中国建筑材料工业地质勘察中心广东总队 广东广州 510000
摘要：本文主要针对测斜仪在建筑深基坑深层水平位移监测的实例展开了分析，通过结合具体的工程，对测斜仪工作的原理作了详细的阐述，并对深基坑深层土体水平位移的监测技术作了分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：测斜仪；深基坑；深层水平位移；监测
0 引言
深基坑作为如今施工建设中的一部分，对工程的整体施工有着重要的作用。因此，为了做好深基坑的施工，确保整体工程的施工质量，施工方必须要对重视对深基坑深层水平位移的监测。而其中，测斜仪的应用就成为了关键。基于此，本文就测斜仪在建筑深基坑深层水平位移监测的实例进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 测斜仪工作原理
通过测斜仪测量测斜管轴线与铅垂线之间的夹角变化量，从而计算出土层各点的水平位移。通常在岩土体钻孔内埋设带导槽的测斜管，当管子受力发生变形时，将测斜探头放入测斜管导槽内，逐段（50cm一个测点）测量变形后测斜管的轴线与垂直线之间夹角，并按测点的分段长度，分别求出不同高程处的水平位移量。
测斜仪的组成与工作原理，见图1。
图1 测斜仪的组成与原理
将测斜仪探头沿测斜管内定向导槽放至管底，从底往上每0.5m测读一次数据，并经计算得到每0.5m的偏斜量；把每次测量值与初始值进行比较，即可得出土体不同深度处的位移量。位移的测量精度为0.1mm/500mm。为尽可能减少仪器误差，需要进行正反两次测量。
2 工程概况
2.1 工程简介
某市某商场项目，地下室建筑面积约7.0万m2；为商业综合体，地上6层，地下2层，采用框架－剪力墙架构。
基坑支护结构的安全等级为一级，设计使用期限为两年。根据工程地质及水文条件，基坑支护采取放坡、排桩、旋喷桩止水与锚杆支撑相结合的支护方法。
北段基坑深度约19.8m，上部按1：1放坡，坡高5.0m，坡底设2.5m施工平台；下部采用φ1.4m灌注桩L=29.0m@2.0m，垂直开挖，桩顶上设1.4m×1.0m的冠梁，桩间设φ0.8m高压旋喷桩L=26.6m@2.0m进行隔水挡土，桩间挂钢筋网喷混凝土护坡。
东南段及南段基坑深度约10.1m，上部按1：1放坡，坡高1.0m，下部采用φ0.8m灌注桩L=28.7m@1.6m，垂直开挖，桩顶上设0.8m×0.6m的冠梁，桩间设φ1.0m高压旋喷桩L=28.7m@1.6m进行隔水挡土，桩间挂钢筋网喷混凝土护坡。
西段基坑深度约14.8～17.8m，垂直开挖，采用φ1.0m灌注桩L=23.8m@1.6m，桩顶上设1.0m×0.8m的冠梁，桩间设φ0.8m高压旋喷桩L=19.7m@1.6m进行隔水挡土，桩间挂钢筋网喷混凝土护坡。
基坑锚杆采用直径25mm的预钻孔普通钢筋全粘结锚杆，与水平方向倾角为15°。某区段基坑支护剖面，见图2。
图2 某区段基坑支护剖面（单位：除注明者外mm）
离基壁20m范围内为控制开挖区，其余为自由开挖区。自由开挖区土方开挖不受分层限制；控制开挖区必须采取分层分段开挖，每层不超过2.0m，每段不超过30.0m。待支护结构稳定后，再继续开挖下一层。
锚索位置应开挖至锚索下50cm停止，待锚索张拉锁定后才能继续开挖。土方开挖后必须及时施作锚索，并在桩间挂钢筋网喷混凝土进行支护，不得长时间暴露。
基坑土方开挖至坑底后，应立即对基坑坡面进行封闭，减少暴露时间，防止水浸，并及时进行地下结构的施工。
2.2 工程地质条件
拟建场地属于侵蚀堆积地貌区坡状堆积平原亚区，低丘陵岗地。拟建场地西北高，东南低，勘察施工期间的地面高程为151.32～163.73m，场地东北角堆填有2.0～3.0m的填土，西南角堆填厚度约1.5m。
主要地层包括：杂填土、素填土、第四系上更新统冲洪积形成的黏土、粉质黏土、含卵砾石粉质黏土及含粉质黏土卵砾石，上泥盆统融县组灰岩（D3r）。
