基坑工程變形監(jiān)測方案設(shè)計文獻綜述

基坑工程變形監(jiān)測方案設(shè)計基坑工程變形監(jiān)測方案設(shè)計文獻綜述摘要：隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展,高層建筑越來越普遍,建筑物的安全建設(shè)與運行也越來越受到社會各方面的關(guān)注。為了保證建筑物的順利施工和施工后的安全運營,有必要設(shè)計一個合理、可行的變形監(jiān)測方案,對建筑物進行系統(tǒng)地沉降觀測,并對沉降觀測量進行合理地統(tǒng)計分析,從而得出關(guān)于建筑物在建設(shè)過程中穩(wěn)定性的顯著分析。關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測基坑監(jiān)測方法前言深基坑工程施工中對基坑監(jiān)測及其周邊相鄰建筑物、道路、地下管線、隧道等保護對象進行沉降及水平位移監(jiān)測，已越來越受到人們的重視和推廣。在過去幾年中，因深基坑工程因開挖引起基坑變形、周邊相鄰建(構(gòu))筑物沉降．從而導(dǎo)致基坑坍塌、相鄰建(構(gòu))筑物開裂甚至倒塌的工程事故頻發(fā)，造成了嚴重的人員傷亡事故和經(jīng)濟損失。近年深基坑的支護設(shè)計、施工及其監(jiān)測已逐漸形成共識的系統(tǒng)施工工藝流程，且基坑監(jiān)測是其中一個重要的組成部分，而施工場地變形監(jiān)測作為基坑監(jiān)測的一個重要內(nèi)容越來越受到重視。變形監(jiān)測的目的和內(nèi)容（一）基坑變形機理深基坑無論是哪種形式的變形，究其原因，主要是由于基坑開挖而導(dǎo)致的基坑周圍地層移動?；拥拈_挖過程是基坑開挖面上卸載的過程，卸載會引起土體在水平或者垂直方向上原始應(yīng)力的改變。隨著基坑的開挖，水平方向上由于坑內(nèi)外土壓力的作用而使圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，周邊地表產(chǎn)生沉降：垂直方向上由于基坑內(nèi)外高差所形成的加載和地面各種超載的作用而使坑底產(chǎn)生向上的隆起。（二）變形監(jiān)測的目的在深基坑開挖的施工過程中，基坑內(nèi)外的土體將由原來的靜止土壓力狀態(tài)向被動和主動土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起土體的變形，即使采取了支護措施，場地變形仍然無法避免，當變形量超過某種范圍，就會對基坑支護結(jié)構(gòu)造成危害，甚至出現(xiàn)不可預(yù)料的工程事故的出現(xiàn)。工程施工場地變形監(jiān)測的目的是通過對按照一定的要求設(shè)置在施工場地上的觀測點按照一定的周期進行周期性觀測，求得各觀測點坐標和高程的變化量，為擋土結(jié)構(gòu)和地基土的穩(wěn)定性評價提供技術(shù)數(shù)據(jù)。（三）變形監(jiān)測的內(nèi)容在深基坑工程施工中，由于地質(zhì)的復(fù)雜性和周邊建筑等的影響?；颖O(jiān)測的內(nèi)容一般有以下幾個部分：①基坑圍護結(jié)構(gòu)的水平位移及傾斜位移；②地層分層沉降量(回彈量)；③各立柱樁的隆起量及水平位移：④基坑圍護結(jié)構(gòu)的沉降；⑤基坑周邊相鄰建筑物及地下管線隧道等保護對象的沉降及水平位移。依性質(zhì)主要分為水平位移監(jiān)測、垂直沉降監(jiān)測和側(cè)向變形監(jiān)測。變形監(jiān)測的原則一般來說，地基變形監(jiān)測可分為垂直（方向）沉降測量、水平（方向）位移測量、建筑物相鄰影響及場地沉降測量。此外還有滑坡測量、裂縫觀測、抗壓觀測、日照變形觀測及風(fēng)振觀測等等。