試論深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)

1、<p><b>　　試論深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)</b></p><p>　　摘 要：基坑監(jiān)測(cè)是基坑信息化施工的重要組成部分,對(duì)保證基坑安全、優(yōu)化基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工具有十分重要的意義。本文分析了基坑監(jiān)測(cè)在基坑工程中的作用和常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法，通過(guò)具體項(xiàng)目對(duì)深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：基坑工程；變形監(jiān)測(cè)；應(yīng)力；數(shù)據(jù)分析 </p>

2、<p>　　Abstract: The foundation pit monitoring is an important part of the foundation pit informatization construction, to ensure the safety of foundation pit, optimization is very important foundation pit support

3、design and construction. This paper analyzes the role of foundation pit monitoring in foundation pit engineering and common monitoring items and methods, the monitoring technology of deep foundation pit are discussed thr

4、ough specific project. </p><p>　　Key words: excavation; deformation monitoring; stress; data analysis </p><p>　　中圖分類號(hào): TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1.前言 </b></p

5、><p>　　隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，基坑施工的開(kāi)挖深度越來(lái)越深，從最初的5至9m發(fā)展到目前最深已達(dá)20m多。由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)在施工過(guò)程中引發(fā)的土體性狀、環(huán)境、鄰近建筑物、地下設(shè)施變化的監(jiān)測(cè)已成了工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于復(fù)雜的大中型工程或環(huán)境要求嚴(yán)格的項(xiàng)目，往往難從以往的經(jīng)驗(yàn)中得到借鑒，也難以從理論上找到定量分析、預(yù)測(cè)的方法，這就必定要依賴于施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。首先，靠現(xiàn)

6、場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)了解基坑的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，為今后降低工程成本指標(biāo)提供設(shè)計(jì)依據(jù)；其次，可及時(shí)了解施工環(huán)境———地下土層、地下管線、地下設(shè)施、地面建筑在施工過(guò)程中所受的影響；其次，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)險(xiǎn)情的發(fā)生及發(fā)展程度，為及時(shí)采取安全補(bǔ)救措施充當(dāng)耳目。 </p><p>　　2.深基坑監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及方法 </p><p>　　監(jiān)測(cè)內(nèi)容的選擇和測(cè)點(diǎn)布設(shè)合理方能經(jīng)濟(jì)有效。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇必須根據(jù)工程的重要程度、支

7、護(hù)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)條件的實(shí)際情況而定。在確定測(cè)點(diǎn)的布設(shè)前，必須知道基地的地質(zhì)情況和基坑的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案，再根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和理論的預(yù)測(cè)來(lái)考慮測(cè)點(diǎn)的布設(shè)范圍和密度。 </p><p>　　基坑常見(jiàn)支護(hù)方案有大放坡、土釘墻支護(hù)、復(fù)合錨桿支護(hù)、樁錨支護(hù)，支護(hù)樁墻+內(nèi)支撐支護(hù)，雙排樁支護(hù)，重力式攪拌樁擋墻支護(hù)等形式或幾種方案的組合，比較常規(guī)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有坑頂水平位移、周邊沉降、土體或支護(hù)樁墻的深部水平位移（測(cè)斜）、地下水位、支護(hù)樁墻

8、鋼筋應(yīng)力，錨索或內(nèi)支撐軸力監(jiān)測(cè)等，個(gè)別基坑還可能有側(cè)土壓力、孔隙水壓力、分層沉降及基坑底反彈監(jiān)測(cè)等。周邊沉降和坑頂位移幾乎是每個(gè)基坑必不可少的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要采用水準(zhǔn)儀或全站儀等光學(xué)監(jiān)測(cè)儀器，方法簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)直觀可靠。 </p><p>　　測(cè)斜管（測(cè)地下土體、圍護(hù)樁體的側(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，一般按平行于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以20～30m 的間距布設(shè)；圍護(hù)樁墻體測(cè)斜管應(yīng)在圍護(hù)樁體澆

