浅谈深基坑的施工监测

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　　[摘要]基坑开挖深度14.76m，采用混凝土灌注桩加内支撑的支护方法，为保证基坑开挖及结构施工安全，采用多层次，重点区域监测方法，本文介绍其监测方法、监测设施、数据处理与反馈。
　　[关键词]基坑开挖；监测方法；监测设备；数据处理
　　1概述
　　基坑长167.2m，两端宽30.3m，标准段宽18.6m，开挖深度14.76m，采用混凝土灌注桩加内支撑的支护方法，按设计要求，为保证基坑开挖及结构施工安全，基坑施工应与现场监测相结合，根据现场所得的信息进行分析，及时反馈并通知有关人员，以便及时调整设计、改进施工方法、达到动态设计与信息化施工的目的。
　　该基坑的监测内容主要有：围护桩的水平位移观测（测斜）；围护桩顶的水平位移观测；钢支撑的轴力测试；基坑周围土体及建筑物的沉降监测；围护桩体主筋应力监测。通过基坑位移与支撑的轴力监测，基本上可以了解基坑的稳定情况。
　　该工程通过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，优化设计，调整方案，保证了工程施工的顺利进行。
　　2监测系统的设置原则
　　施工监测工作是一项系统工程，监测工作的成败与监测方法的选取及测点的布设直接相关。监测系统的设计原则可归纳为以下5条。
　　A、可靠性原则
　　可靠性原则是监测系统设计中所要考虑的最重要的原则。为了确保其可靠，必须做到：第一，系统需采取可靠的设备。一般而言，机械式测试仪器的可靠性高于电子测试式仪器，所以如果使用电测仪器，则通常要求具有目标系统或与其他机械式仪器互相校核；第二，应在监测期间内保护好测点。
　　B、 多层次监测原则
　　多层次监测原则的具体含义有4点：
　　（1） 在监测对象上以位移为主，但也考虑其他物理量监测；
　　（2） 在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法；
　　（3） 在监测仪器选型上以机测式仪器为主，辅以电测式仪器，为了保证监测的可靠性，监测系统还应采用多种原理不同的方法和仪器。
　　（4） 考虑分别在地表、基坑土体内部及邻近受影响建筑物与设施处布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
　　C、 重点监测关键区原则
　　据研究，在不同支护方法的不同部位，其稳定性是各不相同的。一般地说，稳定性差的部位容易失稳塌方，甚至影响相邻建筑物的安全。因此，应将易出问题而且一旦出问题就将带来很大损失的部位，列为关键区进行重点监测，并尽早实施。
　　D、 方便实用原则
　　为了减少监测与施工之间的相互干扰，监测系统的安装和测读应尽量做到方便实用。
　　E、 经济合理原则
　　考虑到多数基坑监测都是临时工程，基坑施工结束后监测仪器也完成其任务。所以在监测系统时应尽量考虑实用而低价的仪器，不必过分追求仪器的“先进性”，以降低监测费用。
　　3测点布置及监测方法
　　2.1测点布置
　　按设计要求，在基坑周边共布置23个测斜监测点，39个钢支撑轴力监测点，12个桩顶水平位移监测点，6个钢筋应力监测点。
　　2.2监测方法
　　⑴ 支护结构桩墙顶位移监测
　　支护结构桩顶位移常用经纬仪和全站仪监测。其原理为：应用水平角全圆方向观测法，测出各点水平角度，然后计算出各点水平位移。具有测试简单，费用低，数据量适用等特点。
　　⑵ 支护结构倾斜监测
　　支护结构沿基坑深度方向倾斜常用测斜仪监测。在桩身或地下连续墙中埋设测斜管，测斜管底端插入桩墙底以下，使用测斜仪由底到顶逐段测量管的斜率，从而得到整个桩身水平位移曲线。
　　⑶ 支护结构应力监测
　　用钢筋应力计或混凝土应变计沿桩身钢筋、冠梁和腰梁中较大应力断面处监测主钢筋应力或混凝土应变，对监测应力和设计值进行比较，判断桩身、冠梁、腰梁内应力是否超过设计值。
　　⑷ 支撑结构应力监测
　　对于钢支撑，在支撑施加预应力前，将钢筋应力计焊接在钢管外壁，对于混凝土支撑，在钢筋笼绑扎时，将钢筋计焊接在主钢筋上，随基坑开挖，量测支撑轴力的变化。
　　⑸ 邻近建筑物的沉降观测
　　在深基坑开挖过程中，为了掌握邻近建筑物的沉降情况，应进行沉降观测。在被观测建筑物上设置测点，在开挖影响范围外的建筑物上埋设基准点或通过钻孔至基岩内设置深埋式基准点。基准点个数2-3个。测点布置间距以15-20m为宜。采用精密水准仪，测出观测点的高程，再计算沉降量。
　　4主要监测设备(见表1)
　　表1主要监测设备
　　监测对象 监测项目 传感器 接收仪器
　　
　　基坑侧壁
　　稳定性 桩体变形 测斜管 测斜仪
　　 桩体钢筋应力 钢筋计 频率读数仪
　　
　　桩顶水平位移
　　桩顶监测点 徕卡TCRA1201R300全站仪
　　变形观测专用铟钢尺
　　支撑稳定性 钢支撑轴力 轴力计 频率读数仪
　　地表变形 地表沉降 地表监测点 水准仪
　　建筑物 建筑物沉降观测 地表监测点 水准仪
　　5监测频率与预警值
　　监测频率根据施工进度确定，在基坑开挖阶段，每天一次，其余可每隔2-3天测一次，当监测结果超过预警值时应加密监测，当有危险事故征兆时连续监测，并及时通知有关人员立即采取应急措施。
　　为确保基坑安全，设计要求加强基坑监测，将监测数据及时反馈给有关人员，实行信息化施工，对各监测项目按规范要求设置预警值，超出预警值时迅速报有关部门处理（见表2）。
　　表2基坑监测设计预警值
　　序号 工 程 项 目 监控值(mm) 设计值（mm） 位移速率控制(mm/d)
　　1 桩顶位移 30且
　　≤0.2％H 40 2 mm/天
　　2 地面沉降 30 50 2 mm/天
　　3 建筑物沉降 桩基础建筑物 10 10 2 mm/天
　　4 天然地基建筑物 30 6 mm/天
　　5 普通砖石基础局部倾斜 0.002 0.002
　　6 钢管支撑轴力 ≤80％设计值
　　7 测斜管 曲线上出现明显的折点应报警
　　6监测数据处理及反馈
　　每次监测后，将原始数据及时整理成正式记录，并对各监测断面内的监测项目进行如下资料整理：
　　⑴ 原始记录表及实际测点图；
　　⑵ 位移(应力)值随时间及开挖深度的变化图；
　　⑶ 位移速度、累积位移随时间及开挖面变化图。
　　将监测数据全部输入计算机，由计算机计算并描绘出各监测对象的变化曲线，然后反馈给有关单位和人员。
　　参考文献
　　1王奎，安全监测预报技术在基坑支护施工中的应用研究，吉林大学，2004.10
　　2唐孟雄 陈如桂 陈伟，深基坑工程变形控制，中国建筑工业出版社，2006.12
　　3宋建学 郑仪，基坑变形监测及预警技术，岩土工程学报，2006.11
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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