摘要:本文首先对基坑监测及防护方法、设备功能进行了简要概述,并从实际案例出发,对基坑监测与防护的具体途径展开了研究,希望对我国相关领域的全面发展起到促进作用。
关键词:基坑;监测;防护
一、基坑监测及防护方法与设备功能概述
(一)监测方法
第一,声测法。局域源在物体中对能量的释放速度较快,此时会促使瞬态弹性波生成,因此被称之为声发射。在接收、转化相关应力波的基础上能够自动生成图像,为基坑变形情况以及稳定性判断提供重要依据。
第二,电测法。在基坑检测中,一种典型的方法为电测法,在实际监测中,应对电阻应变片进行应用,应力测量前,首先需要在待测部位黏贴电阻应变片,在对电阻应变仪进行应用的过程中,可以对应变进行充分的测量,而应力值在计算的过程中需要对胡克定律等进行应用[1]。
第三,光测法。光学基本原理是光测法有效应用的基础,在对结构物位移进行研究的过程中,需要进行大量的实验,其中涉及到多门学科知识,如应力和应变学等,激光多普勒效应、光杠杆原理和光波干涉原理等都是对振动量进行测量的主要方式,在这一过程中,位移在基坑围护构件中可以得到充分的体现,有助于施工人员科学的观测应力以及应变值,目前数字图像处理技术、光纤传感技术等都开始在这一监测中得到充分的应用,其中应用最为广泛的方法为光弹性法。
(二)基坑监测及防护设备
第一,全站仪。在监测基坑侧向位移的过程中,最关键的设备就是全站仪,其运行中,首先需要将一条视准线设置在基坑边缘线位置,基准点分别被设置在视准线的两端,而多个监测点应被设置在基坑边缘线中[2]。全站仪在实际测量中,以基线为基准,能够对各个测量点产生的偏离值进行体现,两侧测量中产生的偏离值之差就可以被作为水平位移值。
第二,水准仪。沉降现象在基坑中要想得到有效的监测,就必须对水准仪进行充分的应用。在第一次进行测量的过程中,应将往返观测应用于基准点和监测点之间,在接下来进行监测的过程中,通常应以单程观测为主,在组合全部监测点的过程中,可以形成闭合水准路线和附合水准路线,闭合、附合等现象可以在基准点上体现[3]。在对水准仪进行应用的过程中,可以对建筑物的沉降、基坑周围地表沉降等进行充分的观察。
第三,测斜仪。在对深部位位移进行测量的过程中,就可以对这一设备进行应用。通常需要将测斜管安装在基坑周边垂直钻孔中,变形现象在测斜管中的体现可以利用测斜仪进行观测,在最初进行监测时,初始断面在测斜管位移中的确定应以首次测量中产生的数据为基准,两种数据的有效对比,可以促使基坑深部地层变化状态得到有效确定。
第四,孔隙水压力计。其又被称之为渗压计,其主要通关传感器发挥测量功能,可以对渗透压力、建筑物中孔隙水压力等进行全面的测量[4]。在对这一压力计进行测量的过程中,孔隙水压力在基坑周边任何一个位置的土体中都可以被有效测量,而施工速率的控制应以孔隙水压力消散速率为基准,同时,该设备有效运行中,还能够对基坑开挖过程中周边土体受到扰动的面积以及情况等进行全面的监测,为工作人员充分掌握基坑开挖降水情况奠定良好的基础。
二、基坑监测及防护实际方法
(一)工程概况
某工程建设中,拟定地下室占据地下两层空间,矩形是基坑布置的主要特点,其拥有450m的周长,12m为开挖最大深度,+25m为基坑最底端的绝对标高,市政道路与基坑的北侧相近,30m的距离产生于市政道路与地下室筏板边线之间;前期建筑位于基坑的南侧,25m的距离产生于建筑施工位置与地下室筏板边线之间;空地位于基坑西侧,Φ2000管线同地下室筏板边线之间拥有3.5m的距离,+30m为管顶标高。
1.基坑围护
加固基坑过程中,通常会对外撑加护面进行应用,典型加固法有以下几种:
第一,锚索。在构建150mm直径孔时,需要对钻机进行应用,钢绞线规模为3×7Φ5,其被所谓锚索进行应用,1860MPa为钢绞线的强度标准值[5]。水泥浆拥有0.5的水灰比,是主要注浆材料,高于25MPa的强度应产生于注浆体中,0.8MPa和2MPa为一次、二次注浆压力值,首次注浆后,应在产生初凝现象后才可以进行第二次注浆。
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第二,支撑体系。该基坑工程施工过程中,将C30强度等级的混凝土应用在了腰梁和压顶梁位置。
