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        淺議基坑監(jiān)測(cè)方法研究及基坑變形特性

        2020-02-08 09:18:40黃仁海
        四川建材 2020年1期
        關(guān)鍵詞:深度變形測(cè)量

        黃仁海

        (中船勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海 200063)

        1 基坑工程監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

        基坑工程監(jiān)測(cè)需要對(duì)變形情況和應(yīng)力等進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)?;庸こ瘫O(jiān)測(cè)工作需要按照設(shè)計(jì)要求展開(kāi),基坑周圍環(huán)境以及開(kāi)挖情況需要在施工方案中有明確的規(guī)定,對(duì)環(huán)境提前進(jìn)行了解。監(jiān)測(cè)方案中應(yīng)該包括監(jiān)測(cè)的目的和方法等,同時(shí)還需要對(duì)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)所使用的設(shè)備等有詳細(xì)的說(shuō)明,具體如表1所示。按照基坑施工的安全性,針對(duì)性的選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,分為必須選擇的項(xiàng)目和根據(jù)情況進(jìn)行選擇的項(xiàng)目[1]。

        表1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及對(duì)象與方法

        2 基坑監(jiān)測(cè)的主要方法

        2.1 水平位移監(jiān)測(cè)

        基坑水平位移監(jiān)測(cè)包括多方面的內(nèi)容,是對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系等進(jìn)行全方位的檢測(cè)[2],可以用交會(huì)法、極坐標(biāo)法對(duì)基坑進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè),如果在監(jiān)測(cè)的過(guò)程監(jiān)測(cè)體水平位移要求比較高,需要使用精密度比較高的儀器進(jìn)行兩次以上的監(jiān)測(cè),不僅對(duì)觀測(cè)工作增加了困難,而且在測(cè)量過(guò)程中誤差累積比較多,計(jì)算過(guò)程比較繁瑣[3]。在對(duì)形狀呈線性的基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),可以采用小角度的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)方法沒(méi)有繁瑣的內(nèi)容,容易進(jìn)行操作,但是對(duì)于測(cè)站點(diǎn)要求比較高,需要保持通視的狀態(tài),測(cè)站點(diǎn)如果設(shè)置得比較多,觀測(cè)的費(fèi)用也會(huì)隨之增加[4]。GPS定位法在監(jiān)測(cè)過(guò)程中精確度比較高,可以在任意時(shí)間進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)測(cè),但是需要開(kāi)闊的空間。水平位移監(jiān)測(cè)需要等監(jiān)測(cè)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)體連接牢固后,再進(jìn)行測(cè)量,以保證測(cè)量的結(jié)果能準(zhǔn)確反映監(jiān)測(cè)體的位移。

        2.2 豎向位移監(jiān)測(cè)

        基坑豎向位移監(jiān)測(cè)可以對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系等進(jìn)行豎向變形監(jiān)測(cè)?;哟怪蔽灰瓶梢允褂脦缀嗡疁?zhǔn)或液體靜力水準(zhǔn)等方法進(jìn)行測(cè)量。在布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí),需要建立合理的高程基準(zhǔn)控制網(wǎng)及精度,可以采用精密幾何水準(zhǔn)法,如果該方法在實(shí)際工程實(shí)施困難時(shí),可以使用三角高程測(cè)量法進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)量,監(jiān)測(cè)點(diǎn)與水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量的次數(shù)需要保持一致。坑底反彈需要的高程監(jiān)測(cè)過(guò)程和精度等與其他方法要求相比較,這種方法在操作過(guò)程中非常容易,數(shù)據(jù)讀取也比較精準(zhǔn),可以從根本提升工作效果,保證監(jiān)測(cè)工作的準(zhǔn)確性[5]。

        2.3 應(yīng)力監(jiān)測(cè)

        在對(duì)基坑進(jìn)行施工時(shí),基坑的不同壓力始終處在變化的過(guò)程中。根據(jù)基坑的力學(xué)特性,當(dāng)壓力比較大時(shí),可以針對(duì)性地布置監(jiān)測(cè)點(diǎn),并對(duì)壓力進(jìn)行準(zhǔn)確讀取,使不同方向的力都可以保持垂直度的狀態(tài),避免水壓過(guò)大問(wèn)題的產(chǎn)生。在基坑支護(hù)系統(tǒng)中,需要對(duì)受力構(gòu)件的內(nèi)力進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,如應(yīng)力有異常,及時(shí)采取措施保證應(yīng)力的穩(wěn)定性,避免構(gòu)件出現(xiàn)安全問(wèn)題。應(yīng)力計(jì)目前已經(jīng)在監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí),在對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行確定時(shí),需要科學(xué)的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確的計(jì)算,在對(duì)元件進(jìn)行安裝時(shí),需要對(duì)應(yīng)力計(jì)安裝的方法、位置、溫度、防水等進(jìn)行控制,為此操作人員必須嚴(yán)格按照安裝的實(shí)際要求進(jìn)行針對(duì)性的控制,以保證傳感器的成活,及測(cè)量誤差。

