深基坑工程施工期現(xiàn)場監(jiān)測工作探究

賈高 馬曉晶

摘 要：建筑深基坑工程，由于受到地質(zhì)水文條件的影響，在施工的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種不確定因素，對工程的質(zhì)量、安全、進(jìn)度產(chǎn)生或多或少的負(fù)面影響。為此，深基坑工程在施工期間需要做好現(xiàn)場的監(jiān)測工作。本文將以某深基坑工程為例，在了解該工程地質(zhì)條件和水文條件的基礎(chǔ)上，針對工程探究現(xiàn)場監(jiān)測工作，并提出一系列的現(xiàn)場監(jiān)測工作建議。

關(guān)鍵詞：深基坑工程；施工現(xiàn)場；監(jiān)測工作

1 案例工程基本概況

某深基坑工程位于自然地面以下的12.0m位置，大約高程為40.0m，該基坑的開挖，從其坑壁可以判斷存在雜填土、淤泥、黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，其中雜填土由建筑垃圾、砂、礫等組成，盡管分布在局部，在由于缺乏比較好的力學(xué)性質(zhì)，在一定程度上影響了地基的承載力，而淤泥呈黑色流塑狀態(tài)，不僅分布不穩(wěn)定，而且厚層的變化大，被視為不良軟土層，需要在后期施工中進(jìn)行軟土處理。至于工程的水文條件，經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)基坑施工區(qū)域有上層滯水和孔隙承壓水兩種，前者滯留在基坑上部的人工填土當(dāng)中，水位決定于大氣降水和地表排水的強(qiáng)度，也是基坑內(nèi)部積水的主要來源，而后者以地下水為主，要求在施工期間采用深井降水的措施，否則可能會產(chǎn)生上浮力，并腐蝕施工區(qū)域的鋼筋混凝土。

2 案例工程施工期監(jiān)測管理工作

2.1 工程監(jiān)測內(nèi)容

深基坑施工，支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、基坑塌方、基坑開裂等工程事故，從側(cè)面要求在施工期間實(shí)行全過程監(jiān)測預(yù)報(bào)，以便保證基坑施工的安全。

（1）了解基坑施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境的動態(tài)變化情況，以便掌握施工現(xiàn)場安全事故發(fā)生的薄弱點(diǎn)，同時(shí)也是基坑開挖方案制定的依據(jù)，以此對深基坑工程施工做出安全性評估，能夠有效做出工程事故預(yù)警。（2）結(jié)合監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢，在深入分析工程施工水文地質(zhì)情況的前提下，對監(jiān)測工作展開統(tǒng)籌安排，及時(shí)反饋施工的情況，以及根據(jù)反饋的信息提前做好突發(fā)事故的補(bǔ)救措施，這也是監(jiān)測工作信息化管理的具體表現(xiàn)。（3）在監(jiān)測工作開展的同時(shí)，廣泛積累監(jiān)測資料，為日后類似工程提供技術(shù)數(shù)據(jù)和積累工程經(jīng)驗(yàn)，以及提供施工監(jiān)理的借鑒指導(dǎo)。目前深基坑工程采用信息化監(jiān)測管理方式，涵蓋了設(shè)計(jì)和施工工作領(lǐng)域，旨在讓設(shè)計(jì)和施工工作更趨合理性。

2.2 基坑測點(diǎn)埋設(shè)監(jiān)測

由于案例工程基坑施工范圍廣，工程采用分區(qū)施工的方式，與監(jiān)測工作配合，將工程分為多個施工區(qū)，并匯總深基坑監(jiān)測的內(nèi)容：采用電子水準(zhǔn)儀、全站儀、測斜儀、水位測量儀、鋼筋計(jì)、軸力計(jì)等，分為在冠梁內(nèi)、支撐、立柱、地表、圍護(hù)墻、地下水、混凝土支撐、鋼支撐等位置布置測點(diǎn)，以便確定冠梁水平位移、支撐沉降、立柱水平位移、地表沉降、圍護(hù)墻深層水平位移、地下水位、混凝土支撐軸力、鋼支撐軸力等，其中量測的頻率根據(jù)工程的實(shí)際需求而定。另外，針對圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、地面沉降等問題，要求采用電子水準(zhǔn)儀、測斜儀、測斜管、電子水準(zhǔn)儀等測試儀器，分為在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上端部、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、圍護(hù)結(jié)構(gòu)周圍土體布置測點(diǎn)。

2.3 監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測頻率

案例基坑工程采用分區(qū)、分段和分層的方式開挖土方，工程根據(jù)開挖的深度，確定基坑邊坡的穩(wěn)定性，其中各個監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測的頻率，具體如下：基坑開挖深度大于8m后每隔1天巡視檢查；基坑開挖深度大于8m后每隔30天基點(diǎn)聯(lián)測；基坑開挖深度5m內(nèi)每隔7天監(jiān)測地表沉降；基坑開挖見底后每隔5天監(jiān)測冠梁水平位移，每隔5天監(jiān)測支撐和立柱水平位移，每隔5天監(jiān)測地表水平位移，每隔5天監(jiān)測圍護(hù)墻深層水平位移，每隔5天監(jiān)測混凝土支撐軸力，每隔5天監(jiān)測圍護(hù)墻內(nèi)力，每隔5天監(jiān)測鋼支撐軸力，每隔5天監(jiān)測地下水位。基礎(chǔ)底板做完后每個7天監(jiān)測一次。

