浅议基坑监测方法研究及基坑变形特性论文_梁霞

摘要:现阶段,为了降低可利用土地资源的损耗速度,在建筑工程建设中,其建设高度在不断增加。为了确保地上建筑结构的稳定性,需要做好地下结构的施工,随着基坑深度的增加,施工作业的复杂程度也在增加。此外,做好基坑施工过程中的监测工作和变形规律研究工作,对于提高基坑施工过程的安全性,提高基坑施工质量有着重大的意义。

关键词:基坑监测方法;基坑变形特性;控制要点

1导言

基坑类型和开挖深度的完善,促进基坑工程设计与施工技术的发展,在此过程中积累了很多基坑工程施工经验,但是在施工中,还会存在很多问题,通过实施基坑工程现场监测,能够有效的反应基坑工程的设计和施工进度,同时,还能反映出基坑中存在安全隐患,保证基坑以及周围工程安全。鉴于此,文章主要针对基坑监测方法及基坑变形特性进行了分析,以供参考。

2基坑工程监测目的

基坑工程,是基础工程的一个组成部分。它是指建筑物或构筑物地下部分施工时,需开挖基坑,进行施工降水和周边的围挡,同时要对基坑四周进行监测和维护,确保正常、安全施工的综合性工程。通常在深基坑开挖施工的过程中,需要利用相关设备等,或者其他手段,对周围的建筑物、土体、道路等周围环境和支护结构变化,进行全面掌握,重视土地的应力、沉降、开裂等,这就是深基坑开挖监测技术。在开挖之前,首先须需要掌握土体变位动态,将各种行为表现,进行监测,通过大量岩土的信息,进行整合和分析,对勘察结构和预期现状进行分析。结合原来预期的想法,对设计成果研究,同时,需要结合现在施工现场实际情况,制定科学合理的施工方案。从而有效预测下阶段施工中可能出现新问题。

3基坑变形特性分析

第一,最大侧向位移与开挖深度的关系(见图1)。根据工程实测结果进行分析后发现,板桩支护结构的侧移,在没有支撑的情况下,可以对基坑开挖的深度和位置移动情况等进行确定,图1对侧移与基坑深度之间的关系进行了梳理。

图1最大相对侧移与开挖深度的关系

从图1可以看出,侧移的范围会受到数据离散性的影响。当开挖深度比较浅时,围护结构可选择的数量比较多,只有少数会使用连续性围护结构,其中灌注桩的变形情况相对比较不明显。在深度逐渐提高时,围护结构以及地下连续墙,会因为深度的变化,降低侧移的数据离散性,其数值相对也会更加稳定。说明变形会受到深度的影响,通过采取有效的措施对变形情况进行控制,变形情况有所改善。同时,图1中绝大多数的基坑侧移都与实际要求之间出现偏差,所以基坑变形控制标准并没有统一、固定。

第二,最大侧向位移位置与开挖深度的关系(见图2)。土体的性质会直接影响围护体的结构,基坑开挖在不同阶段围护体位置都会发生不同程度的变化,与开挖深度有紧密的联系。从图2中可以看出在挖到基坑底部附近时会发生围护体的最大侧向变形,与相关数据中要求的深度相符合,同时当基坑的开挖深度比较深时,在基坑底部位置会发生最大范围的变形。随着开挖深度的不断变深,发生变形的测点数目也会逐渐增加,主要就是因为其受到土层性质的影响,当开挖深度逐渐增大时,围护体的最大侧向变形也会更加严重,普遍将在挖至坑底位置发生。

