關(guān)于基坑監(jiān)測工程測斜技術(shù)的探討

祝思君

（北京市地質(zhì)工程勘察院北京100048）

關(guān)于基坑監(jiān)測工程測斜技術(shù)的探討

祝思君

（北京市地質(zhì)工程勘察院北京100048）

本文從基坑監(jiān)測工程的目的和特征出發(fā)，介紹了利用測斜儀進(jìn)行基坑測斜的技術(shù)機(jī)理和具體的施工應(yīng)用措施，詳細(xì)分析了應(yīng)用要點(diǎn)，希望能為該技術(shù)進(jìn)一步的應(yīng)用普及提供一定的理論參考依據(jù)。

基坑監(jiān)測工程側(cè)斜技術(shù)技術(shù)應(yīng)用

在現(xiàn)代建筑工程中，基坑監(jiān)測工程往往作為一個(gè)相對獨(dú)立的工程輔助模塊而存在，該模塊由于肩負(fù)著保障施工安全的重要任務(wù)，所以非常受重視，值得進(jìn)一步深入研究。因此，本文將針對該類工程中的測斜技術(shù)進(jìn)行分析，希望有利于其應(yīng)用水平的提高。

1　基坑監(jiān)測工程概述

在建筑工程中，基坑是非常重要的一個(gè)模塊，關(guān)系著整個(gè)工程的施工穩(wěn)定。但由于建筑工程工期較長，基坑的內(nèi)外條件都難免發(fā)生諸多變化，這些變化會(huì)導(dǎo)致基坑產(chǎn)生一定程度的變形，對施工安全造成威脅。為此，在建筑工程的施工過程中，必需要對基坑進(jìn)行監(jiān)測，隨時(shí)觀察其變形情況，判斷變形趨勢，對基坑變形可能造成的危險(xiǎn)發(fā)出預(yù)警，這就是基坑監(jiān)測工程。

2　基坑監(jiān)測工程的測斜技術(shù)機(jī)理

在現(xiàn)代的基坑監(jiān)測工程中，測斜工作通常是使用測斜儀進(jìn)行的，尤其是可以觀測基坑變形的滑動(dòng)式測斜儀，應(yīng)用非常廣泛。這種測斜儀在使用前需要預(yù)先在監(jiān)測點(diǎn)埋下測斜管，這樣一來一旦測斜管埋設(shè)位置的結(jié)構(gòu)體或土體產(chǎn)生變形，測斜管也會(huì)相應(yīng)變形，這時(shí)以測斜探頭依次測量每個(gè)觀測點(diǎn)，就能將水平位移量測出，由此獲得測斜數(shù)據(jù)。通過分析測斜數(shù)據(jù)，可以掌握整個(gè)基坑的變形情況，確認(rèn)目前的變形是否尚處于工程允許的范圍內(nèi)，這對施工安全具有非常重要的意義。

3　基坑監(jiān)測工程的測斜技術(shù)應(yīng)用

3.1設(shè)計(jì)測斜管位置

基坑測斜需要布置一定數(shù)量的測斜管，而測斜管的位置并不是隨便選取的，要在實(shí)際布置之前根據(jù)基坑的實(shí)際條件和測斜需求合理設(shè)計(jì)。因此，進(jìn)行基坑測斜監(jiān)測前，要先對基坑情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)目疾欤瑫r(shí)結(jié)合工程的實(shí)際情況、具體進(jìn)度、支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境等因素設(shè)計(jì)每個(gè)測斜管的布置點(diǎn)。要注意，測斜管應(yīng)能保證將基坑的變形情況反映出來，所以測斜管的布置點(diǎn)通常在基坑的關(guān)鍵部位或者各邊的中部，如果基坑監(jiān)測工程以結(jié)構(gòu)變化為監(jiān)視重點(diǎn)，測斜管的埋設(shè)點(diǎn)應(yīng)選為結(jié)構(gòu)體內(nèi)部；如果基坑監(jiān)測工程以土體變化為監(jiān)視重點(diǎn)，測斜管的埋設(shè)點(diǎn)應(yīng)選為土體中。此外，當(dāng)測斜管需要埋設(shè)在土中時(shí)，需要具有足夠的埋深，所以在設(shè)計(jì)測斜管的位置時(shí)還要考慮到埋設(shè)位置的可允許埋深，埋深受限制的區(qū)域在設(shè)計(jì)上要盡力避開。

3.2準(zhǔn)確埋設(shè)測斜管

測斜管的埋設(shè)精度與最終的測斜精度有直接關(guān)系，因此測斜管除了要保證位置設(shè)計(jì)準(zhǔn)確外，施工中的精確埋設(shè)也是非常重要的。值得注意的是，測斜管埋設(shè)在結(jié)構(gòu)體中時(shí)和埋設(shè)在土體中時(shí)存在施工要點(diǎn)差異，以下將分別進(jìn)行分析。