第三,搅拌桩。该工程施工中应用了直径为550mm的搅拌桩,其拥有400×400mm的中心距,0.4MPa为最低桩身强度;从设计强度入手对搅拌强度进行控制,只有实际施工强度符合标准以后才可以进行基坑的开挖施工,同时必须保证搅拌桩拥有30d的龄期才可以展开开挖施工。
2.基坑监测
第一,支护结构顶部水平位移监测。该监测工作开展中,应对全站仪进行应用,其必须拥有较高的精密度,水平位移在支护结构中的体现可以得到有效的掌控。建筑物在基坑两端如果处于相对稳定的状态,那么其上就可以设置观测点以及基准点,这对此项监测工作具有决定性影响[6]。两个监测点之间通常保持约为5m的距离,针对关键位置,还需要将这一距离缩短。在开挖基坑的过程中,这一监测工作应两天展开一次,如果在监测过程中发现了较大的水平位移变化,那么必须每天都展开多次监测。
第二,支护结构沉降监测。根据该基坑工程的施工环境特点,在展开支护结构沉降监测的过程中,应将基准点设置在基坑边线稳定的地层以及延长线上,严禁变动的高程对基准点精度产生负面影响,同时还应当将3个水准点埋设在稳定的待测基坑位置,这一基准点可以在沉降观测中得到充分的应用,工作人员必须对其进行编号。在监测中,必须保证观测时段和观测的线路保持一致,在对水准仪进行充分应用的背景下,测点的高程可以在基准点位置进行有效测量,不断变化的高程可以促使测点沉降得到充分的计算。
第三,土体侧向变形监测。这一监测工作的有效开展,可以促使桩侧向土压力值得到充分的反映。在本基坑工程中,不同施工阶段桩身的土压力分布情况监测可以对钢弦式压力盒或者是电阻应变式进行应用,通常0.5m为两个监测点之间的距离,两天一次为监测设定频率。
第四,建筑物倾斜和沉降监测。在监测基坑周边环境的过程中,应以基坑开挖的深度为基准,深度3倍以上范围内的建筑物都应当得到充分的监测[7]。在对其沉降量进行监测的过程中,通常需要在门边框、墙角以及柱身等关键位置布置监测点。通常15m-20m为两个监测点之间的距离,8mm和4/1000分别为沉降和倾斜度变形限值,在进行监测的过程中,应对具体沉降和倾斜与这一限值进行对比,不均匀沉降在建筑物各个部分中的体现必须通过监测点的科学选取进行确定,通常情况下,每三天进行一次监测为该监测工作的频率。
第五,地面沉降监测。将钢板作为沉降板,其拥有3mm的厚度和150mm×150mm的长度和宽度值,在对直立钢筋条进行焊接的过程中,应将其在坡顶处进行埋设,此时需要展开混凝土浇筑施工。实际监测中应对水准仪以及全站仪等进行充分的应用,15m-20m为两个监测点之间的最佳距离,严禁变形限制小于沉降量现象的产生。在实际测量中,应保证三天一次的监测频率。
结束语
综上所述,基坑开挖对工程整体质量以及安全性具有直接影响,因此,新时期我国在积极进行现代化建设的过程中,必须科学施工监测和防护措施,为基坑开挖奠定良好的基础,保证施工精度的基础上,通过大量的采集监测结果,对基坑结构的合理性进行判断,最终为整个工程创造更多的经济和社会效益奠定良好的基础。
参考文献:
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[2] 李东海,王梦恕,杨广武,等.双排桩隔离位移场防护邻近基坑高楼监测研究[J].岩土工程学报,2014(s2):412-417.
[3] 李东海,王梦恕,杨广武,等.双排桩隔离位移场防护邻近基坑高楼监测研究[C]// 全国基坑工程研讨会.2014.
[4] 南策云,杨小龙,张红卫.智慧城市、智慧建设、智慧结构──建筑工程结构材料与深基坑防护监测的质量安全智慧监管平台的研究[C]// 全国智慧城市与智慧结构学术会议.2015.
[5] 屠传豹,陈勇,刘国彬,等.地铁深基坑测斜监控指标的探讨及实践[J].岩土工程学报,2015(s1):28-32.
[6] 文杰,汪鹏程,邵长征.地铁车站深基坑现场监测及数值模拟研究[C]// 工业建筑2015年增刊Ⅰ.2015.
[7] 赵景强,陈水仙,张祖敏,等.关于高层建筑中基坑监测工作的探讨[J].江西测绘,2016(2):48-50.
论文作者:王林
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/27
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