漳州某建筑工程深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

林恒雨

摘 要：深基坑開(kāi)挖期間容易產(chǎn)生土體變形，需要適時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文結(jié)合漳州市測(cè)繪地理信息中心建設(shè)工程項(xiàng)目，對(duì)基坑坡頂、周邊建筑等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析了基坑監(jiān)測(cè)頻率、基坑監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)和險(xiǎn)情預(yù)報(bào)。

關(guān)鍵詞：深基坑;位移;監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）35-0104-03

Analysis of Deep Foundation Pit Monitoring Technology for

a Construction Project in Zhangzhou

LIN Hengyu

（Zhangzhou Design Research Institute of Surveying and Mapping，Zhangzhou Fujian 363000）

Abstract： Soil deformation is prone to occur during the excavation of deep foundation pits， and monitoring is needed at an appropriate time. Based on the construction project of Zhangzhou Surveying and Mapping Geographic Information Center， this paper monitored the pit slope and surrounding buildings， analyzed the pit monitoring frequency， the pit monitoring control standard and the danger forecast.

Keywords： deep foundation pit;displacement;monitoring

漳州市測(cè)繪地理信息中心建設(shè)工程由漳州市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院組織建設(shè)，其主要從事城市測(cè)繪設(shè)計(jì)、科研、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用等基礎(chǔ)工作。項(xiàng)目位于漳州市龍文區(qū)龍溪南路西側(cè)，占地面積約為1 300m3。該工程由地上六層辦公建筑和地下二層車(chē)庫(kù)組成。工程范圍內(nèi)無(wú)架空線路布設(shè)，場(chǎng)地北側(cè)、西側(cè)有天然氣管線通過(guò)。基坑支護(hù)采用內(nèi)支撐支護(hù)形式，開(kāi)挖深度約為7.390～9.060m。

1 基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法

基坑監(jiān)測(cè)的目的在于實(shí)時(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測(cè)記錄與設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比分析[1]。當(dāng)監(jiān)測(cè)記錄的數(shù)值大于設(shè)計(jì)值且超出規(guī)范時(shí)，監(jiān)理單位應(yīng)及時(shí)反饋并采取措施，避免支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞以及其他事故。其間要以施工過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄為基礎(chǔ)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，實(shí)現(xiàn)信息化施工。

1.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要依據(jù)基礎(chǔ)工程的各種特點(diǎn)確定[2]。在進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)時(shí)，本工程綜合考慮了基坑施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、支護(hù)形式、支護(hù)工藝等因素，確定了7個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，如表1所示。

表1 基坑工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

[序號(hào) 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 點(diǎn)數(shù) 備注 1 基坑坡頂水平位移 10 — 2 基坑坡頂豎向位移 10 — 3 深層水平位移（測(cè)斜） 7 — 4 地下水位 2 — 5 周邊建（構(gòu)）筑物豎向位移 18 含周邊地表沉降點(diǎn)5個(gè) 6 周邊建（構(gòu)）筑物水平位移 8 — 7 支撐內(nèi)力 6 — ]

1.2 基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)及觀測(cè)方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)密度和位置主要由現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、基坑設(shè)計(jì)等級(jí)和基坑現(xiàn)場(chǎng)條件等確定，當(dāng)然，布設(shè)點(diǎn)需要征求建設(shè)單位同意。最終所確定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須能準(zhǔn)確反映基坑現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，能預(yù)測(cè)未來(lái)的演變趨勢(shì)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)信息化施工。

1.2.1 監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)需要布設(shè)在基坑范圍外50m左右或者基坑開(kāi)挖深度3倍以外不再受施工影響的區(qū)域，該基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)位置必須無(wú)遮擋物，視線良好。本工程高程基準(zhǔn)點(diǎn)共布設(shè)4個(gè)，標(biāo)號(hào)為H1～H4;平面監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)4個(gè)，標(biāo)號(hào)為D001～D004。

