支撑和锚杆支护
锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术,作为其技术主体的锚杆,一端锚入稳定的土(岩)体中,另一端与各种形式的支护结构连接,并施加预应力,通过杆体的受拉作用,调动深部地层的潜能,达到维护基坑稳定的目的。锚杆支护适用性强,基本不受基坑深度的限制,但不宜用于有机质土,液限大于50%的黏土层及相对密度小于0.3的砂土。一般情况下,土质较好的地区用土锚支护,软土地区为便于控制维护变形以内支撑为主。如文献[1]基坑开挖涉及深度范围内,主要由粘土、淤泥质软土组成,土体主要呈软塑一可塑状态,自身稳定性差。设计采用“双层椭圆形格构式环梁内支撑体系”,由围护体系、支撑体系和降水系统组成。支护结构施工主要包括基坑降水——排水、土方开挖、混凝土支撐结构施工、支撑破除、施工监测等5个主要环节。混凝土支撑结构分为第一道支撑结构施工和第二道支撑结构施工2个阶段进行。第一道支撑结构施工受工程桩施工进度的影响,按作业面交接顺序划分为5个施工区段,随挖方工序后进行。第二道支撑结构施工,以对撑为界限,划分为两个施工区段。混凝土未达到设计要求强度或整道支撑结构未形成整体前,挖方施工不得继续进行。
4复合土钉综合支护
复合土钉综合支护技术综合了土钉墙和深层搅拌水泥土桩或高压旋喷桩技术优点,是一种施工快速、经济实用的综合技术。土钉墙是一种边坡稳定的支护。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥层较薄、地下水较少的基坑。土钉墙施工工艺流程可以总结为:测量放样——第一层边坡开挖——人工修整——初喷射砼——钻孔——打设土钉——高压注浆——布钢筋网——复喷射砼——第二层边坡开挖。深层搅拌桩(水泥土墙)是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂,通过深层搅拌机械,将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(块体或墙体)。其工业流程为:测量定位——预搅下沉——制备水泥浆———提升、喷浆、搅拌——重复上下搅拌——清理移位。在水泥土桩中插入H形钢(拉森板桩、钢管等)则形成加筋水泥土墙。由H形钢承受侧向荷载,而水泥土则具有良好的抗渗性能,因此加筋水泥土墙具有良好的挡土和止水抗渗效应。
5排桩支护
排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。排桩支护也可以和其它支护方式相结合,如排桩内支撑支护方案,大多用在软土层较厚、基坑深度较深的工程。其排桩大多为冲、钻孔灌注桩(桩径Φ800～1200);内支撑系统根据平面形状有角撑式、角撑对撑式、水平拱圈式等多种布置方式。水平拱圈支撑发挥混凝土抗压强度高,抗拉强度低的特点,既经济又可提供较大的施工空间。竖向大多为单道内支撑,也有两道内支撑。支撑材料有钢梁和钢筋混凝土梁两种。排桩岩土拉锚支护主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程,岩土锚杆的一些参数如下:与水平夹角在15°～40°之间;长在35m以内;设计轴向抗拔力一般小于600kN;锚筋材料有钢筋或3～4条钢铰线;大多采用二次高压注浆工艺,第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力,施加预应力大小不等,有的达设计值的70%,有的只有设计值的30%;施加的预应力越大,限制桩顶变位效果越好,但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。
6各种支护方案的对比分析
钢板桩由于施工简单而应用较广,但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,对周围环境影响很大,因此在人口密集建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制,而且钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当其变形会很大,所以当基坑支护深度大于7m时,不宜采用。地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软黏土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。内支撑受力合理,安全可靠。易于控制维护墙的变形,但内支撑设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑带来一些不便,需要通过支撑加以解决。土钉墙的使用要求土体具有临时自稳能力,以便给出一定时间施工土钉墙,因此对土钉墙适用的地质条件应加以限制。不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层,不能用于自稳能力极差的厚淤泥层,基坑深度不宜大于12m。排桩支护柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的连系差必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连接,为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入(渗入)坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便,可用机械钻(冲)孔或人工挖孔,施工中不需要大型机械,且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害,成本较地下连续墙低。
7结束语
基坑工程设计是一项系统工程,必须具备结构力学、土力学、地基基础、地基处理和原位测试等多种学科的知识,同时要有丰富的施工经验,并结合场地的具体情况,才能制定出因地制宜的支护方案和实施办法。
参考文献
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[3]李晓芳.深基坑支护施工技术的研究与应用.2008.
