基坑监测技术在工程实践中的应用

2015-08-05 165 0

  随着经济的高速发展,高层建筑的不断增多,建筑基坑越来越多的向大、深方向发展,施工难度及要求越来越高,周边建筑物及深基坑施工安全也显得越来越重要。因此,在基坑施工过程中,要对基坑支护桩的水平位移进行全面的监测,变形监测的目的是要掌握变形体的实际性状,科学、准确、及时的分析和预报变形体的变形状况,对工程建筑物的施工和运营管理极为重要。
 
  1.基坑监测的目的
 
  理论、经验和监测相结合是指导基坑工程的设计和施工的正确途经,对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目,往往难从以前的经验中得到借鉴,也难以从理论上找到定量分析、预测的方法,这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。
 
  (1)掌握基坑变形程度:将监测数据与预测值比较,以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求,为施工单位提供变形系统资料。
 
  (2)提供实时动态信息:将现场测量结果用于信息化反馈优化设计,使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的,为施工单位提供动态的监测数据,方便施工单位安排施工方案和进度。
 
  (3)发现和预报险情:分析研究监测数据,可及时发现和预报险情及险情的发展程度,为设计方改进设计方案和施工方采取安全补救措施提供可靠依据。
 
  2.基坑及周边监测准备工作
 
  基坑开挖范围和开挖尝试,应对基坑本身及周边环境的位移、沉降等进行监测。为此,在进场施工前做好以下三个方面的准备工作:
 
  (1)对周围原有的建筑物进行仔细调查和测量,并做好记录、拍照、录像等工作,为施工过程中监测抢险及可能产生的纠纷提供必要的依据。
 
  (2)详细了解周围地下管线的情况,并做好记录。
 
  (3)在周边建筑物设置沉降及变形观测点。
 
  3.基坑监测项目、监测方法、精度要求及测点布置
 
  在本基坑工程中,监测的主要项目有:
 
  (1)基坑周边的沉降量和水平位移;(2)邻近建(构)筑物的沉降量。
 
  监测重点:保证支护结构安全、未拆建(构)筑物的安全、管线安全。
 
  监测方法和精度要求见下表。监测点的位置可根据现场实际需要作适当调整。
 
  监测项目、测点布置和精度要求表
 
  序号监测项目位置或监测对象监测仪器监测精度测点布置
 
  1基坑周边沉降和水平位移基坑周边经纬仪、钢卷尺、水准仪1.0mm一般间距
 
  ≤20m
 
  2邻近建筑物沉降基坑周边需保护的建(构)筑物水准仪1.0mm根据邻近建筑物布置
 
  图一沉降和水平位移测点埋设示意图
 
  图二基准线法测量水平位移示意图
 
  注:图②中基准点的设置应选择在基坑开挖影响较小的位置,如在基坑外2倍挖深位置。
 
  4.基坑监测项目的警戒值
 
  工程监测中,每一测试项目都应根据保护对象的实际情况确定初始值,并事先确定相应的警戒值,以判定是否超出允许的范围,判断工程施工是否安全可靠,是否需要调整施工步骤和优化原设计方案。一般情况下,每个警戒值均由三部分控制:即累计最大允许变化量、报警值和单位时间内允许的变化量(变化的速率)。
 
  (1)警戒值确定的原则
 
  a.满足设计计算要求,不可超出设计值;
 
  b.满足测试对象的安全要求,达到保护目的;
 
  c.满足各保护对象的主管部门提出的要求;
 
  d.满足现行的相关规范、规程要求;
 
  e.在保证安全的前提下,综合考虑工程质量和经济等因素,减少不必要的资金投入。
 
  (2)警戒值的确定
 
  根据以上原则,并结合工程实践经验,对工程监测项目提出了以下警戒值:
 
  a.基坑支护结构水平位移:要求最大水平及垂直位移U≤0.2%H,且≤30mm(H为基坑开挖深度)。警戒值取控制值的70%。水平位移速率报警值设为连续三日大于2mm/d。
 
  b.周围建(构)筑物沉降变形:要求最大沉降量S≤0.15%H,且≤20mm(H为基坑开挖深度)。警戒值取控制值的70%。倾斜报警值设为10mm,倾斜速率报警值设为连续三日大于1mm/d。
 
  c.当出现下列情况时,应立即监控报警:①周围建筑物砌体部分出现宽度大于1.5mm的变形裂缝;②附近地面出现宽度大于10mm的裂缝。
 
  5.基坑监测的时间与周期
 
  各监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值,且不应少于两次。
 
  (1)坡顶水平位移监测:基坑开挖深度在5m以内,可每2d观测一次,基坑开挖至5m以下及基坑开挖完成后一周内,每天观测一次。基坑开挖至基底后一周后无明显位移时,可适当延长观测周期,每5~10d观测一次。
 
  (2)坡顶垂直位移及建筑物沉降观测:在基坑降水时和在基坑土开挖过程中应每天观测一次。混凝土底板浇完10d以后,可每2~3d观测一次,直至地下室顶板完工和水位恢复。此后可每周观测一次至回填土完工。
 
  (3)当出现下列情况之一时,应进一步加强监测,缩短监测时间间隔,加密观测次数,并及时向施工、监理和设计人员报告监测结果:
 
  ①监测项目的监测值达到报警标准;②监测项目的监测值变化量较大或速率加快;③基坑及周围环境中大量积水、长时间连续降雨、市政管线出现泄漏;④基坑附近地面荷载突然加大;⑤临近的建筑物或地面突然出现大量沉降、不均匀沉降或严重开裂。
 
  (4)当有危险事故征兆时,应连续监测。
 
  6.基坑监测成果的整理
 
  基坑工程一般工期紧,监测时间长,在监测对象正常变化情况下,除应对各单项监测资料进行统计分析外,尤其应加强不同类测点之间的内在联系的分析,以便及时分析可能出现的潜在危机和个别可能出现的假象。
 
  在监测对象出现异常和明显突出时,应及时整理出书面材料呈报有关各方,并书面分析产生的原因,提出相应的整治措施及对策建议,同时加密监测力度,了解其进一步变化的情况和处理的效果。
 
  7.基坑监测质量保证措施
 
  (1)测点布置力求合理,应能反映出围护施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度。
 
  (2)测试元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品,测试元件要有合格证,监测仪器要定期校核,标定。
 
  (3)测点埋设应达到设计要求的质量,并做到位置准确,安全稳固,设立醒目的保护标志。
 
  (4)监测数据应及时整理分析,一般情况下,应每周报一次,特殊情况下,每天报送一次。如发现监测数据异常,应立即复测,并检查监测仪器、方法及计算过程,确认无误后,立即上报给业主、监理及单位主管,以便采取相应措施。
 
  8.结语
 
  随着建筑物高度的不断增加,基坑深度也越来越深,施工难度更加复杂化,同时深基坑工程变形监测作为信息化施工的重要手段之一,也开始成为基坑工程施工过程中必不可少的组成部分。因此,基坑的变形监测将更为重要,要不断改善监测方法、监测的内容和提高精度,确保基坑施工的安全和稳定。
 
  参考文献:
 
  [1]《建筑基坑工程监测技术规范》,GB50497-2009
 
  [2]《建筑基坑支护技术规程》,JGJ120-2002
 
  [3]朱启贵,基坑工程中监测报警值的确定,地基与基础,2010

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