如果測斜管需要埋設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，則要在混凝土澆筑前固定好測斜管，首先把測斜管和鋼筋籠捆扎在一起，放入槽或成孔中時(shí)要保證同步性，這樣一來混凝土的澆筑完成后，測斜管就被固定于樁墻結(jié)構(gòu)里。需要注意的是，澆筑的混凝土?xí)D壓并滲入測斜管進(jìn)而導(dǎo)致管體變形，大幅降低埋設(shè)精度，所以需要在測斜管里注入清水，以抑制混凝土的滲入。

如果測斜管需要埋設(shè)在土體中，則無法直接埋設(shè)，必須先在埋設(shè)點(diǎn)打孔，為了保證孔的精度，打孔工作通常使用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行。在測斜管實(shí)際入孔前，需要先把分段的測斜管連接起來。這種測斜管不會(huì)被混凝土滲入，但是土體中泥漿的滲入同樣會(huì)降低精度，所以除了要注入清水外，還要注意分段連接處的密封。

3.3分析測斜精度

雖然技術(shù)的進(jìn)步大幅提高了測斜儀本身的精度，但由于基坑監(jiān)測本身就是一個(gè)復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)的工程，測斜過程中難免受到諸多變化因素的影響，所以實(shí)際工程中的系統(tǒng)精度非常有限。基于此種原因，我們在布設(shè)好測斜系統(tǒng)后需要對系統(tǒng)進(jìn)行精度分析，以確認(rèn)系統(tǒng)的可靠性并預(yù)期測量誤差。具體的精度分析方法有兩種：第一種是針對其中一個(gè)測斜管連續(xù)取多期數(shù)據(jù)，驗(yàn)證單孔數(shù)據(jù)的重復(fù)性并求取不同深度下測斜儀數(shù)據(jù)的均方差。通常情況下，數(shù)據(jù)重復(fù)性越高，均方差的累增幅度和最大值越小，該套測斜系統(tǒng)的精度也就越高。第二種是選擇某個(gè)測斜點(diǎn)以全站儀監(jiān)測法觀測二維變形量，將獲得的結(jié)果與測斜儀所測得的結(jié)果進(jìn)行比較，如果二者的測量差異控制在2毫米以下，也可以證明測斜系統(tǒng)具有足夠的精度和可靠性。

3.4處理測斜數(shù)據(jù)

測斜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與分析主要是通過測斜儀自帶的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成的，但由于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能仍不夠完善，所以有部分?jǐn)?shù)據(jù)處理工作需要測量人員自行完成。具體來說，測量人員需要進(jìn)行以下幾方面的數(shù)據(jù)處理工作：第一方面是誤差處理。因?yàn)槟壳暗臄?shù)據(jù)處理系統(tǒng)是將測得數(shù)據(jù)求平均數(shù)后直接存儲(chǔ)的，但由于數(shù)據(jù)采集中的數(shù)據(jù)跳動(dòng)現(xiàn)象，這種單純的處理方法會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)進(jìn)而形成測量誤差。因此，測量人員需要根據(jù)測斜儀的正反數(shù)據(jù)特征建立數(shù)學(xué)模型，將這種粗差篩選出來，對數(shù)據(jù)進(jìn)行精度修正。第二方面是大批量數(shù)據(jù)分析。由于建筑工程往往具有大規(guī)模特征，所以基坑監(jiān)測工程的任務(wù)量也非常繁重，測斜儀往往會(huì)產(chǎn)生極為龐大的數(shù)據(jù)量。這時(shí)測量人員需要把這些數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)合分析。第三方面是變化預(yù)警分析。測斜系統(tǒng)測得的數(shù)據(jù)只能反映出基坑的現(xiàn)狀，無法進(jìn)一步反映出變化的總體趨勢，因此測量人員還要對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行編制與動(dòng)態(tài)分析，確定基坑的變化曲線，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)變形，防患于未然。以地球物理儀器研發(fā)和油氣與金屬礦產(chǎn)資源綜合研究平臺(tái)項(xiàng)目基坑工程為例，該工程共選取26個(gè)測點(diǎn)，總觀測次數(shù)34次，在這34次觀測中，WY03點(diǎn)變形最大，因此監(jiān)測中做出了此點(diǎn)的水平位移變形曲線，曲線圖如下圖所示：

由圖可以看出，該觀測點(diǎn)在14年3月4日出現(xiàn)最大形變，形變量達(dá)到21毫米。工程中根據(jù)曲線變化態(tài)勢一定程度上預(yù)期了該情況并給予了及時(shí)的提醒，起到了安全預(yù)警的作用。

圖1　某工程WY03觀測點(diǎn)水平位移曲線圖

4　結(jié)語

現(xiàn)代工程的發(fā)展令人們越來越重視施工安全，對基坑監(jiān)測中測斜精度的要求也越來越高。本文所述的技術(shù)應(yīng)用手段只針對目前的相關(guān)技術(shù)，雖然能保證較高的測量精度，但并非沒有更多的發(fā)展空間。因此，相信基坑測斜精度在未來會(huì)隨技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步提高。

[1]黃鶴.基坑監(jiān)測技術(shù)在某建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技,2010（4）.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-257-1