巖土工程勘察中礦井深基坑檢測技術改進研究

馬 維

（遼寧省地質勘查院有限責任公司，遼寧 大連 116100）

基坑監測是指在巖土工程施工期間，對礦井基坑及內部環境實施的監測、預警工作。由于開鑿礦井的井筒層位加深，方向多變，其土層松懈度，地下水位動態等等因素都有著不確定性，而且礦井基坑開挖施工中支護結構和產狀安穩度存在危險性，還有坑壁位移、溫度、以及人力操作的易變性[1]。

現行標準中規定的監測方法帶有經驗主義特點，應用其進行判斷會造成誤差以及施工隱患。因此，通過勘探檢測技術的改進并予以實踐是十分有必要的。對于結構雜亂程度及時差異對待，實時了解地質要素，提前明了礦井探采目標，保證巖土工程的順利勘探[2]，滿足主管部門提出的相關要求。

1 基坑支護檢測

土層壓力的大小直接決定了支護結構內力，其精準度直接影響到基坑施工器械與圖層的摩擦力。而在實際巖土工程中，主要依據基坑周圍的冠梁計算跨度埋設監測點，主要包括傳感器的選擇與埋設，監測點的埋設方式包括：彎曲埋設和垂直埋設兩種。垂直埋設主要是采用垂直固定的方式將錨桿置于礦坑內部監測點上的一種方式，而彎曲測點主要是將測點放置于巖土構筑物中彎曲錨桿軸線上。彎曲測點對于基坑支護檢測對象的表面特征更加精確，垂直測點對于基坑支護檢測對象的破損及開裂情況描述更加精確。在實際施工監測過程中，通常將兩種方式檢測結果進行對比，首先進行垂直埋設然后再針對重點區域進行彎曲埋設測點的方式再次詳細檢測。

支護結構內力監測可通過在礦坑內壁剖面內部安裝錨向間距檢測軸力計和應力儀進行試驗。由于基坑支護軸向壓力直接引起基坑內側墻面變形，經常導致底部突起，所以對支護樁板類型的檢測尤為重要。其主要分為對槽鋼纖維樁板檢測和混凝土樁板兩種材質的檢測。槽鋼纖維樁板由于耐磨強度差，適用于檢測深度≤30m的基坑，適用于土質疏松地區，回填土頻率大。其監測值應考慮溫度變化的影響。鋼筋混凝土樁板需要新型檢測方式，測量電纜有一定防水作用，且檢測效率高，檢測裝置使用后可以直接留在土中。對鋼筋混凝土樁板檢測尚應考慮混凝土收縮、徐變以及位移的影響。此外，腰梁與樁身之間的測點管線還需進行編號。

2 水位檢測

在巖土工程勘察施工過程中，需要不斷抽取挖掘過程中的坑涌水。基坑周邊的地下水深度與基坑墊層的穩定性密切相關。由于坑內外的水壓差位不同，容易產生高壓樁撐、小直徑攪拌樁管涌等礦坑坍塌預警威脅。因此在地下水位以下進行深基坑開挖施工時，為了避免發生事故，就需要適當地降低地下水。

水位檢測注意事項：①對基坑兩側土體及坑底土體進行取樣，檢測土層降水效果，從而減少的底部隆起與圍護結構的水平變形等風險；②調試儀器安裝位置，防止安裝位置的土體在檢測水位過程中發生滑坡，方便探測儀在基坑內施工作業。

3 裂縫檢測

裂縫監測對基坑裂縫的形態學監測，分為形狀、位置、裂口方向、條數等檢測標的，檢測寬度在裂縫張開模式下兩端埋貼黃銅材質的探頭，用千分尺或千分表測量，深度測量適合采用超聲波法等方式。

檢測裂縫帶的分布需要檢測振幅強弱的橫向分界。在施工過程中不能只追求簡單進行粗測，要嚴格調節焦距讀數記錄，注意分層開挖并配上適當光源，畫出裂縫分布圖并標出基本參數。

如果基坑實際卸土過深，表層土向下的牽引張力則隨之加大土層形變，是引起礦坑坍塌事故的原因之一。所以應該事先規避礦坑坍塌風險，保證施工人員人身安全，在施工過程中采用裂縫監測技術。

即通過實時監測了解基坑挖掘設備裝配狀態，對于臨近警戒值的監測區域要加固處理排除隱患，如有需要把檢測設備電源進行更換。

檢測的結果需要與內部排土、開采分區等其他數據綜合分析,以排除土石填筑碾壓以外由其他情況引起的檢測值異常,最后確定出裂縫的分布情況。

4 監測方法現場比較實驗

選擇處于碎卵石層的典型礦井深基坑，埋深在45m～60m之間。各項指標均達到報警值。運用現行檢測方法與改進檢測方法檢測結果如表1所示。

表1 檢測效果數據記錄表

從上表結果來看，改進的檢測方法得出的檢測結果更接近設定的指標，因此對礦井深基坑檢測技術的改進是成功的。

5 結語

當前基坑監測與工程的設計、施工被列為深基坑工程質量保證的三大基本的要素，對于復雜的大中型工程或者是環境的要求嚴格的項目來說，是否存在數據失真，若存在則及時找出失真原因并采取相應措施改正數據，為及時采取安全補救措施充當耳目。在檢測過程中盡量避免外界不利因素的影響，比如監測當天的異常空氣氣壓等。提高安全意識和周密的檢測計劃才能得到精準的檢測結果。