2.4 GPS-RTK測量技術(shù)的應(yīng)用

為了輔助深基坑施工監(jiān)測工作的開展，工程應(yīng)用了GPS-RTK，即是實(shí)時(shí)動態(tài)測量系統(tǒng)，它結(jié)合了GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是現(xiàn)代測量技術(shù)的新突破。

（1）GPS-RTK測量原理。采用GPS-RTK測量技術(shù)可以解決之前單獨(dú)使用GPS測量造成的后期數(shù)據(jù)處理繁瑣、容易出錯、工作效率低下的問題。其基本工作原理是設(shè)置一臺GPS接收器在基準(zhǔn)站上，對可搜索到信號的GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，并將收集到的數(shù)據(jù)通過無線電設(shè)備實(shí)時(shí)的反饋給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機(jī)將基準(zhǔn)站接收到的觀測數(shù)據(jù)根據(jù)差分定位原理實(shí)時(shí)進(jìn)行三維坐標(biāo)記錄，從而使測量精度達(dá)到厘米級。通過實(shí)時(shí)分析到的定位結(jié)果，就可監(jiān)測基準(zhǔn)站與用戶觀測結(jié)果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，在測量過程可隨時(shí)判斷解算結(jié)果是否成功，從而大幅縮短觀測時(shí)間。（2）GPS-RTK測量系統(tǒng)的構(gòu)成。GPS-RTK測量系統(tǒng)構(gòu)成包括接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和分析軟件設(shè)備等。將兩臺測量精度高、解算整周未知數(shù)速度快的雙頻GPS接收機(jī)設(shè)置在基準(zhǔn)站和用戶站上，接收機(jī)的采樣率保持與接收機(jī)最高采樣率一致；作為GPS-RTK主要組成部分的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備是由基準(zhǔn)站的無線電臺和接收機(jī)組成的，主要根據(jù)用戶站與基準(zhǔn)站的相對距離、現(xiàn)場環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸速度等因素來選擇數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的頻率和功率。分析軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能決定了實(shí)時(shí)動態(tài)測量可行性、測量結(jié)果可靠性和精確性，這種軟件可以快速解算整周未知數(shù)，并具有快速靜態(tài)、動態(tài)和實(shí)時(shí)動態(tài)的作業(yè)模式，實(shí)時(shí)對測量結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量分析和評價(jià)。（3）GPS-RTK作業(yè)時(shí)注意事項(xiàng)。GPS-RTK在作業(yè)時(shí)存在著諸多影響其測試精度的因素，因此在進(jìn)行測量工作中要注意好相關(guān)事項(xiàng)：為保證設(shè)備正常、高效的運(yùn)行，首先需將基準(zhǔn)站設(shè)置在較高的位置，而且要遠(yuǎn)離其他無線電信號干擾源，基準(zhǔn)站電臺使用高頻信號發(fā)射數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)站發(fā)射電臺要高于接收機(jī)并避開遮擋信號的障礙物；其次，是按測量規(guī)范設(shè)置電臺，接收機(jī)天線與功率超過15W以上的電臺發(fā)射天線要保持至少2M的距離，以免相互干擾；再者，基準(zhǔn)站要選擇與發(fā)射頻率相匹配的信號發(fā)射天線，天線的長度要根據(jù)發(fā)射頻率的變化而作適當(dāng)調(diào)整；最后，調(diào)制好解調(diào)器的配置數(shù)據(jù)，既可以按照標(biāo)準(zhǔn)格式調(diào)整數(shù)據(jù)，也可以自行調(diào)制，但要保證基準(zhǔn)站與用戶站的信號通道安全。（4）安全判別。借助GPS-RTK及常規(guī)儀器監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)基坑周邊地表累計(jì)最大的沉降量為0.25%；冠梁累計(jì)最大位移量為0.3%；支撐和立柱累計(jì)最大位移量為0.3%；圍護(hù)墻深層累計(jì)最大水平位移量為0.3%；地下水位累計(jì)變化最大值為1000mm；通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理和分析，得出安全報(bào)警值，并可借助物理量的變化過程曲線，對深基坑工程做出準(zhǔn)確的安全預(yù)警。

3 結(jié)束語

綜上所述，基于深基坑工程存在的安全問題，譬如支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、基坑塌方、基坑開裂等工程事故，深基坑工程需要展開科學(xué)的監(jiān)測管理工作，需要在掌握施工現(xiàn)場安全事故發(fā)生薄弱點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用分區(qū)施工的方式，與監(jiān)測工作配合，將工程分為多個施工區(qū)，并匯總深基坑監(jiān)測的內(nèi)容，同時(shí)采用分區(qū)、分段和分層的方式開挖土方，根據(jù)開挖的深度，確定基坑邊坡的穩(wěn)定性，以及應(yīng)用GPS-RTK，輔助深基坑施工監(jiān)測工作的開展。

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