深基坑开挖中基坑监测技术的应用分析论文_张爱静1  曹华2

张爱静1  曹华2

(江苏南京210000)

摘要:在我国城市建设发展过程中,为了充分的对土地资源进行开发利用,建筑基坑的深度越来越深,这给基坑工程施工安全增加了风险。这就需要应用基坑监测技术,对基坑施工地质进行详细的了解,为基坑施工安全提供技术支持。本文基于基坑监测的重要性,对基坑监测技术在深基坑施工中的应用进行分析。

关键词:基坑监测;深基坑;应用

前言

深基坑的开挖具有很强的地域性,不确定因素多,因此,很难在工程的初期就从理论上对开挖工程中出现的情况做预测,所以在基坑开挖过程中实时地对基坑进行监测对保证施工的安全是十分必要的。随着各种技术的成熟,基坑监测的精度和手段都有了日新月异的变化,因此在基坑监测工程中,应不断总结经验,整理资料,对日后指导工程设计、施工都有十分重要的意义。

1基坑监测的重要性

随着工程建设规模不断扩大,基坑开挖数量增多,对周边的环境影响也越来越大,特别是在城市建设中的深基坑施工,周围建筑物林立、地下管线密布、交通繁忙,一旦出现事故,将严重影响工程的进度质量和安全。同时,由于存在多种不确定复杂因素的影响,基坑开挖过程中潜在的危险在支护结构设计阶段很难从理论上完全预测。因此,在深基坑开挖等施工的过程中,采用科学的监测方法对深基坑支护结构、基坑周边的土体和相邻的建筑物、道路、地下管线等进行实时、综合、系统的监控是十分必要的。通过现场具体情况进行监测准备,保证施工质量,是现场监测的有益之处。因此,首先要了解深坑真实的设计强度,依靠现场的监测数据进行分析考量,设计出合理科学的施工方案;其次是通过现场监测,尽可能的降低对即将施工地域的影响;最后,需要借助于现场检测手段,完善危险警报系统,计算出意外存在的危险程度,尽快做好保护措施、安全措施、补救措施,将伤害降到最低。

2基坑监测项目、方法及精度要求

基坑工程的的现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。检测项目包括:支护结构、地下水状况、基坑底部及周边土体、周边建筑、周边管线及设施、周边重要道路、其它。

2.1水平位移监测和竖向位移监测

水平位移监测方法比较多,各种方法适用条件不同,在选择时,首先应能满足监测报警的要求,其次与现行测量规范规定的测量精度相协调,再次在满足成本要求情况下适当提高精度要求。

竖向位移的监测精度确定方法与水平位移监测精度方法基本相同。由于坑底隆起观测过程往往需要进行高程传递,精度保证困难,因此要适当调低精度要求。这样即考虑了精度要求,又满足监测报警值的控制要求。各种基坑隆起累计值和变化速率按下表进行控制。

2.2裂缝监测

对于基坑的裂缝检测,要把握住裂缝的数量、长度、深度、宽度等,对深基坑施工的部分进行全方位的检测,将基坑裂缝对工程的影响控制在一定范围之内,即为裂缝监测。裂缝监测是重要的基坑监测环节,通过在裂缝两边标出平行线的手段,通过一些测量工具测量出裂缝的宽度,借助凿出法以及超声波检测法对基坑裂缝进行监测,得出检测数据并有效的提高检测质量。

2.3倾斜监测和地下水位监测

根据不同的现场观测条件和要求,对倾斜监测用不同的方法,当被监测的建筑具有明显的外部特征点和宽敞的观测场地时,最好用投点法或前方交汇法。当被子测建筑物内部有一定的竖向通视条件时,最好用垂吊法或激光铅直仪观测法。当被测物有较大的结构刚度和基础刚度时,可用倾斜仪法或差异沉降法。

水位观测使用30m钢尺水位计,仪器最小分辨率为1mm。首次必须测取水位管管口的标高,从而可测得地下水位的初始标高。在以后的工程进展中,可按需要的周期和频率,测得地下水位和地下各土层标高的每次变化量和累计变化量。