地基變形監(jiān)測的主要內(nèi)容包括沉降觀測、傾斜觀測、位移觀測、裂縫觀測和撓度觀測等。在地基變形監(jiān)測中，進行最多的是沉降觀測和水平位移觀測。地基變形監(jiān)測的任務(wù)是周期性地對設(shè)置在地基上的觀測點進行重復(fù)觀測，求得觀測點位置的變化量。地基變形監(jiān)測能否達到預(yù)定的目的要受很多因素的影響，其中最基本的因素是變形測量點的布設(shè)、變形觀測的精度與頻率。按測定沉降或位移的要求，選定變形測量點。變形測量點分為基準點、工作基點和變形觀測點，其布設(shè)應(yīng)符合下列要求：①每個工程至少應(yīng)有三個穩(wěn)固可靠的點作為基準點；②工作基點應(yīng)選在比較穩(wěn)定的位置。對通視條件較好或觀測項目較少的工程，可不設(shè)工作基點，在基準點上直接測定變形觀測點；③變形觀測點應(yīng)設(shè)立在變形體上能反映變形特征的位置。變形監(jiān)測方法垂直位移監(jiān)測水準基點、觀測點的標志構(gòu)造與埋設(shè)基點埋設(shè)鋼筋混凝土標,盡可能埋設(shè)在基巖上。覆蓋層淺的地方采用地表巖石標志,也可考慮平峒巖石標志;覆蓋層厚的地方以混凝土基本水準點標志為主,條件允許可考慮采用鉆孔埋設(shè)鋼管式基巖標志。沉降觀測點視情況可設(shè)螺栓式、盒式等標志。測量方法水準基點與工作基點布設(shè)成水準閉合環(huán)線,作業(yè)方法基本上按二等水準測量規(guī)定進行,每公里水準測量高差中數(shù)的中誤差控制在0.5mm。由于工作條件的不同,操作方法上有其特點。例如,由于是固定線路,重復(fù)進行,為便于觀測,消除一些誤差的影響,通常在轉(zhuǎn)點處埋設(shè)簡便的金屬標頭作為立尺點。由水準基點到工作基點的聯(lián)測,每年進行一次,盡可能固定月份,即選擇外界條件相近的情況進行觀測,以減少外界條件對觀測成果的影響。水平位移監(jiān)測1、基坑水平位移觀測精度及周期水平位移觀測的主要技術(shù)要求：1)水平位移觀測精度要求。觀測精度按二級變形測量要求進行，即觀測點坐標中誤差≤50mm。2)基坑水平位移觀測周期。開挖觀測，基坑開挖期間擬每天觀測一次；基坑開挖到設(shè)計標高后，原則上每周監(jiān)測一次，地下室筏板施工完基坑護壁施工期間每周一次，護壁完工至基礎(chǔ)底板開始施工的間歇期每2周一次。特殊情況基坑水平位移觀測：如遇到變形較大、暴雨、積水、震動、荷載加壓等情況可適當加密觀測。觀測到回填完為止，預(yù)計總觀測約l4個周期。2、監(jiān)測原理采用J6級經(jīng)緯儀為觀測工具，以及時反饋施工及使用期間邊坡坡頂、坡腰不同測點的變形情況，供現(xiàn)場技術(shù)人員分析處理。視準線法的過程是先在需進行位移觀測的基坑槽壁上（或支護結(jié)構(gòu)上）設(shè)1條視準線，并在該視準線兩端設(shè)置2個工作基點，分別作為立站點及后視點，然后沿該視準線在槽壁上分設(shè)若干觀測點，測量時可用覘牌法直接讀出測點的水平位移。覘牌法是指測量時用帶有讀數(shù)尺的覘牌設(shè)置在觀測點，把經(jīng)緯儀立在工作基點上，對校核點確定無誤后，通過覘牌讀出測點的位移。3、測點布置及實施方法3個基坑分別設(shè)置位移觀測點，以布置在邊坡的各重要拐角及中點部位為原則，觀測點靠近基坑邊沿，后視點及立站點應(yīng)盡量設(shè)置在基坑影響范圍外。護坡樁冠梁施工結(jié)束后即布設(shè)混凝土面上的觀測點并進行第一次觀測，取得的數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)?；娱_挖過程中須指派專人嚴格按周期進行觀測，以便分析變形，必要時還應(yīng)繪制變形曲線。