深基坑变形监测方法 篇12
某地铁车站2号风道位于车站的东北角,基本呈南北向布置。风道分两段:标准段长16.7m、宽11.4m,扩大段长12.45m、宽15.15m,开挖深度均为16.8m。采用钻孔灌注桩支护明挖顺做法施工。
2号风道施工场地所处地貌单元类型属第四系浑河新扇,地形平坦,地面标高介于41.21~41.70m左右,地表主要为8层住宅楼、4层以下的厂房,旧楼房及拆迁区。
2号风道场区有一层地下水,主要为松散岩类孔隙潜水,地下水埋深7.4~8.9m。地下水的补给主要是大气降水、地表人工河渠垂向滲透补给及浑河侧向渗透补给,水位季节性变幅在0.5~2.0m,地下水的排泄主要为地下水向下游径流排泄和地下水人工开采。
2 深基坑变形监测项目及特点
2.1 时效性
普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程,有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的,一天以前(甚至几小时以前)的测量结果都会失去直接的意义,因此深基坑施工中监测需随时进行,通常是1次/d,在测量对象变化快的关键时期,可能每天需进行数次。
深基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力,甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
2.2 高精度
普通工程测量中误差限值通常在数毫米,例如60m以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm,而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d以下,要测到这样的变形精度,普通测量方法和仪器部不能胜任,因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
2.3 等精度
基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值,而不要求测量绝对值。例如,普通测量要求将建筑物在地面定位,这是一个绝对量坐标及高程的测量,而在基坑维护桩变形测量中,只要求测定维护桩相对于原来基准位置的位移即可,而维护桩原来的位置(坐标及高程)可能完全不需要知道。
由于这个鲜明的特点,使得深基坑施工监测有其自身规律。例如,普通水准测量要求前后视距相等,以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差,但在基坑监测中,受环境条件的限制,前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的,而在基坑监测中,只要每次测量位置保持一致,即使前后视距相差悬殊,结果仍然是完全可用的。
因此,基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器,在相同的位置上,由同一观测者按同一方案施测。
3 深基坑监测的仪器及方法
3.1 围护桩水平位移监测
围护桩顶水平位移量测,在连续墙顶布设水平测点来监测墙顶水平位移。
测量方法:自桩顶架全站仪或经纬仪,串直线布点,定期监测点位偏移,根据偏移方向偏移量来确定墙顶的水平位移。
3.2 围护桩竖向位移监测(测斜)
测斜是本工程的一项主要量测项目,也是最能够直接反映围护安全状况的量测项目。用测斜仪由下至上测量预先埋设在钻孔桩内测斜管的变形情况,以了解基坑开挖施工过程中围护桩墙在深度方向上的水平位移的情况,用以了解、推算围护体变形。
3.2.1 测斜原理及方法
测斜仪由测斜器、电缆、显示器和测斜导管组成。国产BF515型测斜仪横截面为圆形,上下各有两对滚动轮,上下轮距500mm,量程:±53°。其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质,测得仪器中轴线与摆锤垂直的倾角,倾角的变化可由电信号转换而得,从而可以知道被测构筑物的侧向位移变化值。
测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化,即可得出不同部位的两对滚轮之间的相对水平位移,图1为测斜原理图。根据显示器读数进行计算,得出每个区段的位移量,以底部固定端值为零点,自下而上将各区段的位移量累加起来,得出水平位移曲线。
即:
3.2.2 测斜管埋设
测斜管埋设分混凝土灌注桩内测斜管埋设和土体内测斜管的埋设两种。
混凝土灌注桩内测斜管的埋设一般在钻孔桩施工时进行。将测斜管绑扎于钢筋笼上,连同钢筋笼一同下到孔底。
土体内测斜管的埋设可以在桩头开挖后进行。土体内埋设测斜管按照如下步骤进行:
1)在预定的测斜管埋设位置采用Φ108钻具钻孔。根据基坑的开挖总深度,确定测斜管孔深,即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零,并以此作为侧向位移的基准。
2)将测斜管底部装上底盖,逐节组装,并放入钻孔内。安装测斜管时,随时检查其内部的一对导槽,使其始终分别与坑壁走向垂直或平行。管内注入清水,沉管到孔底时,即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实,固定测斜管。
3)测斜管固定完毕后,用清水将测斜管内冲洗干净,将探头模型放入测斜管内,沿导槽上下滑行一遍,以检查导槽是否畅通无阻,滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵,在未确认测斜管导槽畅通时,不允许放入探头。
4)测量测斜管管口坐标及高程,做出醒目标志,以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表,以与测量结果对应。
3.3 基坑周围地表沉降监测
用水准仪和水准尺进行沉降量测,判断地层的稳定性。共布设11个断面,每个断面在垂直基坑方向2倍挖深范围内布设沉降测点。布设时远离开挖影响区,离墙体越近越密。
3.4 支撑轴力监测
支撑施加应力按设计要求设置。为掌握支撑系统的正常受力,支撑轴力测点布设从平面、立面、断面三方面综合考虑:
1)根据基坑围护结构设计方案中支撑内力计算结果,在设置同一平面(同一标高),即同一道支撑杆件中选择轴力最大者(或选择平面净跨较大者)跟踪监测。
2)在基坑竖直方向的4道支撑中,选择1道并使各道支撑的测点位于同一断面位置,以便根据轴力-时间曲线观察各道支撑设置-加力-拆除。
监测方法:采用应变计进行量测,测点布置在钢支撑的中心。通过频率仪量测结果分析钢支撑的受力情况,确定是否调整钢支撑参数。
3.5 周围建筑物沉降监测
用高程观测的方法来了解被保护建筑物的沉降,从而了解其是否发生会引起倾斜或开裂的不均匀沉降。
周围建筑物沉降主要设在基坑周围30m范围内的多层民宅上,主要设在房屋四角,距离基坑距离<15m的建筑物测点加密,受2号风道施工影响的建筑物主要集中在基坑东侧,而且离基坑较近,这些房屋需重点保护和监测。
分别在其轮廓边线转角点、与基坑平行的墙面设立沉降点,与基坑平行的墙面每20m设置一监测点,测点应安设在楼的结构体下部尽量靠近地表处,可用具有凸球形头部的钢制测钉打入结构体中而成。
3.6 周围地下管线沉降监测
对地下管线的监测主要是防止管线发生由埋设处土层位移而产生的变形,防止管线的接头部因此产生开裂泄漏的事故。基本的方法就是对管线位置采用抱箍法测量,即管线的沉降位移测量。
利用上述方法对变形体进行监测,通过对监测得到的数据进行反分析及预测,结合警戒值,判断当前基坑的安全度,预测和评价下一步施工的基坑安全度,通过修正施工参数,对已有施工方案进行优化,达到信息化施工的目的。
参考文献
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[2]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.
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