王志勇

（嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

1 基坑監(jiān)測意義與目的

基坑的穩(wěn)定性直接影響著上層建筑的穩(wěn)定性。在基坑開挖過程中，基坑內(nèi)外土體應(yīng)力狀態(tài)的改變可引起支護結(jié)構(gòu)承受的荷載發(fā)生變化，從而導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)和土體變形，一旦變形超過允許范圍會造成基坑的失穩(wěn)破壞或給周圍環(huán)境造成不利影響。所以對基坑開挖進行全面、系統(tǒng)地監(jiān)測十分必要。此外，在基坑工程開挖施工過程中會受到施工條件、環(huán)境條件、地質(zhì)條件、荷載條件以及其他外界復(fù)雜因素的影響，而基于理論計算的基坑工程設(shè)計還不夠完善，不能完全考慮各項因素，故單純的理論計算不能滿足生產(chǎn)施工的要求，通過布設(shè)基坑監(jiān)測系統(tǒng)，可實時獲取基坑及其周邊環(huán)境的變形信息，及時掌握基坑圍護結(jié)構(gòu)、基坑周邊建 （構(gòu)）筑物的變化程度和發(fā)展趨勢，有助于相關(guān)單位及時采取有效措施，防止工程事故的發(fā)生。

基坑監(jiān)測的主要目的有以下幾個方面:

（1）實時了解圍護結(jié)構(gòu)的受力情況。

（2）利用變形監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)，科學(xué)地確定施工進度。當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)大于預(yù)警值時，應(yīng)及時采取相應(yīng)加固措施，確保工程施工的進度。

（3）實時了解圍護結(jié)構(gòu)的變形情況及其發(fā)展趨勢，基坑周圍土體的沉降情況及其變化趨勢，進而對圍護結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性和安全性進行科學(xué)合理的評價。

（4）監(jiān)控施工基坑周邊的地下管線和建 （構(gòu)）筑物的沉降位移情況和變化趨勢，實時掌握基坑施工對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響情況。

（5）匯總各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析變形情況及變形性質(zhì)，通過繪制的各種沉降、位移、受力變化曲線，直觀了解基坑施工過程中的變形情況，科學(xué)合理地制定施工方案和進度安排。

2 亭子口水利樞紐基坑監(jiān)測原則

建筑基坑工程變形監(jiān)測需及時測報初始觀測值，并在監(jiān)測系統(tǒng)實施前根據(jù)基坑工程的變形特點結(jié)合以往變形監(jiān)測經(jīng)驗，計算確定變形預(yù)警值，以起到指導(dǎo)相關(guān)工作人員在基坑工程實施期間實時了解基坑及其周圍環(huán)境的安全情況，及時發(fā)現(xiàn)并處理安全隱患的作用，亭子口工程制定了以下監(jiān)測原則:

（1）變形監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是真實可靠的。

（2）監(jiān)測數(shù)據(jù)必須是及時的，加測數(shù)據(jù)需在現(xiàn)場及時計算處理，以便發(fā)現(xiàn)有問題及時復(fù)測，做到當(dāng)天測、當(dāng)天反饋。

（3）盡管變形監(jiān)測是必不可少的工作，但在埋設(shè)檢測元件時應(yīng)盡可能減少監(jiān)測元件對受力結(jié)構(gòu)的影響，同時，埋設(shè)監(jiān)測元件時應(yīng)注意與巖土介質(zhì)相匹配。

3 亭子口水利樞紐基坑監(jiān)測項目及方法

（1）（坡）墻頂水平位移。 （坡）墻頂水平位移測量采用全站儀測量，通過測角和測距來計算測點坐標(biāo)。

（2）（坡）墻頂豎向位移。豎向位移監(jiān)測采用精密水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)要求觀測。以附合或閉合路線在水準(zhǔn)路線上聯(lián)測各監(jiān)測點，以水準(zhǔn)控制點為基點，測算出各監(jiān)測點標(biāo)高。同一測點相鄰兩次標(biāo)高差即為本次該測點沉降量，第一次沉降量累加至本次沉降量即為該測點累計沉降量。計算公式如下