2.4土压力监测

实际中,土压力计作为土压力检测的主要仪器,能够有效的测量出基坑的深度。一般来说,土压力测量可以分为两种,即埋入式和接触式。在采用埋入式方法的时候,手中的以及需要进行检测的压力膜都要控制在一个垂直状态下,要在监测过程中就能够完成记录,为了避免出现损伤,还要检查压力膜与压力机是否存在问题。

2.5孔隙水压力监测和地下管线及道路沉降监测

邻近建筑物、地下管线及道路沉降,基坑底的回弹或隆起监测可用水准仪及经纬仪进行观测,观测方法与基坑观测方法相同,但精度可降低些。

孔隙水压力探头埋设关键有两个。首先,保证探头周围填砂渗水通畅和透水石不堵塞。其次,防止上、下层水压力的贯通。如果采用压入法时宜在无硬壳层的软土层中使用,当然也可以钻孔到软土层再采用压入的方法埋设。这里要强调一个问题,钻孔法如果用一钻孔多探头方法埋设,则要保证封口质量,防止上、下水压力形成贯通,这样会出现危险。

3基坑的监测频率、方法

3.1基坑监测频率

基坑的监测频率一般根据基坑的等级不同而有所不同,具体的监测频率需要根据施工设计图纸和施工监测方案进行具体规定,总之监测频率的确定应能系统地反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化的重要时刻。对于一级基坑而言要满足表1要求。

 

表1 一级基坑设计参数表

当出现下列情况时应提高监测频率:

(1)监测数据达到报警值。(2)监测数据变化较大或速率加快。(3)存在勘测未发现的不良地质。(4)超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工。(5)基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏。(6)基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值。(7)支护结构出现开裂。(8)周边地表突发较大沉降或出现严重开裂。(9)临近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂。(10)基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙等现象。

3.2围护结构顶部水平位移的监测方法

围护结构顶部水平位移的监测方法一般用极坐标法,基准点要选在3倍基坑以外土质坚固的地方,每个基坑工程至少应有3个稳定、可靠的点作为基准点,工作基点应选在相对稳定和方便使用的位置。每次观测都必须定向,每次观测值与前一天观测值之差为日变化量,每次观测值与初始观测值之差为累计变化量,当然也可以用余弦定理公式进行位移变化的计算,一般认为,当日变化量超过设计值的80%或者累计值超过设计值的80%时应向业主,施工,监理各单位进行数据报警。

4基坑监测的注意事项

首先,根据基坑的监测特点,在对深基坑进行检测时,除了要通过特定频率进行检测,还应适当增加检测的次数,同时这也是实际监测结果的实时性变化所要求的。基坑的各项监测还具有实时性的特点,因此相应的监测手段以及检测仪器应适应天气变化的要求。

其次,基坑的检测手段其实就是一个比对检测结果的过程,所以为保证检测的精度和稳定性,就必须做好校准和维护工作,保证监测结果的真实可靠性。不仅如此,相同的检测项目需要制定出同一检测路线,使用相同的检测设备,而且还需要配备固定的工作人员,以防止人为造成的不良影响。

最后,一些施工单位为追求经济效益,一味降低施工成本,因此忽视了基坑检测的重要性,这种行为是与基坑监测的最终为了确保基坑施工安全的目的相违背的。所以提高相关各方对基坑监测工作重要性的认识,要求监测人员及时发现和预报险情,保持与施工方畅通的信息沟通与交流渠道,提供及时、有效、充分的监测数据,方便施工方及时采取安全补救措施,消除基坑的安全隐患,保证施工得以安全作业。

5结语

综上所述,深基坑监测技术在深基坑施工过程中起到十分重要的作用,能够使得深基坑的施工得到有效的保障,切实提高基坑围护的安全性能,将施工对四周环境造成的影响尽量保持在可控制范围之下。另外,借助基坑监测技术对施工过程进行观察、监测,起到一个良好的监督作用,全程指导深基坑建筑工程的实施,使得施工质量得到有效保证。

参考文献:

[1]张营.深基坑监测方法与精度要求研究及工程应用[D].济南:山东大学,2012:1-71

[2]樊星国,陆晔.浅谈基坑监测在深基坑工程中的应用[J].山西青年,2013(14)

论文作者:张爱静1  曹华2

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月上

论文发表时间:2016/9/1

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