深基坑深層位移監測方法探討

張金虎 上海鐵路局上海鐵路軌道交通開發有限公司

1 工程概況及其地質情況

1.1 工程概況

金昌路下穿寧杭高鐵段目前沿線多為農用地、魚塘和農居，場地基本平坦,且為分離式道路.寧杭高鐵京杭運河特大橋687、689號墩分居金昌路兩側、688號墩位于金昌路線路中心位置，距離金昌路地下結構較近，基坑高鐵承臺范圍段長約52 m，基坑深度10.1 m～11.8 m?；訃o采用Φ100 cm@120 cm鉆孔樁，長度為25 m，同時采用Φ60 cm@45 cm，長度為16 m的雙排高壓旋噴樁作止水帷幕，基坑等級為一級。

1.2 地質情況

①-1雜填土：灰、雜色，松散，以建筑垃圾為主，含腐殖質，層厚0.50 m～5.20 m。

①-2素填土：灰黃色，松散，含有機質，層厚 0.40 m～3.10 m。

①-3塘泥：灰色，松散，含較多有機質，主要分布于魚塘、暗浜及河流位置，層厚0.80 m～0.90 m。

②-1粉質粘土夾砂質粉土：黃～褐黃色，軟～可塑，場區內局部缺失該層，層厚0.70 m～2.50 m。

②-2砂質粉土：灰～灰黃色，稍密，飽和，中等壓縮性土。層厚0.80 m～6.20 m。

③淤泥質粉質粘土：灰色，流塑，含有機質、腐殖質等，高壓縮性，低強度，層厚0.70 m～8.60 m。

④-1粉質粘土：灰黃～褐黃色，硬塑，中等壓縮性，層厚0.70 m～8.80 m。

④-2粉質粘土夾砂質粉土：灰黃色，軟可塑，中等壓縮性，全區分布，層厚0.70 m～8.80 m。

④-3粉質粘土：黃灰色，硬可塑，中等壓縮性，層厚0.90 m～3.80 m。

2 依據的技術標準

（1）《工程測量規范》（GB50026-2007）；

（2）《建筑基坑工程監測技術規范》（GB 50497－2009）；

（3）《建筑變形測量規程》（JGJ/T8-2007）；

（4）《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）。

3 土體深層位移

3.1 監測工藝及方法

（1）側斜管的施工工藝：定位放樣→樁機成孔→ 埋設側斜管→校正測斜管方位→瓜子片（或粗砂）做孔口保護→測度初始值

（2）測斜管安裝：測斜管為外徑70 mm、內徑66 mm內壁有十字滑槽的PVC管，管長與相應圍護體等深。安裝測斜管時，其一對槽口必須與基坑邊線垂直，上下管口用蓋子密封，安裝完成后立即灌注清水，防止泥漿滲入管內，剛埋設完的幾天內，孔內充填物會固結下沉，因此要及時補充，保持其高出孔口，管口一般高出地表20 cm左右，周圍圍砌保護井，豎立告示牌，以免遭受破壞，測斜管管口設可靠的保護裝置。

（3）監測方法：本項監測是用測斜儀自下而上測量預先埋設在土體內的測斜管的變形情況，以了解基坑開挖施工過程中，圍護體因相應位置土體的挖除對其整體水平位移的影響程度，分析圍護體在各深度上的穩定情況。測量時將測斜儀探頭輕輕滑入預埋的斜管底部自下而上每50㎝間隔測量一次撓度，前后兩次差即為在該段時間內改測點的側向位移。

3.2 針對本工程情況，測斜時應注意以下事項

（1）測斜管管段連接時，必須將上、下管端的滑槽相互對準，使測斜儀的探頭在管內平滑運行；為了防止泥漿從縫隙中滲入管內，接頭處應進行密封處理，涂上柔性密封材料或貼上密封條。

（2）埋入測斜管時，應保持垂直。

（3）測斜管有兩對方向相互垂直的定向槽，其中一對須與基坑邊線垂直。其埋設示意圖見圖1。

圖1 斜測管埋設示意圖

（4）埋設好測斜管后，需測量測斜管導槽的方向、管口位置及高程，并做好保護工作，在測斜管上部設置金屬保護套，在測斜管管口處澆注混凝土窨井并加蓋進行保護。

（5）在開挖前的3～5天內重復監測2～3次，待判明測斜管已處于穩定狀態后，將其作為初始值，開始正式測試工作。

（6）每次監測時，將探頭導輪對準與所測位移方向一致的槽口，緩緩防至管底，待探頭與管內溫度基本一致、顯示儀讀數穩定后才能開始測量。

（7）選擇測斜管底端作為測量基準點，按探頭電纜上的刻度分劃，均速提升，每隔50 cm進行儀表讀數，并做記錄。

（8）待探頭提升至管口處，旋轉180°后，再按上述方法測量一次，以消除測斜儀自身的誤差（見圖2）。

圖2 測斜原理

3.3 監測儀器

我部現使用CX-801B型數字顯示測斜儀，由金壇市華興測試儀器廠研制，屬于伺服加速度式測斜儀。本儀器是一種可精確測量沿垂直方向土層或圍護結構內部水平位移的工程測量儀器（見圖3）。儀器主要技術指標：

標準量程：±32°；

綜合精度±3 mm/25 m；

分辨率：0.01 mm/500 mm；

探頭系數：0.064312。

圖3 自動測斜儀

3.4 監測原理

根據擺錘受重力作用為基礎測定以擺錘為基準的弧角變化。當土體產生位移時，埋人土體中的測斜管隨土體同步位移，測斜管的位移量即為土體的位移量。放入測斜管內的活動測頭，測出的量是各個不同分段點上測斜管的傾角變化Δθi，而該段測管相應的位移增量ΔAi為：

式中Li為各段點之間的單位長度。

當測斜管埋設的足夠深時，管底可以認為是位移不動點，管口的水平位移值δ就是各分段位移增量的總和：

測斜管可以用于測單向位移，也可以測雙向位移。測雙向位移時，由兩個方向的測量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。如圖2所示為水平位移監測原理。

3.5 測點布置

金昌路49 m高鐵段基坑監測范圍內共由設計布置深層水平位移監測，實際布置測斜孔8個，編號為CX1～CX8，孔深25 m。

3.6 監測資料整理與成果分析

監測資料整理與成果分析，采用測斜儀自帶處理軟件，對沉降、水平位移等進行資料整理與分析，直接制圖打印。

結論：按照此方法監測，最終基坑深層位移沒有發生任何變化，目前本工程已經順利完成。