滕征東

文章編號(hào)：2095-6835（2016）17-0154-01

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)建筑技術(shù)水平的提升，以城市地鐵、地下商貿(mào)中心等為代表的大型深基坑開(kāi)挖工程逐步增多。為了確保施工安全，有必要加強(qiáng)對(duì)深基坑的三維動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。從深基坑水平與垂直位移、深層土體測(cè)斜與地下水位監(jiān)測(cè)等入手，探索和分析了深基坑監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容和對(duì)象，并從工程實(shí)踐的角度提出了優(yōu)化深基坑監(jiān)測(cè)的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè)；大型深基坑；地下水位監(jiān)測(cè)；土質(zhì)條件

中圖分類號(hào)：TU196.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.154

市政大型深基坑建設(shè)是一項(xiàng)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，由于受周邊環(huán)境、土質(zhì)條件和開(kāi)挖工藝等因素的影響，需周期性地精確測(cè)定其變形參量，以達(dá)到精確掌握深基坑變形狀況、科學(xué)預(yù)測(cè)形變規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)的目的，從而確保相關(guān)工程的施工安全，避免基坑坍塌、周邊建筑物裂縫等現(xiàn)象的發(fā)生。

1 基坑監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

在基坑開(kāi)挖建設(shè)周期內(nèi)，采用一定的測(cè)量?jī)x器和手段采集基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位和周邊建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)的過(guò)程為基坑監(jiān)測(cè)。深基坑施工為一級(jí)安全等級(jí)，依照《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，其水平位移測(cè)量中誤差小于1.5 mm，垂直位移測(cè)量中誤差小于0.5 mm，數(shù)據(jù)采集的中誤差小于等于1/10的形變?cè)试S值。

從影響深基坑形變的因素分析，主要包含支護(hù)類型、參數(shù)結(jié)構(gòu)、工程開(kāi)挖深度、地表荷載、施工方式、周邊環(huán)境、深基坑所在的水文地質(zhì)環(huán)境等。當(dāng)前部分基坑在開(kāi)挖建設(shè)期間的監(jiān)測(cè)中存在未采用第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，而是由施工單位自行承擔(dān)監(jiān)測(cè)任務(wù)的情況，因此，受施工單位技術(shù)條件和儀器配置的限制，難以探測(cè)到相應(yīng)的基坑安全隱患，甚至出現(xiàn)了因過(guò)度關(guān)注施工進(jìn)度而忽視基坑監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。

2 深基坑監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

從深基坑開(kāi)挖所造成的形變影響分析，其監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容即為深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平和垂直位移、周邊建筑物的沉降和裂隙監(jiān)測(cè)、土體深層位移測(cè)定和地下水位監(jiān)測(cè)等。

2.1 支護(hù)水平位移監(jiān)測(cè)

按照基坑類型劃分，其監(jiān)測(cè)方式有所不同，通常會(huì)對(duì)特定方向監(jiān)測(cè)點(diǎn)多采用小角法監(jiān)測(cè)，測(cè)量原理和測(cè)定要素較為簡(jiǎn)單；對(duì)于分布方向較為隨機(jī)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，多采用全站儀極坐標(biāo)法、前方或側(cè)方交會(huì)的方式測(cè)定角度和距離，進(jìn)而解算周期性瞬時(shí)坐標(biāo)，其計(jì)算公式為：

. （1）

2.2 支護(hù)垂直位移監(jiān)測(cè)

對(duì)于壩體等線性對(duì)象，多采用液體靜力水準(zhǔn)的方式進(jìn)行點(diǎn)位垂直位移監(jiān)測(cè)，但對(duì)于大型基坑工程而言，因基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量多、采集路線相對(duì)較長(zhǎng)，因此，開(kāi)展液體靜力測(cè)量的難度較大。在實(shí)際工作中，常利用高精度水準(zhǔn)儀，配合銦鋼瓦尺，按照二等水準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程數(shù)據(jù)的精確采集，技術(shù)指標(biāo)如表1所示。同時(shí)，為了測(cè)定基坑回彈的影響，應(yīng)在基坑底部設(shè)置一定的回彈監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2.3 深層土體位移監(jiān)測(cè)

