基坑開挖-支護(hù)工程和基坑周邊環(huán)境變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

1、基坑開挖支護(hù)工程和基坑周邊環(huán)境變形監(jiān)測(cè)技術(shù)摘要：介紹基坑開挖、支護(hù)工程及基坑周邊環(huán) 境變形的監(jiān)測(cè)內(nèi)容和主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)方法及原理。關(guān)鍵詞監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)水平位移監(jiān)測(cè) 沉降監(jiān)測(cè)鋼筋應(yīng)力 監(jiān)測(cè)中圖分類號(hào)：x924文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a監(jiān)測(cè)范圍及內(nèi)容1.1現(xiàn)在基坑開挖、支護(hù)工程及基坑周邊環(huán)境變形監(jiān)測(cè) 范圍要求： 一般按工程施工區(qū)域周圍3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)地 下管線、周邊土體和基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身作為工程監(jiān)測(cè)及保護(hù) 的對(duì)象； 基坑周邊3倍開挖深度范圍內(nèi)的土體地面沉降比較明 顯地反映出基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變化情況和周邊環(huán)境受基坑影 響變形趨勢(shì)，故環(huán)基坑周圍要布設(shè)若干組地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)； 設(shè)置的監(jiān)測(cè)內(nèi)容和監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須滿足本工程設(shè)

2、計(jì)和符 合有關(guān)規(guī)范規(guī)程的要求，并能全面反映工程施工過程中周圍 環(huán)境和基坑圍護(hù)體系的變化情況； 監(jiān)測(cè)過程中，采用的監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)儀器及監(jiān)測(cè)頻率 符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，能及時(shí)、準(zhǔn)確地提供數(shù)據(jù)，滿足信息 化施工的要求；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理和提交滿足現(xiàn)場(chǎng)施工及建設(shè) 單位的要求；對(duì)施工方監(jiān)測(cè)的工作進(jìn)行監(jiān)督與管理，保證施 工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能如實(shí)反映變形情況。1.2基坑開挖、支護(hù)工程及基坑周邊環(huán)境變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容 設(shè)置如下表t:表t序號(hào)量測(cè)項(xiàng)目位置或監(jiān)測(cè)對(duì)象測(cè)試元件測(cè)點(diǎn)布置1墻頂水平位移、沉降量測(cè)圍護(hù)墻上端部水準(zhǔn)儀，全 站儀間距20m2 土體側(cè)向位移靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)的周邊土體測(cè)斜管，測(cè) 斜儀 間距20m,同一孔測(cè)點(diǎn)豎向間距0.5

3、1.0m3墻體變形圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)測(cè)斜管，測(cè)斜儀間距20m,同 一孔測(cè)點(diǎn)豎向間距0. 51.0m4 土壓力圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)土體土壓力盒，讀數(shù)儀間距 60m,同一孔測(cè)點(diǎn)豎向間距23m5支撐軸力（含支撐變形）支撐端部或中部1/3位置應(yīng) 變計(jì)，讀數(shù)儀每層8個(gè)點(diǎn)，布置依具體情況而定6地下水位 基坑周邊 水位管，水位計(jì) 間距40m7孔隙水壓力基坑周邊孔隙水壓力計(jì)，讀數(shù)儀基坑 受力、變形較大或代表性部位，豎向儀在強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化地 層中布置，間距宜為3m,數(shù)量不宜少于3個(gè)8支撐臨時(shí)立柱為位移觀測(cè)支撐立柱頂上全站儀不 少于立柱總數(shù)的5%,且不少于3根9基底隆起基底開挖面的中部水準(zhǔn)儀同一剖面監(jiān)測(cè) 點(diǎn)橫向間距為1030m,