每次觀測結(jié)果須真實可靠地記錄在觀測表格內(nèi)并及時整理，將數(shù)據(jù)和分析結(jié)果分為幾種等級，實測與設(shè)計情況基本吻合者用綠色表示；當天數(shù)據(jù)超過規(guī)范要求或有一定異常者用黃色表示；有傾向性偏離且偏離值較大者用紅色表示，并加上不安全的警示標記，監(jiān)測人員須及時向技術(shù)主管匯報并加強監(jiān)測頻率。監(jiān)測記錄應(yīng)形成成果報表并及時上報。測斜儀法監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的目的是獲得基坑分層水平位移，為此使用測斜儀進行邊坡水平位移監(jiān)測。監(jiān)測點布置根據(jù)場地情況和監(jiān)測目的設(shè)3個監(jiān)測點，分別布置在基坑各邊坡的中點，具體設(shè)置位置可根據(jù)實際施工情況確定。測斜管與基坑中部某個樁體澆筑成一體，所以該測點反映了邊坡上該點水平位移量和水平位移變形速率。采用上述布點的原因是基坑邊坡中部變形量和變形速率為該邊坡最大處，應(yīng)將監(jiān)測點盡可能集中于該部位。由于受兩個垂直邊相互牽制，基坑邊角處位移最小，也是基坑最安全處，所以通常不在該處布置監(jiān)測點。監(jiān)測方式測斜監(jiān)測的次數(shù)主要與基坑開挖配合，并受邊坡變形速率控制。測點周圍每次開挖后應(yīng)監(jiān)測1次，變形速率大于2mm/d時應(yīng)連續(xù)監(jiān)測；當停止開挖且變形速率小于2mm/d時，每周監(jiān)測1次。監(jiān)測結(jié)束時間通常為基坑回填完畢?；娱_挖監(jiān)測過程中應(yīng)每周對監(jiān)測數(shù)據(jù)，變形曲線圖進行分析?；庸こ讨車h(huán)境監(jiān)測在城市建筑密集地區(qū)施工，不僅要求保證基坑本身的安全性，還必須保證鄰近建筑的安全使用。在基坑開挖以及以后的施工過程中，由于地下水位下降、荷載增加以及其它一些不確定因素，必然引起周圍環(huán)境變化，這在工程中稱為基坑工程環(huán)境效應(yīng)。基坑工程環(huán)境效應(yīng)包括支護結(jié)構(gòu)和工程樁施工、降低地下水位、基坑土方開挖各階段對高層建筑的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）基坑土方開挖引起支護結(jié)構(gòu)變形以及降低地下水位造成基坑四周地面產(chǎn)生沉降、不均勻沉降和水平位移，導(dǎo)致影響相鄰高層建筑及市政管線的正常使用,甚至造成破壞；（2）支護結(jié)構(gòu)和工程樁若采用擠土樁或部分采用擠土樁，施工過程中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)將對鄰近高層建筑及市政管線產(chǎn)生影響；（3）因設(shè)計、施工不當或其它原因造成支護體系破壞，導(dǎo)致相鄰高層建筑及市政管線被破壞。其中，由于基坑土方開挖引起支護結(jié)構(gòu)變形以及降低地下水位造成基坑四周地面產(chǎn)生沉降和不均勻沉降，從而對周圍高層建筑和市政設(shè)施的影響是最主要的方面。監(jiān)測數(shù)據(jù)分析及成果提交數(shù)據(jù)計算及分析原始數(shù)據(jù)要真實可靠，記錄計算要符合測量規(guī)范的要求，依據(jù)正確，嚴謹有序，步步校核，結(jié)果有效的原則進行成果整理及計算。將各次監(jiān)測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，填寫《沉降監(jiān)測記錄》、《水平位移監(jiān)測記錄》，求出各次每個監(jiān)測點的高程值或坐標值，從而確定出沉降量或位移量。