式中，Δhi為本次沉降量；hi為本次標(biāo)高；hi-1為上次標(biāo)高；Δh為累計沉降量。

（3）圍護墻深層水平位移。整個測量過程大體上可以分為以下4步:①基準(zhǔn)點設(shè)定?；鶞?zhǔn)點可設(shè)在測斜管的管頂或管底，若測斜管管底進入基巖或較深的穩(wěn)定土層時，則以管底作為基準(zhǔn)點；對于測斜管底部未進入基巖或埋置較淺時，可以管頂作為基準(zhǔn)點，每次測量前須用經(jīng)緯儀或其他手段確定基準(zhǔn)點的坐標(biāo)。②將電纜線與測讀儀連接，測頭的感應(yīng)方向?qū)?zhǔn)水平位移方向的導(dǎo)槽，自基準(zhǔn)點管頂或管底逐段向下或向上，每50 cm或100 cm測出測斜管的傾角。③測讀儀讀數(shù)穩(wěn)定后，提升電纜線至欲測位置。每次應(yīng)保證在同一位置上進行測讀。④將測頭提升至管口處，旋轉(zhuǎn)180°，再按上述步驟進行測量，以消除測斜儀本身的固有誤差。

（4）土體深層水平位移。通過鉆孔埋設(shè)測斜管對土體側(cè)向變形進行監(jiān)測，了解隨著基坑開挖深度的增加，基坑周圍土體不同深度水平位移的變化情況。其監(jiān)測儀器與監(jiān)測方法基本與圍護墻深層水平位移一致。圍護墻體或坑周土體的深層水平位移的監(jiān)測宜采用在墻體或土體中預(yù)埋測斜管、通過測斜儀觀測各深度處水平位移。土體深沉水平位移與圍護墻深沉水平位移所用儀器都是測斜儀，監(jiān)測方法一致。

（5）墻后地表豎向位移。地表豎向位移監(jiān)測采用精密水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)要求觀測。以附合或閉合路線在水準(zhǔn)路線上聯(lián)測各監(jiān)測點，以水準(zhǔn)控制點為基準(zhǔn)，測算出各監(jiān)測點標(biāo)高，同一測點相鄰兩次標(biāo)高差即為本次該測點沉降量，第一次沉降量累加至本次沉降量即為該測點累計沉降量。

（6）地下水位監(jiān)測。通過測量基坑外地下水位在基坑降水和基坑開挖過程中的變化情況，了解基坑圍護結(jié)構(gòu)止水效果，以及時發(fā)現(xiàn)和防止圍護結(jié)構(gòu)滲漏、基坑外水土向坑內(nèi)流失。水準(zhǔn)聯(lián)測各管口高程后，可直接用鋼尺水位儀測試水位管內(nèi)水位深度，慢慢將探頭放入水面，剛接觸水面時在鋼尺上讀數(shù)一次，然后慢慢將探頭拉出水面，當(dāng)探頭剛離開水面時在鋼尺上再讀數(shù)一次，取兩次平均值即為水面深度。基坑內(nèi)地下水位監(jiān)測點的布設(shè)應(yīng)符合下列要求:①水位監(jiān)測點應(yīng)沿基坑周邊、被保護對象周邊或者兩者之間布設(shè)，監(jiān)測點間距20～50 m，相鄰建筑物、重要的地下管線或者管線密集處應(yīng)布置水位監(jiān)測點。②水位監(jiān)測管的埋設(shè)深度應(yīng)控制在地下水位之下3～5 m，對于需要降低承壓水水位的基坑工程，水位監(jiān)測管埋設(shè)深度應(yīng)滿足設(shè)計要求。③回灌井點觀測應(yīng)設(shè)置在回灌井點與被保護對象之間。