图2最大侧移埋深与开挖深度的关系

4基坑监测的主要方法

4.1水平位移监测

基坑水平位移监测包括多方面的内容,是对支护结构和支撑体系等进行全方位的检测,可以用交会法、极坐标法对基坑进行水平位移监测,如果在监测的过程监测体水平位移要求比较高,需要使用精密度比较高的仪器进行两次以上的监测,不仅对观测工作增加了困难,而且在测量过程中误差累积比较多,计算过程比较繁琐。在对形状呈线性的基坑进行监测时,可以采用小角度的方法进行监测,监测方法没有繁琐的内容,容易进行操作,但是对于测站点要求比较高,需要保持通视的状态,测站点如果设置得比较多,观测的费用也会随之增加。GPS定位法在监测过程中精确度比较高,可以在任意时间进行随时的监测,但是需要开阔的空间。水平位移监测需要等监测点与监测体连接牢固后,再进行测量,以保证测量的结果能准确反映监测体的位移。

4.2应力监测

在对基坑进行施工时,基坑的不同压力始终处在变化的过程中。根据基坑的力学特性,当压力比较大时,可以针对性地布置监测点,并对压力进行准确读取,使不同方向的力都可以保持垂直度的状态,避免水压过大问题的产生。在基坑支护系统中,需要对受力构件的内力进行监测,并对监测数据进行分析,如应力有异常,及时采取措施保证应力的稳定性,避免构件出现安全问题。应力计目前已经在监测中得到了广泛的应用,同时,在对监测点进行确定时,需要科学的设计和准确的计算,在对元件进行安装时,需要对应力计安装的方法、位置、温度、防水等进行控制,为此操作人员必须严格按照安装的实际要求进行针对性的控制,以保证传感器的成活,及测量误差。

4.3竖向位移监测

基坑竖向位移监测可以对围护结构和支撑体系等进行竖向变形监测。基坑垂直位移可以使用几何水准或液体静力水准等方法进行测量。在布设监测点时,需要建立合理的高程基准控制网及精度,可以采用精密几何水准法,如果该方法在实际工程实施困难时,可以使用三角高程测量法进行针对性的测量,监测点与水平位移监测点测量的次数需要保持一致。坑底反弹需要的高程监测过程和精度等与其他方法要求相比较,这种方法在操作过程中非常容易,数据读取也比较精准,可以从根本提升工作效果,保证监测工作的准确性。

5基坑工程监测控制措施分析

5.1增强工程实施强化管理力度

结合审查合格的设计文件,对深基坑工程进行施工,制定工程实际编制专项施工方案。专项施工方案,应该包括执行规范、设计流程以及相关规定等。对邻近建(构)筑物、道路,供电及市政管线的保护措施、监控措施;应急抢险措施等内容。建设单位和工程总承包单位,应该加强对深基坑工程施工质量,对基坑工程施工的质量和安全工作做好检查和督促。禁止出现安全事故,禁止出现施工单位违章作业,盲目施工等。建筑安全监督管理部门,制定定期检查计划,完善监督管理制度。工程质量监督管理部门,对管理系统程序进行完善,从而加大对深基坑和边坡支护工程质量的监督管理力度。

5.2全程控制基坑支护的施工质量

基坑工程在施工的过程中会面临很多的不确定因素,这是由于地基土的不同和环境条件的复杂性造成的,需要对岩土基坑支护施工进行全程控制,避免施工环节中出现问题,对后期工程施工造成严重影响。所以,相关管理人员和设计人员,应该严格结合工程实际情况,对设计方案进行优化和完善,需要严格控制,保证施工质量。但是施工单位不能对施工计划随意改变,包括锚杆位置、长度、型号、数量等,钢筋网使用间距以及放坡系数等。要是出现设计方案变更的现象,应该由专业人员进行评审,建立有效的沟通平台,保证基坑支护施工单位和挖土施工单位之间联系,确保工程顺利进行。在施工中,一定要遵守施工原则,土方开挖的顺序以及开挖方式,保证与设计一致性。

6结束语

总之,基坑施工的重要性日益凸显,对基坑进行准确的监测,可以对基坑变形情况有明确的了解,并以监测数据为依据,对基坑变形情况进行控制,提高施工的安全性,为工程开展增加更多的经济收益,并减少成本的投入。

参考文献:

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论文作者:梁霞

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年4期

论文发表时间:2020/4/14

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