9、灌混凝土?xí)r放入；地下土體測(cè)斜管的埋設(shè)須用鉆機(jī)鉆孔，放入管子后再用黃砂填實(shí)孔壁，地表管口四周用混凝土封固，并在管口加帽或設(shè)井框保護(hù)。測(cè)斜管的埋設(shè)要注意十字槽須與基坑邊垂直。深部位移主要采用重力加速度式測(cè)斜儀進(jìn)行觀察，通常以底部為不動(dòng)點(diǎn)由下往上進(jìn)行推算得出不同深度的水平向變形量，故一般要求測(cè)斜管底部應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)定土層。 </p><p>　　基坑在開(kāi)挖前必須要降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內(nèi)滲

10、漏，地下水的流動(dòng)是引起塌方的主要因素，所以地下水位的監(jiān)測(cè)是保證基坑安全的重要內(nèi)容；地下水位觀測(cè)井用鉆機(jī)成孔，成孔直徑Φ110mm，成孔深度略深于設(shè)計(jì)深度，成孔后下入Φ70 型PVC 花管外裹雙層尼龍網(wǎng)，花管與孔壁之間用級(jí)配碎石（邊挖孔邊下碎石） 填充，孔口以下約2m 內(nèi)用粘土封閉，地表管口四周用混凝土封固。 </p><p>　　應(yīng)力監(jiān)測(cè)中用的比較多的是振弦式應(yīng)力傳感器，包括振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)、軸力計(jì)

11、、錨索計(jì)、土壓計(jì)和孔隙水壓力計(jì)等。采用頻率讀數(shù)儀讀取傳感器的頻率變化，通過(guò)事前率定的系數(shù)計(jì)算出應(yīng)力或應(yīng)變。 </p><p>　　支護(hù)樁鋼筋應(yīng)力計(jì)布設(shè)在鋼筋籠中內(nèi)外側(cè)一對(duì)受力主鋼筋上，每2～3 米布設(shè)一對(duì)?；炷林屋S力監(jiān)測(cè)主要采用鋼筋應(yīng)力和混凝土應(yīng)變計(jì)，在受力關(guān)鍵位置選擇監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面布設(shè)4應(yīng)力計(jì)。錨索計(jì)在錨索張拉前刻，安裝錨墊板或錨具之間，然后張拉鎖定。土壓力計(jì)和孔隙水壓力計(jì)，是監(jiān)測(cè)地下土體應(yīng)力和水壓力變

12、化的手段，孔隙水壓力計(jì)的安裝，也須用到鉆機(jī)鉆孔，在孔中可根據(jù)需要按不同深度放入多個(gè)壓力計(jì)，每個(gè)壓力計(jì)間用干燥粘土球填充隔離。土壓力計(jì)要隨基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)一起安裝，有時(shí)也會(huì)用到鉆孔法，注意它的壓力面須向外；并根據(jù)力學(xué)原理，壓力計(jì)應(yīng)安裝在基坑的隱患處的圍護(hù)樁的側(cè)向受力點(diǎn)。應(yīng)力計(jì)安裝都須注意引出數(shù)據(jù)線的編號(hào)和采取有效保護(hù)措施。 </p><p>　　3.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析實(shí)例 </p><p>&l

13、t;b>　　3.1.工程概況 </b></p><p>　　某商業(yè)大樓工程，共有四層地下室，基坑開(kāi)挖深度21.90m， 基坑面積共約為21000m2，采用支護(hù)樁結(jié)構(gòu)，基坑周邊圍護(hù)體均采用1000mm 厚“兩墻合一”地下連續(xù)墻，豎向設(shè)置四道臨時(shí)砼支撐體系。地下連續(xù)墻成槽前采用φ850@600 三軸水泥土攪拌樁進(jìn)行槽壁加固，基坑被動(dòng)區(qū)土體加固采用φ850@600 三軸水泥土攪拌樁，被動(dòng)區(qū)加固體與槽壁