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在布設(shè)完成后進(jìn)行初始數(shù)據(jù)的觀測(cè)，高程監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)采用DNA03儀器進(jìn)行觀測(cè)（依據(jù)國(guó)家二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)），平面監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)采用中海達(dá)GPS靜態(tài)觀測(cè)。

1.2.2 基坑坡頂及周邊地表位移監(jiān)測(cè)。具體包括基坑坡頂水平位移監(jiān)測(cè)、基坑坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)、周邊建（構(gòu)）筑物（地表）沉降及水平位移監(jiān)測(cè)、基坑周邊土體深層水平位移觀測(cè)（測(cè)斜）。

1.2.2.1 基坑坡頂水平位移監(jiān)測(cè)（10個(gè)）。一是測(cè)點(diǎn)布置，基坑頂土體水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布設(shè)10個(gè)，編號(hào)為S1～S10。二是測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，在基坑頂確定布點(diǎn)的位置用沖擊鉆沖擊成圓柱孔，并將水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)其中。監(jiān)測(cè)點(diǎn)材質(zhì)為鋼材，同時(shí)標(biāo)記監(jiān)測(cè)點(diǎn)號(hào)。三是量測(cè)原理及計(jì)算，基坑坡頂水平位移監(jiān)測(cè)采用極坐標(biāo)法。本研究以項(xiàng)目所在地的漳州坐標(biāo)系為平面的基本坐標(biāo)系，利用基坑周邊的2個(gè)E級(jí)控制點(diǎn)平面坐標(biāo)，布設(shè)平面控制網(wǎng)后測(cè)量距離與方位角，求出各點(diǎn)位的坐標(biāo)。四是測(cè)量?jī)x器及精度，采用徠卡TS02型全站儀。精度：測(cè)角精度為2″，測(cè)距精度為2mm+2D×10-6（D為實(shí)測(cè)距離，單位為km），最小讀數(shù)至1mm。設(shè)計(jì)控制值為30mm。

1.2.2.2 基坑坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)（10個(gè)）。一是測(cè)點(diǎn)布置，基坑頂土體水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)兼做坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)，共計(jì)10個(gè)，編號(hào)為J1～J10。二是測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，與基坑坡頂水平位移監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)一致，標(biāo)記監(jiān)測(cè)點(diǎn)號(hào)采用豎向位移點(diǎn)號(hào)。三是量測(cè)原理及計(jì)算，基坑坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)采用國(guó)家四等水準(zhǔn)測(cè)量法。高程坐標(biāo)系采用1985國(guó)家高程坐標(biāo)系，利用基坑周邊的2個(gè)高程點(diǎn)布設(shè)高程控制網(wǎng)，然后采用國(guó)家四等水準(zhǔn)測(cè)量法測(cè)量后求得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程。四是測(cè)量?jī)x器及精度，采用徠卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀與銦鋼水準(zhǔn)尺，其精度要求如下：DNA03型電子水準(zhǔn)儀每千米往返測(cè)高程精度為0.3mm，最小讀數(shù)為0.01mm。

1.2.2.3 周邊建（構(gòu)）筑物（地表）沉降及水平位移監(jiān)測(cè)。一是測(cè)點(diǎn)布置，周邊建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布設(shè)18個(gè)，編號(hào)為J11～J25、LJ1～LJ3;因聯(lián)豐浩苑建筑物地下未找到預(yù)留沉降點(diǎn)，且因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地條件限制，無(wú)法布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，故采用S16～S18兼做沉降觀測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為J23～J25，用三角高程觀測(cè)方法測(cè)定沉降值，同時(shí)，在聯(lián)豐浩苑南側(cè)地表布設(shè)三個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)LJ1～LJ3監(jiān)測(cè)基坑北面沉降量，彌補(bǔ)因三角高程測(cè)量可能導(dǎo)致的沉降量不確定性因素造成的誤差。水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布設(shè)約8個(gè)，編號(hào)為S11～S18。二是測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，在確定布點(diǎn)的位置用沖擊鉆成孔，安裝沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)（或采用建筑物已有沉降點(diǎn)），水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用萊卡反射片貼在確定布點(diǎn)的建筑物面上。沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用統(tǒng)一規(guī)格的鋼質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。三是量測(cè)原理及計(jì)算，采用基坑坡頂水平位移監(jiān)測(cè)和基坑坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)量測(cè)原理及計(jì)算方法。

