摘 要 隨著城市建設的發展,基坑施工越來越多,由于地下土體性質、荷載條件、施工環境的復雜性,對在施工過程中引發的土體性狀、環境及鄰近建筑物、地下設施在基坑開挖過程中變化的監測已成了工程建設必不可少的環節。
關鍵詞 基坑施工 復雜性 監測 環節
中圖分類號:TU753 文獻標識碼:A
一、基坑監測的意義
在基坑開挖施工過程中,基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向被動和主動土壓力狀態轉變,應力狀態的改變引起圍護結構承受荷載并導致圍護結構和土體的變形,圍護結構的內力和變形中的任一量值超過容許的范圍,將造成基坑的失穩破壞或對周圍環境造成不利影響。在基坑圍護設計和變形預估時,一方面基坑圍護體系承受的土壓力等荷載存在較大的不確定性,另一方面對地層和圍護結構一般都作了一定的簡化處理,與工程實際有一定的差異,加之基坑開挖施工在時間上空間上都有很大的跨度,受天氣條件、施工過程等影響極大。故在基坑施工過程中,只有對基坑支護結構、基坑周圍土體和相鄰的建筑物進行全面、系統的監測,才能對基坑工程的安全性和對周圍環境的影響程度有全面地了解。
二、基坑監測的對象應包括:
(1)支護結構;(2)地下水狀況;(3)基坑底部及周邊土體;(4)周邊建筑;(5)周邊管線及設施;(6)周邊重要的道路;(7)其他應監測的對象。
三、監測點的布置
在確定監測點的布設前,必須知道基坑的地質情況和基坑的圍護設計方案, 原則上監測點應在工程開工前一周內埋設完成,并應保證有一定的穩定期,在工程正式開工前,各項靜態初始值應測取完畢。沉降測點應安裝埋設在被監測的物體上。
1、測斜管的安裝:測斜管應根據地質情況,埋設在那些比較容易引起塌方的部位,一般按平行于基坑圍護結構以不大于20m的間距布置;地下土體測斜管的埋設須用鉆機鉆孔,放入管子后再用黃砂填實孔壁,并在管口加帽及設保護井。測斜管的埋設要注意十字槽須與基坑邊垂直。
2、基坑在開挖前必須要降低地下水位,一般地下水水位應低于開挖面0.5m,但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內滲漏,地下水的流動是引起塌方的主要因素,所以地下水位的監測是保證基坑安全的重要內容;水位監測管的埋設應根據地下水文資料,在含水量大和滲水性強的地方,在緊靠基坑的外邊,以20~50 m的間距平行于基坑邊埋設,埋設方法與地下土體測斜管的埋設相同。
3、應力計是用于監測基坑圍護樁體和水平支撐受力變化的儀器。它安裝在圍護支撐梁上,支撐梁扎好鋼筋籠后,在設計要求的位置處上、下對稱各截去一段約50cm長的鋼筋,然后在截去鋼筋的位置上將應力計焊接上,焊接長度要滿足規范要求,以取平均值;應力計必須用電纜線引出,并編好號。
4、沉降測試:基準點設置在3倍基坑開挖深度以外設置兩個沉降觀測基準點,觀測時利用其中一點作為基準點,另一點作為校核。在近測點處均勻布設若干工作基點,以方便觀測和保證精度。測點應布設在墻角、柱身(特別是能夠反映獨立基礎及條形基礎差異沉降的柱身),門邊等外形凸出的部位,除了在靠近基坑一側要布設測點外,在另處幾側也應設測點,以做比較,測點間距應能充分反映建筑物各部分的不均勻沉降為宜。降監測的標志,根據不同的建筑結構類型和建筑材料,采用墻(柱)標志、基礎標志和隱蔽式標志(用于賓館等高級建筑物)等型式。各類標志的立尺部位應加工成半球形或有明顯的突出點。對建筑物,沉降點設置在房腳,用“L”行羅紋鋼固結在墻體內。
四、監測頻率及報警值
在開工期問,應根據需要不斷測取數據,從幾天觀測一次到一天觀測幾次都可以;每次的觀測值與初始值比較即為累計量,與前次的觀測數據相比較即為日變量。監測數據必須填寫在為該項目專門設計的表格上。所有監測的內容都須寫明:初始值、本次變化量、累計變化量。工程結束后,應對監測數據,尤其是對報警值的出現,進行分析,繪制曲線圖,并編寫工作報告。根據所測的數據,如達到下列情況之一時即應向有關方面報警。
1、監測數據達到設計單位提出的監測報警值。
2、基坑支護結構或周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現流沙、管涌、隆起、陷落或較嚴重的滲漏。
3、基坑支護結構的支撐或錨桿體系出現過大變形、壓屈、斷裂、松弛或拔出的跡象。
4、周邊管線變形突然明顯增長或出現裂縫、泄漏等。
5、周邊建筑的結構部分、周邊地面出現較嚴重的突發裂縫或危害結構變形的裂縫。
(作者單位:鄢建華,杭州市城建開發集團;孫濱,杭州西南建設工程檢測有限公司)
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