14、加固體之間采用φ850@ 600 高壓旋噴進(jìn)行填充加固。 </p><p>　　支撐平面均采用對(duì)撐、角撐結(jié)合邊桁架布置，采用鉆孔灌注樁作為立柱樁。每道支撐的中心標(biāo)高具體情況為-2.650、-8.150、-13.500、-18.500。連續(xù)墻底標(biāo)高為-38.900，攪拌樁底標(biāo)高為-25.900。 </p><p>　　監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有周邊沉降觀測(cè)，坑頂位移，支護(hù)墻體深部位移，支護(hù)墻體鋼筋應(yīng)力監(jiān)

15、測(cè)，砼凝土支撐軸力，地下水位等。 </p><p>　　3.2 地表沉降的結(jié)果與分析 </p><p>　　本工程基坑的三面都有管線，而其中西側(cè)的管線離工程有較遠(yuǎn)的距離，因此最后沉降都沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的報(bào)警值。而另兩測(cè)的離基坑比較近所有的點(diǎn)位都超過(guò)了報(bào)警范圍。 </p><p>　　變形最大的點(diǎn)位都位于基坑?xùn)|側(cè)，這和本工程?hào)|側(cè)同時(shí)進(jìn)行的基坑開(kāi)挖有著極大的關(guān)系。由于測(cè)點(diǎn)較

16、多，為便于說(shuō)明問(wèn)題，分別選擇工地東側(cè)和南側(cè)最有代表性的一條斷面上的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析。其中東側(cè)離基坑近到遠(yuǎn)分別為D8、H3、X8、S8、M8。如圖1 所示： </p><p>　　南側(cè)離基坑從近到遠(yuǎn)分別為D3、S3、M3、X3。如圖2 所示： </p><p>　　從圖1、圖2 明顯可以看出，地表沉降的變化可以分以下3 個(gè)階段。第一階段：從挖土開(kāi)始一直到挖完2 層土，是一個(gè)緩慢的下降過(guò)程。第二階

17、段：從挖第三層開(kāi)始一直到墊層形成前是一個(gè)很急劇的下降過(guò)程。第三階段：墊層形成后一直到底板形成下降的趨勢(shì)明顯減緩。 </p><p>　　并且明顯看出工地南側(cè)的點(diǎn)位是沉降量是離基坑越遠(yuǎn)越小，而東側(cè)的點(diǎn)位沉降量則是離基坑越遠(yuǎn)越大。這說(shuō)明了疊加效應(yīng)的存 </p><p>　　在，因而在東側(cè)離對(duì)方基坑越近的點(diǎn)位也受對(duì)方基坑的影響越大。像這種沉降量不完全是本基坑造成的情況，一定要和本基坑業(yè)主和對(duì)方基

18、坑業(yè)主事先溝通好，以免將來(lái)有不必要的麻煩。 </p><p>　　還可以從曲線看出，在4月7日地表有明顯的上升過(guò)程，這和工地停止抽水有關(guān)，當(dāng)?shù)叵滤Ｖ钩槿『螅^開(kāi)始往上升，必定引起地表上升，這是正常的現(xiàn)象。 </p><p>　　3.3 地下連續(xù)墻變形的分析 </p><p>　　共在墻體內(nèi)埋設(shè)了8個(gè)測(cè)斜孔，36m深。其中一孔被施工破壞，從基坑開(kāi)挖始就開(kāi)始及時(shí)跟蹤

19、監(jiān)測(cè)。各測(cè)斜孔的最大實(shí)測(cè)位移和所在深度的對(duì)照見(jiàn)下表1。 </p><p><b>　　表1 </b></p><p>　　從表1 中可以看出：本工程的最大值為79.3mm，各個(gè)點(diǎn)的最大值比較接近，都在70-80mm 之間。出現(xiàn)的位置在17-19m 的位置處。說(shuō)明墻體最大水平位移的位置在開(kāi)挖底面上2-5m 附近。 </p><p>　　以墻體水平