（7）周圍建 （構(gòu)）筑物變形監(jiān)測。①建 （構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測主要還是采用精密水準(zhǔn)儀實現(xiàn)。通過觀測變形監(jiān)測點的高程，進而間接計算建 （構(gòu)）筑物的沉降量。②建 （構(gòu)）筑物的傾斜監(jiān)測則一般采用高精度經(jīng)緯儀測定監(jiān)測對象頂部相對于底部的水平位移量，結(jié)合建 （構(gòu)）筑物沉降的相對高差，來計算監(jiān)測對象的傾斜方向、傾斜度以及傾斜速率。③建 （構(gòu)）筑物的裂縫監(jiān)測采用直接量測方法。將裂縫進行編號并標(biāo)記觀測位置，通過游標(biāo)卡尺進行裂縫寬度的監(jiān)測；對裂縫深度量測，當(dāng)裂縫深度較小時采用鑿出法和單面接觸超聲波法監(jiān)測，深度較大時采用超聲波法監(jiān)測。④建 （構(gòu)）筑物的沉降監(jiān)測采用精密水準(zhǔn)重復(fù)測量的方法，在監(jiān)測實施前需建立高精度的建 （構(gòu)）筑物高程變形監(jiān)測控制網(wǎng)，其方法為:在建 （構(gòu)）筑物的外圍布設(shè)一條閉合水準(zhǔn)路線，通過水準(zhǔn)路線中的固定點測定建 （構(gòu)）筑物上各監(jiān)測點的高程，并嚴(yán)格按照相關(guān)測量規(guī)范每隔一定周期進行一次精密水準(zhǔn)測量，最后對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進行嚴(yán)密平差，求出各水準(zhǔn)點和變形觀測點的高程平差值。某一沉降監(jiān)測點的沉降量即為首次觀測求得的高程與本次復(fù)測求得的高程之差。

（8）圍護樁內(nèi)應(yīng)力?，F(xiàn)場測試元件的觀測:根據(jù)設(shè)計每個斷面的元器件位置和數(shù)量進行埋設(shè)，并將元器件的傳輸纜線綁扎在鋼筋上，集中在每個斷面的集線箱處，每個斷面設(shè)兩個集線箱，以便于數(shù)據(jù)的采集，集線箱位于墻腳線上1～2 m處，便于保護集線箱和數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)采用振弦式頻率儀進行采集。測試數(shù)據(jù)處理:現(xiàn)場所測得的是傳感器的應(yīng)變或荷載頻率值，與初始頻率相對應(yīng)，根據(jù)廠家提供的標(biāo)定公式和曲線可計算出相應(yīng)的應(yīng)變和鋼筋軸力荷載值。

4 結(jié) 論

亭子口水利樞紐在基坑開挖期間，圍護樁很不穩(wěn)定，這與基坑開挖深度有著直接的關(guān)系，因此，在這段時期應(yīng)該認(rèn)真監(jiān)測各項數(shù)據(jù)并加以分析，做出預(yù)見性的判斷，避免安全事故的發(fā)生，一旦發(fā)現(xiàn)變形值超過了相關(guān)規(guī)定的警戒值，須馬上報告給施工方，商量解決方案，防患于未然。

關(guān)于土壓力的監(jiān)測，土壓力式基坑支護結(jié)構(gòu)周圍的土體傳遞擋土構(gòu)筑物的壓力。在基坑開挖之前，擋土構(gòu)筑物兩側(cè)土體處于靜止平衡狀態(tài)。在基坑開挖過程中，由于基坑內(nèi)一側(cè)的土體被移除，擋土構(gòu)筑物兩側(cè)土體原始的應(yīng)力平衡和穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生了變化，當(dāng)變形或應(yīng)力超過了一定數(shù)值時，土體就會發(fā)生破壞致使擋土結(jié)構(gòu)坍塌。因此，在基坑開挖過程中，應(yīng)重視對土體測斜等項目注重監(jiān)測，加大監(jiān)測頻率，一超過報警值就應(yīng)停止開挖，做好加固工作。

對于周邊建筑物的沉降變形，是一個長期的監(jiān)測過程，監(jiān)測頻率可以根據(jù)項目實際情況安排，在基坑開挖這段時間應(yīng)重點監(jiān)測。

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