建筑工程中基坑监测技术的探讨

建筑工程中基坑监测技术的探讨 摘要：本文概述了基坑变形的机理，以及基坑变形监测的目的、内容、所需仪器，分析了变形监测技术在建筑基坑工程中的应用。 关键词：建筑工程；变形监测；探讨 中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号： 深基坑开挖是一项复杂的工程，在支护加固不当时，常可因周边地面的沉降而危及各种高层建筑的正常使用。基坑开挖引起的地表移动与变形取决于其侧壁（支护或无支护）的变形程度及变形形式。边坡、基坑工程稳定是其邻近地表及高层建筑安全的必要条件，但决不是充分条件，因为即使边坡、基坑稳定，近邻地表同样存在由于开挖引起的地表移动与变形，甚至破坏。因此，在基坑工程中，必须对周围的高层建筑进行安全监测，以确保其安全使用，其中主要是对高层建筑进行沉降观测和倾斜观测。 1 基坑变形 1.1 基坑变形概述 基坑在开挖施工过程中由于受基坑土质、开挖深度及尺寸、周围荷载、支护系统及施工方法等诸多因素影响，变形将是不可避免的。尽量减少基坑开挖对周边环境的影响。加强对基坑周边建筑物、基坑土体及支护桩的位移等进行变形监测。尽可能的对它们在后续施工中的变形进行预测。了解其有无较大的不均匀沉降，以便采取有效的补救措施等，是现代建筑基坑施工中面临的必须解决的重要问题。 1.2 基坑变形机理 深基坑无论是哪种形式的变形，究其原因，主要是由于基坑开挖而导致的基坑周围地层移动。基坑的开挖过程是基坑开挖面上卸载的过程，卸载会引起土体在水平或者垂直方向上原始应力的改变。随着基坑的开挖，水平方向上由于坑内外土压力的作用而使围护结构产生位移，周边地表产生沉降。垂直方向上由于基坑内外高差所形成的加载和地面各种超载的作用而使坑底产生向上的隆起。这就是基坑变形机理 2 基坑变形监测 2.1 基坑变形监测的目的 在基坑施工过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件等复杂因素的影响，很难单纯从理论上预测施工中遇到的问题。基坑工程的设计预测和预估只能够大致描述正常施工条件下，围护结构与相邻环境的变形规律和受力范围，仅此是不够的，还必须在基坑开挖和支护施工期间开展严密的现场监测。基坑工程施工及地下结构施工期间，应对基坑支护结构受力和变形、周边建筑物等保护对象进行系统的监测，通过监测，及时掌握基坑开挖及施工过程中支护结构的实际状态及周边环境的变化情况，做到及时预报，为基坑边坡和周边环境的安全与稳定提供监控数据，防患于未然；同时通过监测资料与设计参数的对比，可以分析设计的正确性与合理性，科学合理的安排下一步工序，必要时及时修改设计，使设计更加合理，施工更加安全，相邻建筑物不受施工的危害。在实际施工中我们经常采用信息化施工的方法，实施边施工边监测，并及时反馈监测结果。通过信息化施工，监测小组与驻地监理、设计、业主及相关各方建立良性的互动关系，积极进行资料的交流和信息的反馈，进一步优化设计，调整方案，确保工程施工的顺利进行和构筑物的安全。 2.2 基坑变形监测的内容 2.2.1 水平位移监测。围护结构顶部水平位移是围护结构变形最直观的体现，是整个监测过程的重点。围护结构变形是由于水平方向上基坑内外土体的原始应力状态改变而引起的地层移动。基坑开挖时水平方向影响范围为1.5倍开挖深度，水平位移及沉降的监测控制点一般设置在基坑边2.53.0倍开挖距离以外的稳定区域。变形监测点的布置和观测间隔应遵循以下原则：间隔58m布设一个变形监测点，在基坑阳角处、距周围建筑物较近处等重要部位适当加密布点。基坑开挖初期，可每隔23d观测一次；开挖深度超过5m到基坑底部的过程中，可适当增加观测次数，以1d观测一次为宜。