在基坑開(kāi)挖前7 d，埋設(shè)測(cè)斜管并采用砂石填充縫隙，確保測(cè)斜管與土體接觸密實(shí)，以測(cè)斜管底部為假定不動(dòng)點(diǎn)，即觀測(cè)零點(diǎn)，采集測(cè)斜管壁相對(duì)于底端零點(diǎn)的位移參量，進(jìn)而分析基坑周邊支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的變形情況。一般報(bào)警值為連續(xù)3 d的變化速率大于3 mm，基坑圍護(hù)最大位移量為50 mm。

2.4 地下水與裂隙監(jiān)測(cè)

基坑的地下水位監(jiān)測(cè)多采用水位計(jì)開(kāi)展，其精度大于10 mm，水位觀測(cè)井應(yīng)客觀反映基坑內(nèi)、外部地下水位的實(shí)際高度；裂隙監(jiān)測(cè)是對(duì)基坑支護(hù)、地表與周邊建筑所表現(xiàn)出的數(shù)量、分布、大小、深度與走向等方面的情況進(jìn)行客觀的統(tǒng)計(jì)，多采用平行線標(biāo)記、石膏板粘貼的方式配合千分尺測(cè)定，并加強(qiáng)了相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)巡查。

3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析和相關(guān)建議

在大型深基坑監(jiān)測(cè)中，為了保證一定的測(cè)量精度，多采用0.5 s級(jí)高精度全站儀按照測(cè)回法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在深基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中，針對(duì)采集到的水平與垂直位移、土體測(cè)斜等相關(guān)數(shù)據(jù)，多采用Excel電子表格按照測(cè)定時(shí)間、單次變量和累積變化量的形式進(jìn)行數(shù)值統(tǒng)計(jì)，并生成S（變化總量）-T（時(shí)間）曲線圖，形象、直觀地展現(xiàn)基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形情況。對(duì)于變形數(shù)據(jù)的數(shù)值分析，可利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、回歸分析或GM（1，1）灰色系統(tǒng)等對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，求解變形序列函數(shù)，科學(xué)預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)對(duì)象的變形趨勢(shì)。

根據(jù)基坑監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)性特點(diǎn)，應(yīng)在其實(shí)施之前制訂詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集方法、周期頻率、報(bào)警設(shè)定和成果精度等進(jìn)行規(guī)范明確；注重變形監(jiān)測(cè)的實(shí)際特征，針對(duì)雨季、施工開(kāi)挖期等特定階段提高數(shù)據(jù)采集的頻率，并及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提供至建設(shè)單位以供科學(xué)分析；在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，應(yīng)按照“三定”原則監(jiān)測(cè)，即固定觀測(cè)人員與儀器、固定觀測(cè)路線與方法、固定觀測(cè)氣象條件，從容減小系統(tǒng)觀測(cè)誤差的影響，提高數(shù)據(jù)觀測(cè)的精度。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于深基坑施工與開(kāi)挖形成期的變形監(jiān)測(cè)，除了應(yīng)提升相應(yīng)的坡頂水平、垂直位移監(jiān)測(cè)水平、深層土體位移采集水平外，還應(yīng)加大對(duì)基坑邊坡荷載變化、地下水位和周邊建筑沉降裂隙的巡查力度，并根據(jù)基坑建設(shè)期間存在的問(wèn)題，對(duì)局部區(qū)域加密觀測(cè)，適當(dāng)縮短觀測(cè)周期，并及時(shí)提交數(shù)據(jù)分析成果，提升數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量。這對(duì)提升深基坑監(jiān)測(cè)預(yù)警，確保工程建設(shè)的安全性有重要的理論和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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〔編輯：張思楠〕