4、數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)10鋼筋應(yīng)力連續(xù)墻主筋鋼筋應(yīng)力計(jì)，讀數(shù)儀基坑?xùn)| 南西北四條邊各挑選一幅地連墻；每幅連續(xù)墻選擇迎水面和 背水面各一條通長鋼筋；測(cè)點(diǎn)豎向間距加11地下管線沉降位移監(jiān)測(cè)周邊重要地下管線水準(zhǔn)儀 有條件時(shí)宜直接測(cè)定12地表裂縫觀測(cè)周圍地表觀測(cè)點(diǎn)游標(biāo)卡尺測(cè)試單 個(gè)或典型裂縫可采用裂縫觀測(cè)儀進(jìn)行測(cè)試2. 監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的布設(shè)和測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)2. 1監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的布設(shè)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)主要用于圍護(hù)墻頂?shù)奈灰?、基坑周邊地表?降、地下水位、圍護(hù)墻體深層位移監(jiān)測(cè)等方面的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè) 控制網(wǎng)分兩部分：平面控制網(wǎng)：用于各水平位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)目平面控制基準(zhǔn)；水準(zhǔn)控制網(wǎng)：用于各垂直位移監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（即沉降監(jiān)測(cè)） 的高程控制基準(zhǔn)。平面控

5、制點(diǎn)宜布設(shè)3個(gè)，編號(hào)為zk1zk3,控制區(qū)域?yàn)?整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)，為使測(cè)距、測(cè)角誤差在橫、縱坐標(biāo)上均勻分布, 網(wǎng)形為閉合導(dǎo)線網(wǎng)，引測(cè)外方向?yàn)槭┕び闷矫婵刂凭W(wǎng)。點(diǎn)位 設(shè)在穩(wěn)定、安全的地方，有條件宜采用固定觀測(cè)墩，通常在 地面埋設(shè)鋼釘點(diǎn)，頂上刻劃“+”字。水準(zhǔn)控制點(diǎn)宜布設(shè)3個(gè)，編號(hào)為bm1迪m3。建立閉合環(huán) 與施工高程控制點(diǎn)，每個(gè)月聯(lián)測(cè)一次?？刂泣c(diǎn)的具體布設(shè)情 需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行布設(shè)。2.2測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)控制點(diǎn)采用鉆機(jī)鉆孔的方式進(jìn)行埋設(shè)，埋設(shè)方法如下：用工程地質(zhì)鉆機(jī)，開孔直徑約110mm,鉆孔深度至基巖;在孔洞內(nèi)置入大于18nini的鋼筋（需放置在鉆孔正中間）;灌注c20以上的混凝土并震動(dòng)密實(shí)，混凝土頂面距

6、地表 距離保持在5cm左右； 將鋼筋頂部磨成球面型，中間鑲嵌直徑1mm銅芯，露 出混凝土面約廣2cm； 養(yǎng)護(hù)15天以上。3. 監(jiān)測(cè)方法及原理本文主要介紹水平位移監(jiān)測(cè)、沉降監(jiān)測(cè)及支撐應(yīng)力、鋼 筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)3. 1水平位移監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：墻頂水平位移監(jiān)測(cè)；支撐臨時(shí)立柱頂位移監(jiān) 測(cè)；墻體變形測(cè)斜管頂部平面坐標(biāo)。觀測(cè)方法及技術(shù)：水平位移采用極坐標(biāo)法或小角度觀測(cè)3. 1. 1極坐標(biāo)法測(cè)量原理如圖示，a、e為已知點(diǎn)，a點(diǎn)坐標(biāo)為（，）、b點(diǎn)坐標(biāo)為（,）,p為待定點(diǎn)。通過測(cè)定ab邊與ap邊的夾角，ap邊的 垂直角v以及ap邊的斜距s,計(jì)算出ab邊的坐標(biāo)方位角和 ap邊的平距d,求得p點(diǎn)的坐標(biāo)、。計(jì)算公式如下：d二

7、s*cos v3. 1.2小角度法測(cè)量原理如下圖所示，測(cè)站點(diǎn)經(jīng)緯儀照準(zhǔn)遠(yuǎn)處目標(biāo)點(diǎn)形成視準(zhǔn)線 （視線），測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)偏離視準(zhǔn)線的小角，在已知測(cè)站至觀 測(cè)點(diǎn)距離的條件下，可計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)偏離視準(zhǔn)線的偏離量：觀測(cè)點(diǎn)偏離量；一觀測(cè)點(diǎn)至測(cè)站的距離；一小角（偏 離視線的角度）；2062653.2沉降監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：墻頂沉降量測(cè)；坑底隆起；建構(gòu)筑物沉降； 地下管線沉降監(jiān)測(cè)；周邊地表沉降監(jiān)測(cè)觀測(cè)方法及技術(shù)要求：沉降監(jiān)測(cè)采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方 法，以索佳sdl1x電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)，采用電子水準(zhǔn)儀自 帶記錄程序，記錄外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)文件。基準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)按工程測(cè)量規(guī)范gb50026-2007二等垂直 位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)技術(shù)要求觀測(cè)，其主要