特殊情况要继续增加监测频次，甚至实时监测。 2.2.2 垂直沉降观测。沉降监测高程控制网测量：采用独立水准系。在远离施工影响范围以外两侧各布置一组稳固水准点。沉降变形监测基准网以上述永久水准基准点作为起算点，组成水准网进行联测。 2.2.3 沉降监测。基坑围护结构的沉降多与地下水活动有关。地下水位的升降使基底压力产生不同的变化，造成基底的突涌或下陷。通常使用精密电子水准仪按水准测量方法对围护结构的关键部位进行沉降监测。观测的周期、时间和次数，应根据工程的性质、施工进度、地基地质情况及基础荷载的变化情况而定。 2.2.4 倾斜监测。倾斜监测应根据监测对象的现场条件，采用垂准法或外部投点法。垂准法应在下部测点上安置光学垂准仪或激光垂准仪，在顶部监测点上安置接收靶，在靶上直接读取或量取水平位移量与位移方向。外部投点法应采用经纬仪瞄准上部观测点，在底部观测点位置安置水平读数尺直接读取倾斜量，换算成倾斜度。经纬仪正、倒镜法各观测1次取平均作为最终结果。 2.2.5 裂缝监测。地基发生不均匀沉降后，基础产生相对位移，建筑物出现倾斜。倾斜使结构上产生附加拉力和剪力，当应力大于材料的承载能力时即会出现裂缝。裂缝多出现在房屋下部沉降变化剧烈处附近的纵墙。对裂缝的观测应统一编号，每条裂缝至少布设二组（两侧各一个标志为一组）观测标志，裂缝宽度数据应精确至0.1mm，一组在裂缝最宽处，另一组设在裂缝末端。并对裂缝观测日期、部位、长度、宽度进行详细记录 2.2.6 道路、管线变形监测。基坑开挖过程中，应同时对邻近道路、管线等设施进行水平位移和沉降观测。尽可能以仪器观测或测试为主、目测调查为辅相结合，通过目测对仪器观测进行定性补充。例如：目测调查周围地面的超载状况，周围建（构）筑物和地面的裂缝分布，周围地下管线的变位与损坏，边坡、支护结构渗漏水状况或基坑底面流土流砂现象。 2.3 基坑工程监测仪器 2.3.1 水准仪应用于基坑围护结构的沉降观测。基坑周围地表、地下管线、四周建筑物的沉降。基坑支撑结构的差异沉降。确定分层沉降管、地下水位观测孔、测斜管的管顶标高。 2.3.2 经纬仪可以用作周围建筑物、地下管线的水平位移测量。主要用在：围护结构的顶面及各层支撑的水平位移和测斜管顶的绝对水平位移测量上。 2.3.3 测斜仪按其工作原理有伺服加速度式、电阻应变片式、差动电容式、钢弦式等多种。比较常用的是伺服加速度式、电阻应变片式两种，伺服加速度式测斜仪精度较高，目前用得较多。 2.3.4 钢筋计可用于测量基坑围护结构沿深度方向的应力换算为弯矩。基坑支撑结构的轴力、平面弯矩。结构底板所受弯矩。另外还有土压力计和孔隙水压计。 3 结束语 随着我国经济的高速发展，高层、超高层建筑大量兴建，深基坑工程越来越多，而深基坑开挖和暴露期间的安全，会直接影响到周围建筑、公路、管线等的基础稳定。深基坑开挖后，由于土体平衡被打破而导致土应力发生改变，土体支护结构及本身出现变形，导致周边建筑物出现不同的沉降、位移、挠曲、倾斜和裂缝等现象，因此在基坑施工过程中，不仅要对基坑及周边建筑物进行连续的变形观测，也要对发现的问题，及时采取措施，做好预防工作，确保建（构）筑物的安全。 参考文献： 1陈必盛.某基坑变形监测与分析J.西部探矿工程，2012（10）. 2陈田.基坑变形监测相关问题探析J.科技与生活，2012（17）. 3杜锡华.谈谈高层建筑深基坑支护工程变形监测方法J.科技资讯，2010（35）. 4 黄声享，尹晖变形监测数据处理M武汉：武汉大学出版社，2009 5 黄声享,尹晖.变形监测数据处理M.武汉:武汉大学出版社,2007. 6 孙铁珊,张祖胜,张中伏,等.大地形变测量进展M.北京:中国铁道出版社,2006.第 6 页 共 6 页