計算平均沉降量、沉降速率、平均位移量、位移速率。對監(jiān)測點的沉降或位移過程、點間的沉降或位移差過程數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。繪制各點的沉降或位移過程線、各點間的沉降差或位移過程線。根據(jù)業(yè)主要求或需要，計算基礎(chǔ)的傾斜度。按設(shè)計要求，每次觀測情況同時向設(shè)計方提交一份書面報告。提交以下成果（1）每次監(jiān)測完畢后一周內(nèi)向甲方提交《沉降監(jiān)測記錄》、《水平位移監(jiān)測記錄》（前兩次除外）；（2）《沉降觀測成果統(tǒng)計表》、《水平位移觀測成果統(tǒng)計表》；（3）各監(jiān)測點的時間-荷載-沉降量或位移量關(guān)系曲線圖；（4）《變形監(jiān)測分析報告》；（5）工程平面位置圖及基準點、觀測點位分布圖；（6）儀器設(shè)備及觀測方法。結(jié)束語變形監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與建立將與工程的設(shè)計與建設(shè)同步進行,監(jiān)測系統(tǒng)不僅為運營管理服務(wù),而且要為施工控制服務(wù),將施工期和運營期的監(jiān)測數(shù)據(jù)更全面完整地進行采集,以便更精準地評判建筑物的工作性態(tài)。變形監(jiān)測技術(shù)將向高精度、自動化、智能化方向發(fā)展。一方面監(jiān)測儀器的性能(精確性、穩(wěn)定性、耐用性等)將不斷提高,從而提高監(jiān)測系統(tǒng)的整體可靠性;另一方面監(jiān)測儀器的自動化水平也將不斷提高,并向智能化方向發(fā)展。參考文獻[1]唐年寶.隧道工程施工中的測量技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)，2011（4）；［2］李青岳，陳永奇.工程測量學(xué)（修訂版）［M］.北京：測繪出版社，1995.［3］王樹元.大地與建筑物變形測量［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1994.［4］陳永奇，吳子安.變形監(jiān)測分析與預(yù)報［M］.北京：測繪出版社，1998.［5］武漢測繪科技大學(xué).測量平差基礎(chǔ)（第三版）［M］.北京：測繪出版社，1996.［6］JGJ/T8—97，建筑物變形測量規(guī)程［S］.[7]龔曉南.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,1998.[8]黃秋林,邱冬煒.深基坑變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理[J].山西建筑,2005,31(1):67-68.［9］張正祿，李廣云，等.工程測量學(xué)［M］．武漢:武漢大學(xué)出版社，2005:175－176．［10］黃聲享，尹暉.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2007:1－8．[11]區(qū)福邦．城市地下管線普查技術(shù)研究與應(yīng)用[M]．南京：東南大學(xué)出版社，1998[12]陳穗生，梁瑜萍．復(fù)雜條件下地下管線的探測方法[J]．物探與化探，2008，[13]張漢春，莫國軍．特深地下管線的電磁場特征分析及探測研究[J]．地球物理學(xué)進展，2006，21(4)：1314-1322[14]曹震峰，丘廣新，葛如冰．地下非金屬管線灘地雷達圖像特征的研究及應(yīng)用[J]．城市勘測，2010(2)：172-176[l5]Hammock,K．Jon，Usingageographicinformationsys