1.2.2.4 基坑周邊土體深層水平位移觀測(cè)（測(cè)斜）（10個(gè)）。一是測(cè)點(diǎn)布置，在布置基坑周邊土體深層水平位移觀測(cè)點(diǎn)時(shí)，要以設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，結(jié)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行布設(shè)。二是測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，測(cè)斜管埋設(shè)深度約為12m，測(cè)斜管的上下管間應(yīng)對(duì)接良好，無(wú)縫隙，接頭牢固固定，密封，測(cè)斜管安放就位后調(diào)正方向，使管內(nèi)的一對(duì)測(cè)槽垂直于測(cè)量面（即平行于位移方向），調(diào)正方向后蓋上頂蓋，保持測(cè)斜管內(nèi)部的干凈、通暢和平直。做好清晰的標(biāo)示和可靠的保護(hù)措施。總計(jì)埋設(shè)10個(gè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)編號(hào)為X1～X10。三是工作原理，測(cè)斜觀測(cè)實(shí)際上是測(cè)量不同深度的相對(duì)位移量，因此必須在開(kāi)挖之前首先測(cè)定初始值，進(jìn)行兩次以上的觀測(cè)，每次與前一次比較，待數(shù)值穩(wěn)定后可作為初測(cè)值。測(cè)斜資料的計(jì)算及整理過(guò)程需要結(jié)合計(jì)算機(jī)完成，利用配套的軟件完成計(jì)算機(jī)與記錄器之間的通信及數(shù)據(jù)入庫(kù)管理。四是測(cè)量?jī)x器及精度，采用CX-系列智能數(shù)字測(cè)斜儀，分辨率為±0.001mm/500mm，探頭精度為±1mm/25m，角度測(cè)量范圍為0°～±15°。

1.2.3 地下水位監(jiān)測(cè)。一是測(cè)點(diǎn)布置，一般每隔20～30m水平距離布置一個(gè)水位管（基本保證每一個(gè)施工段一個(gè)水位管）。和出入口基坑底深度一致，地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布設(shè)，共計(jì)4個(gè)，編號(hào)為SW1～SW4。二是測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖和現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定。水位管居上，透水部位居其下部，兩者的埋設(shè)深度均由地勘單位提供的地勘資料和工程實(shí)際情況綜合決定。一般水位管的材質(zhì)為PVC管，在埋設(shè)水位管時(shí)，先用鉆孔機(jī)打孔，當(dāng)鉆孔機(jī)打孔至滿足水位管的埋深要求時(shí)，謹(jǐn)慎將PVC水位管插入鉆孔內(nèi)，完成后，用黃砂進(jìn)行回填處理，回填深度以超過(guò)透水頭1m為原則，最后用膨潤(rùn)泥封孔，封孔高度達(dá)到孔口位置即可。三是工作原理，本工程的地下水位監(jiān)測(cè)采用傳統(tǒng)的電測(cè)水位儀，監(jiān)測(cè)時(shí)將電測(cè)水位儀的前端探頭沿水位管的位置向下試探，當(dāng)探頭遇水時(shí)，電測(cè)水位儀的上端接收儀會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，此時(shí)根據(jù)測(cè)量探頭下探的深度來(lái)確定地下水位的位置深度。四是測(cè)量?jī)x器及精度，采用SWJ-8090型鋼尺水位計(jì)，最小讀數(shù)為1mm，重復(fù)性誤差為±2mm。