本场地在基岩面上存在软塑黏土及软塑含卵砾石粉质黏土，岩性强度较差，压缩变形较大。其成因与地下水有关，在地下水、岩溶的作用下有进一步发展的可能，形成土洞、地面塌陷等地质灾害，危及建筑物安全。根据勘察，基坑周围有11个钻孔发现溶洞，属岩溶中等发育地段。
2.3 水文气象条件
年平均气温为19.3℃。7月份最热，月平均气温为28℃；1月份最冷，月平均气温7.9℃。年平均降雨量1949.5mm。平均蒸发量1490～1905mm。年平均相对湿度73%～79%。
基坑周围地表水为大气降水时形成的暂时地表径流，为地下水补给、径流地带，地下水的类型主要为孔隙潜水和岩溶管道裂隙水。场地的地下水对混凝土具有中等腐蚀性，对钢筋混凝土也具有微腐蚀性。
3 深基坑深层土体水平位移监测技术
3.1 监测方案
3.1.1 测斜管布设
项目中共布设测斜孔14个，其中基坑北侧4个、东侧3个、南侧3个及西侧4个，测斜孔编号为CX1～CX14。
测斜管采用钻孔埋设法，用钻机钻至基坑坑外土体下24～28m，孔径为110mm；下放测斜管至孔底，并注意测斜管的放置方向；测斜管与钻孔间的空隙用导管浇灌水泥砂浆充填。管头高出地面20～30cm，然后设置保护箱盖。
3.1.2 监测频率
在基坑开挖期间，每天都会因开挖而产生相应的形变，所以每天进行测斜工作，一直到支护结构完成。而在土体相对稳定后的地下室建设过程中，可以适当减少至每3天一次。
大暴雨期间或出现连续几日相对位移量过大等异常情况时，应及时加大监测频率。该项目测斜的警戒值为32mm，允许值为40mm。
3.2 监测结果及分析
通过现场监测得到土体各个深度的相对位移量，经过后期的整理计算绘制出各种变形曲线。对这些曲线进行分析，能从不同角度了解到基坑周围土体在不同时间不同深度所发生的侧向变形情况和发展趋势。部分测点深层水平位移随深度的变化情况，见图3、表1。
图4 CX9测斜孔深层水平位移在不同时期随深度的变化曲线
图4中显示，CX9测斜孔水平位移累计值虽未达到警戒值，但在7月4日～7月8日的变化率均超过了2mm/d，必须加大监测频率。
采取每天监测，及时向有关单位进行反馈，并采取相应的处置措施。这段时间内，基坑第一阶段开挖完成后，恰逢遭遇了强降雨的影响，基坑变形较为明显。
7月15日～7月20日，天气转晴后施工方采取了快速回填的方法，保证了水平位移值不再增加。到8月初，由于基坑东侧的地下室结构开始施工、施工材料的不合理堆放、施工车辆的来回运输，尤其是施工地点与东侧建筑仅一墙之隔，基坑的回填土已经不能阻止其水平位移量的增加。东侧建筑物附近出现1道贯穿的裂缝，地表出现明显的错台。通过监测数据同样发现，基坑顶部的土体位移明显变大。施工单位立即设置临时支撑，在坡面及时挂网喷浆，同时在测斜孔顶端设置警示标识，之后几个月的监测中水平位移趋于稳定。
在基坑开挖完成，尤其是支护完成后的地下室建设过程中，应及时跟进监测。该基坑中有几个不同的基础建设，因施工的先后顺序容易造成不均匀沉降。这样得出的深层土体水平位移曲线，与一般滑坡变形监测中得出的“V”型、“D”型、“B”型、“Ｒ”型等具体明显特征的曲线类型相比，显得更为复杂。
笔者认为，深层水平位移曲线图的变化与支护的类型、具体施工工况等有关，特别与支撑（如锚杆、预应力锚索等）的设置有一定的关系。土体深层水平位移在有支撑点处较无支撑点处发展得慢，到后期稳定后会发展成“弓形”或“括弧形”。
4 结语
综上所述，测斜仪在监测深基坑深层水平位移的工作中，有着极大的优点，能有效的提高监测的效率和结果的准确性。因此，灵活运用测斜仪进行监测，为进一步巩固了深基坑的施工作业，并确保了整体工程的建设质量。
参考文献：
[1]安健.深层水平位移监测技术的实践应用[J].工程质量.2013（05）.
[2]何晖、胡振东、徐晨旭.测斜仪在深基坑变形监测中的应用分析[J].四川建材.2015（06）.
论文作者:刘君,刘永生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/8
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