        2.4 地下水位的監(jiān)測(cè)及基坑裂縫監(jiān)測(cè)

        地下水位監(jiān)測(cè)在基坑工程中非常重要,需要對(duì)基坑水位進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè),因?yàn)榈叵滤蛔兓瘯?huì)直接影響基坑邊坡的穩(wěn)定性,如果地下水位變化性比較大,將會(huì)使地表出現(xiàn)塌陷等問(wèn)題,同時(shí)還會(huì)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。目前,在地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),可以采用電測(cè)水位計(jì)進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)將電測(cè)水位計(jì)置于水中時(shí),就會(huì)發(fā)出特別的聲音開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)水面高度進(jìn)行讀取。裂紋基坑監(jiān)測(cè)具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)基坑周圍環(huán)境進(jìn)行檢測(cè),使用游標(biāo)卡尺對(duì)裂縫寬度進(jìn)行測(cè)量,使相關(guān)人員可以對(duì)裂縫情況有及時(shí)的了解,在對(duì)裂縫深度進(jìn)行測(cè)量時(shí),可以使用游標(biāo)卡尺,同時(shí)相關(guān)人員可以采取正確的方法進(jìn)行處理,使裂縫問(wèn)題可以得到有效的解決。

        3 基坑變形特性分析

        1)最大側(cè)向位移與開(kāi)挖深度的關(guān)系(見(jiàn)圖1)。根據(jù)工程實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)移,在沒(méi)有支撐的情況下,可以對(duì)基坑開(kāi)挖的深度和位置移動(dòng)情況等進(jìn)行確定,圖1對(duì)側(cè)移與基坑深度之間的關(guān)系進(jìn)行了梳理。

        圖1 最大相對(duì)側(cè)移與開(kāi)挖深度的關(guān)系

        從圖1可以看出,側(cè)移的范圍會(huì)受到數(shù)據(jù)離散性的影響。當(dāng)開(kāi)挖深度比較淺時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)可選擇的數(shù)量比較多,只有少數(shù)會(huì)使用連續(xù)性圍護(hù)結(jié)構(gòu),其中灌注樁的變形情況相對(duì)比較不明顯。在深度逐漸提高時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及地下連續(xù)墻,會(huì)因?yàn)樯疃鹊淖兓?,降低?cè)移的數(shù)據(jù)離散性,其數(shù)值相對(duì)也會(huì)更加穩(wěn)定。說(shuō)明變形會(huì)受到深度的影響,通過(guò)采取有效的措施對(duì)變形情況進(jìn)行控制,變形情況有所改善。同時(shí),圖1中絕大多數(shù)的基坑側(cè)移都與實(shí)際要求之間出現(xiàn)偏差,所以基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有統(tǒng)一、固定。

        2)最大側(cè)向位移位置與開(kāi)挖深度的關(guān)系(見(jiàn)圖2)。土體的性質(zhì)會(huì)直接影響圍護(hù)體的結(jié)構(gòu),基坑開(kāi)挖在不同階段圍護(hù)體位置都會(huì)發(fā)生不同程度的變化,與開(kāi)挖深度有緊密的聯(lián)系。從圖2中可以看出在挖到基坑底部附近時(shí)會(huì)發(fā)生圍護(hù)體的最大側(cè)向變形,與相關(guān)數(shù)據(jù)中要求的深度相符合,同時(shí)當(dāng)基坑的開(kāi)挖深度比較深時(shí),在基坑底部位置會(huì)發(fā)生最大范圍的變形。隨著開(kāi)挖深度的不斷變深,發(fā)生變形的測(cè)點(diǎn)數(shù)目也會(huì)逐漸增加,主要就是因?yàn)槠涫艿酵翆有再|(zhì)的影響,當(dāng)開(kāi)挖深度逐漸增大時(shí),圍護(hù)體的最大側(cè)向變形也會(huì)更加嚴(yán)重,普遍將在挖至坑底位置發(fā)生。

        圖2 最大側(cè)移埋深與開(kāi)挖深度的關(guān)系

        4 結(jié) 論

        基坑施工的重要性日益凸顯,對(duì)基坑進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè),可以對(duì)基坑變形情況有明確的了解,并以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),對(duì)基坑變形情況進(jìn)行控制,提高施工的安全性,為工程開(kāi)展增加更多的經(jīng)濟(jì)收益,并減少成本的投入。

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