1.2.4 支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)。一是測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，依據(jù)監(jiān)測(cè)平面布置圖，支撐結(jié)構(gòu)施工時(shí)，在鋼筋綁扎完成后，應(yīng)力計(jì)安裝在指定被測(cè)監(jiān)測(cè)截面上，在監(jiān)測(cè)截面上下主鋼筋上分別布設(shè)一個(gè)應(yīng)力計(jì)，得到應(yīng)力值。按照相關(guān)規(guī)范，應(yīng)力計(jì)需要安裝在主筋上，綁扎鋼筋時(shí)需要切斷主筋，預(yù)留應(yīng)力計(jì)位置。應(yīng)力計(jì)與兩側(cè)主筋的連接方式則采用電弧焊焊接。應(yīng)力計(jì)安裝完畢后，在澆筑混凝土之前，須進(jìn)行應(yīng)力計(jì)的數(shù)據(jù)采集，因現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，對(duì)應(yīng)力計(jì)應(yīng)加以保護(hù)，并實(shí)時(shí)更換損壞的應(yīng)力計(jì)，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集錯(cuò)落的情況。總計(jì)埋設(shè)6個(gè)，編號(hào)為Y1～Y6。二是工作原理，基坑開(kāi)挖中受周?chē)翂毫Α⒘⒅灰埔鸬膽?yīng)力及其他荷載的作用，支撐體系應(yīng)力會(huì)受到影響。人們可以通過(guò)埋設(shè)在混凝土主筋上鋼筋測(cè)力計(jì)的應(yīng)力及鋼支撐頂部應(yīng)力計(jì)的測(cè)量讀數(shù)變化，監(jiān)測(cè)鋼筋的應(yīng)力變化。三是量測(cè)原理及計(jì)算，采用振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，直接測(cè)讀鋼筋應(yīng)力，換算得出軸力。四是測(cè)量?jī)x器及精度，采用GXR-1010型振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，量程為100MPa（抗壓強(qiáng)度），200MPa（抗拉強(qiáng)度），規(guī)格暫取[Φ]24mm，分辨率為0.05%F·S。采用BP-32型頻率讀數(shù)儀，分辨率為±0.1Hz。

1.3 基坑監(jiān)測(cè)頻率

按照工程進(jìn)度的安排，基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)必須在基坑開(kāi)挖前完成，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行初始觀測(cè)并記錄。本工程的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)頻率如表2所示。

表2 各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)頻率

基坑監(jiān)測(cè)工作開(kāi)始于基坑工程，結(jié)束于地下工程，對(duì)于特殊要求，根據(jù)需要，延長(zhǎng)觀察周期，直至變形趨于穩(wěn)定方可結(jié)束。

表2中的監(jiān)測(cè)頻率貫穿于基坑施工的全過(guò)程，可根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)反應(yīng)靈活地增減頻率。當(dāng)結(jié)構(gòu)施工至正負(fù)零時(shí)，減緩監(jiān)測(cè)頻率，一周內(nèi)視情況結(jié)束觀測(cè)。

2 基坑控制標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)報(bào)

根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及本工程中的基坑特點(diǎn)，本研究確定了12個(gè)預(yù)警監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，當(dāng)任意一種監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超標(biāo)時(shí)即發(fā)生預(yù)警，相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

3 結(jié)論

很多建筑在基坑施工過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生基坑變形，因此基坑監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。通過(guò)開(kāi)展基坑監(jiān)測(cè)，人們能及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，避免嚴(yán)重的安全事故。本項(xiàng)目基坑施工期間，基坑內(nèi)土體的開(kāi)挖、坑內(nèi)降水等行為會(huì)造成基坑內(nèi)外水、土壓力的水平移動(dòng)，引發(fā)周邊土體下沉和周邊環(huán)境變形等現(xiàn)象。在本工程的基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中，極個(gè)別檢測(cè)點(diǎn)因?yàn)槭┕さ仍虺鼍渲档默F(xiàn)象偶有發(fā)生，但依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，屬正常現(xiàn)象，支護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，未發(fā)生重大險(xiǎn)情事故，因此信息化施工監(jiān)測(cè)在本項(xiàng)目基坑施工中取得了一定效果。

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