20、位移最大的CX8 孔為例，分別用曲線表示出在不同開(kāi)挖階段的最大變形值。分別為挖完第一層至澆筑完底板的變化曲線。如下圖3。 </p><p>　　從圖3 可以得出以下結(jié)論，位移值的隨著開(kāi)挖的不斷加深，而變形量是越來(lái)越大，影響的范圍也不斷的擴(kuò)大，隨著地基強(qiáng)度的降低，從施工角度來(lái)說(shuō)，基坑開(kāi)挖到底時(shí)，也最為危險(xiǎn)。在這時(shí)墊層最為關(guān)鍵，絕對(duì)不能等到土方全部挖完后在澆墊層，必須要分塊澆筑，什么地方先挖完就先澆筑這一塊，尤其是基

21、坑的邊部位置。墊層及時(shí)能有效的減少基坑的變形。大底板也要以最快的速度跟上。 </p><p><b>　　3.4、支撐軸力 </b></p><p>　?。?）第一道支撐隨著開(kāi)挖深度加大，支撐的軸力明顯的逐步增加。一直到第二道支撐形成之后軸力才有一定的減少。在第二道支撐養(yǎng)護(hù)期軸力變化不明顯。 </p><p>　　（2）隨著第二層土方的開(kāi)挖，第

22、二道支撐的軸力在明顯的增加，而第一道支撐雖然也在增加，但幅度明顯的小于第一層土方開(kāi)挖時(shí)。第二道支撐也在第三道支撐形成后才逐漸穩(wěn)定。第一和第二道支撐最終都沒(méi)達(dá)到報(bào)警值。 </p><p>　?。?）而從第三層土方開(kāi)挖后，報(bào)警值不斷的出現(xiàn)，這和暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)有關(guān)。當(dāng)?shù)谌龑油练介_(kāi)挖結(jié)束后，正值農(nóng)歷新年，工地放假，因而第四道支撐沒(méi)有及時(shí)跟上。導(dǎo)致軸力以及墻體報(bào)警，所以可知在土方開(kāi)挖過(guò)程中快速地形成支撐是減少變形的關(guān)鍵。雖然

23、最終在各方的努力下沒(méi)有產(chǎn)生險(xiǎn)情，但也為我們敲響了警鐘。如果沒(méi)有把握快速形成下一道支撐就不能盲目開(kāi)挖。 </p><p>　　（4）當(dāng)?shù)谒牡乐涡纬珊?，第三道軸力的迅長(zhǎng)的速度才得到了減緩。而此時(shí)第四道支撐軸力的增長(zhǎng)的非?？焖?，快速的達(dá)到了報(bào)警值，這也和此前暴露過(guò)長(zhǎng)有關(guān)。而此時(shí)第一、第二道支撐都還比較穩(wěn)定。而底板澆完后，所有支撐軸力都基本保持不變。 </p><p>　　（5）在施工開(kāi)挖過(guò)程中

24、，難免會(huì)有軸力點(diǎn)位被破壞。而ZC6 點(diǎn)全部點(diǎn)位都保存了下來(lái)，并且此點(diǎn)位變化量也較大，較好的反應(yīng)了當(dāng)時(shí)的情況。所以就以ZC6 號(hào)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，觀測(cè)它在不同時(shí)間段隨工況的變化情況。 </p><p><b>　　4.結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　通過(guò)對(duì)基坑的跟蹤監(jiān)測(cè)，使得工程能夠安全順利地進(jìn)行，為基坑工程如期竣工起到了很好的“監(jiān)護(hù)”作用，同時(shí)也為安全生產(chǎn)提供了保障

25、?；庸こ瘫O(jiān)測(cè)成果是基坑工程設(shè)計(jì)的重要參考資料,是修正與完善基坑工程設(shè)計(jì)理論的重要法寶之一,具有重要的科學(xué)價(jià)值與實(shí)用價(jià)值。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]喬高勇，楊小冬.簡(jiǎn)析深基坑施工監(jiān)測(cè)方案[J].工程質(zhì)量,2010. </p><p>　　[2]裘寶華，張文健，裘洪明，張榮燦，章國(guó)榮.超大深基