8、技如表-2.表-2序號(hào)項(xiàng)目限差1相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差0. 5mm2每站高差中誤差0. 15mm3往返較差及環(huán)線閉合差mm （為測(cè)站數(shù)）4檢測(cè)已測(cè)高差較差mm （為測(cè)站數(shù)）5視線長度30m6前后視的距離較差0.5m7任一測(cè)站前后視距差累計(jì)1.5m8視線離地面最低高度0.5m3. 2. 1二等垂直位移監(jiān)測(cè)方法及原理觀測(cè)采用閉合水準(zhǔn)路線時(shí)可以只觀測(cè)單程，采用附合水 準(zhǔn)路線形式必須進(jìn)行往返觀測(cè)，取兩次觀測(cè)高差中數(shù)進(jìn)行平 差。觀測(cè)順序：忘測(cè)：后、前、前、后，返測(cè)：前、后、后、 前。根據(jù)使用儀器索佳sdl1x電子水準(zhǔn)儀的精度是每公里偶 然中誤差為0.3niiii,同時(shí)考慮本工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)是按照二等垂直 位移監(jiān)

9、測(cè)精度進(jìn)行觀測(cè)，其視線長度w50m, 般附合路線 長約lhn左右，則在該路線上的測(cè)站數(shù)為：各測(cè)站高程中誤差為：在本線路中最弱點(diǎn)將是第5站, 即5,其單向觀測(cè)最弱點(diǎn)高程中誤差為：當(dāng)采用往返觀測(cè)時(shí)，最弱點(diǎn)高程中誤差為：可以看出，采用該儀器按本觀測(cè)方案可以達(dá)到垂直變形 觀測(cè)的精度要求。3. 3支撐應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；支撐軸力（含支撐變形）監(jiān)測(cè)；鋼筋應(yīng)力監(jiān)3. 3. 1監(jiān)測(cè)方法及原理采用鋼筋混凝土材料制作的圍護(hù)樁，其內(nèi)力通常是通過 測(cè)定構(gòu)件受力鋼筋的應(yīng)力或混凝土的應(yīng)變，然后根據(jù)鋼筋與 混凝土共同作用、變形協(xié)調(diào)條件反算得到。鋼筋應(yīng)力一般通 過在受力鋼筋中串聯(lián)連接鋼筋應(yīng)力傳感器（鋼筋計(jì)）測(cè)定。 目

10、前工程中采用較多的有振弦式和電阻式兩類應(yīng)力傳感器， 本次監(jiān)測(cè)采用gjj型振弦式傳感器及jm406型振弦式頻率讀 數(shù)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。量測(cè)圍護(hù)樁彎矩時(shí)，結(jié)構(gòu)一側(cè)受拉，一側(cè)受壓，相應(yīng)的 鋼筋計(jì)一只受拉，另一只受壓；測(cè)軸力時(shí)，兩只鋼筋計(jì)均軸 向受拉或受壓。由標(biāo)定的鋼筋應(yīng)變值得出應(yīng)力值，再核算成 整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)所受的彎矩或軸力：監(jiān)測(cè)傳感器及基本原理 （鋼弦式傳感器）鋼筋混凝土支撐內(nèi)力計(jì)算方法：式中：一支撐內(nèi)力（kn）；鋼筋應(yīng)力（）鋼筋計(jì)監(jiān)測(cè)平均應(yīng)力（）；一第j個(gè)鋼筋計(jì)標(biāo)定系數(shù) o;第j個(gè)鋼筋計(jì)安裝后的初始頻率（hz）；第j個(gè) 鋼筋計(jì)截面積（）鋼筋彈性模量（）；混凝土截面積（）；一支撐截面積（）鋼筋總截面積（）參考文獻(xiàn)：1 建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范gb50497-2009, 國家標(biāo)準(zhǔn)2 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程db1