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摘要:基坑监测是基坑工程施工中的一个重要环节,是指在基坑开挖及地下工程施工过程中,对基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化,进行各种观察及分析工作,并将监测结果及时反馈,预测进一步施工后将导致的变形及稳定状态的发展,根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度,来指导设计与施工,实现所谓信息化施工.
关键词:基础;基坑;监测;常见问题
引言:
基坑监测主要包括:支护结构、相关自然环境、施工工况、地下水状况、基坑底部及周围土体、周围建(构)筑物、周围地下管线及地下设施、周围重要的道路、其它应监测的对象。
一、基坑监测项目
(1)水平位移监测
测定特定方向上的水平位移时可采用视准线法、小角度法、投点法等;测定监测点任意方向的水平位移时可视监测点的分布情况,采用前方交会法、自由设站法、极坐标法等;当基准点距基坑较远时,可采用GPS测量法或三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。当监测精度要求比较高时,可采用微变形测量雷达进行自动化全天候实时监测。
水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖深度3倍范围以外不受施工影响的稳定区域,或利用已有稳定的施工控制点,不应埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等影响范围内;基准点的埋设应按有关测量规范、规程执行。宜设置有强制对中的观测墩;采用精密的光学对中装置,对中误差不宜大于0.5mm。
(2)竖向位移监测
竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准等方法。
坑底隆起(回弹)宜通过设置回弹监测标,采用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测,传递高程的金属杆或钢尺等应进行温度、尺长和拉力改正等基坑围护墙(坡)顶、墙后地表与立柱的竖向位移监测精度应根据竖向位移报警值确定。
(3)深层水平位移监测
围护墙体或坑周土体的深层水平位移的监测宜采用在墙体或土体中预埋测斜管、通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法。
(4)倾斜监测
建筑物倾斜监测应测定监测对象顶部相对于底部的水平位移与高差,分别记录并计算监测对象的倾斜度、倾斜方向和倾斜速率。应根据不同的现场观测条件和要求,选用投点法、水平角法、前方交会法、正垂线法、差异沉降法等。
(5)裂缝监测
裂缝监测应包括裂缝的位置、走向、长度、宽度及变化程度,需要时还包括深度。裂缝监测数量根据需要确定,主要或变化较大的裂缝应进行监测。
(6)支护结构内力监测
坑开挖过程中支护结构内力变化可通过在结构内部或表面安装应变计或应力计进行量测。对于钢筋混凝土支撑,宜采用钢筋应力计(钢筋计)或混凝土应变计进行量测;对于钢结构支撑,宜采用轴力计进行量测。围护墙、桩及围檩等内力宜在围护墙、桩钢筋制作时,在主筋上焊接钢筋应力计的预埋方法进行量测。支护结构内力监测值应考虑温度变化的影响,对钢筋混凝土支撑尚应考虑混凝土收缩、徐变以及裂缝开展的影响。
(7)土压力监测
土压力宜采用土压力计量测。土压力计埋设可采用埋入式或边界式(接触式)。埋设时应符合下列要求:
1.受力面与所需监测的压力方向垂直并紧贴被监测对象。
2.埋设过程中应有土压力膜保护措施。
3.采用钻孔法埋设时,回填应均匀密实,且回填材料宜与周围岩土体一致。
4.做好完整的埋设记录。
土压力计埋设以后应立即进行检查测试,基坑开挖前至少经过1周时间的监测并取得稳定初始值
(8)孔隙水压力监测
孔隙水压力宜通过埋设钢弦式、应变式等孔隙水压力计,采用频率计或应变计量测。孔隙水压力计应满足以下要求:量程应满足被测压力范围的要求,可取静水压力与超孔隙水压力之和的1.2倍;精度不宜低于0.5%F·S,分辨率不宜低于0.2%F·S。孔隙水压力计埋设可采用压入法、钻孔法等。
(9)地下水位监测
地下水位监测宜采通过孔内设置水位管,采用水位计等方法进行测量。地下水位监测精度不宜低于10mm。
(10)锚杆拉力监测
锚杆拉力量测宜采用专用的锚杆测力计,钢筋锚杆可采用钢筋应力计或应变计,当使用钢筋束时应分别监测每根钢筋的受力。锚杆轴力计、钢筋应力计和应变计的量程宜为设计最大拉力值的1.2倍,量测精度不宜低于0.5%F·S,分辨率不宜低于0.2%F·S。应力计或应变计应在锚杆锁定前获得稳定初始值。
二、监测方法
1.常用仪器
常采用水准仪、经纬仪、测斜仪、分层沉降仪、土压力盒、孔隙水压力仪、水位观测仪、钢筋应力计等。目前在实际工作中,以水准仪量测墙项和地面位移以及以测斜仪量测墙体和土体深层位移较为可靠而且特别重要。其他监测手段常被用来进行综合分析。用钢筋应力计测支撑轴力时,尚应配以温度计埋设在支撑中,以便计算温度变化引起的应力。实测表明,由于温度变化,支撑往往产生较大的附加轴力,对钢筋混凝土支撑,可达15~20%。这说明设计时不能忽视。钢支撑的温度变化应力更大。但目前基坑工程的综合监测水平尚不够理想。尽管有了计算机和遥控等先进设备,而测试元件的质量及其标定、埋设、保护和施工配合等方面存在不少问题,有待改进。监测报警是一个极其严肃的问题。做好了,可化险为夷,避免损失;否则,留下隐患,酿成事故。有的工程虽作了报警,而有关当事人并不警觉,结果酿成“大祸”,实践中不乏经验和教训。
2.数据观测
根据经验知道,基坑施工对环境的影响范围为坑深的3~4倍,因此,沉降观测所选的后视点应选在施工的影响范围之外:后视点不应少于二点。沉降观测的仪器应选用精密水准仪,按二等精密水准观测方法测二测回,测回校差应小于士1mm。地下管线、地下设施、地面建筑都应在基坑开工前测取初始值。在开工期问,应根据需要不断测取数据,从几天观测一次到一天观测几次都可以;每次的观测值与初始值比较可得累计量,与前次的观测数据相比较可得日变量。根据公认的数据及经验,一般日变量大干3mm,累计变量大于10mm即应向有关方面报警。监测数据必须填写在为该项目专门设计的表格上。所有监测的内容都须写明:初始值、本次变化量、累计变化量。工程结束后,应对监测数据,尤其是对报警值的出现,进行分析,绘制曲线图,并编写工作报告。因此,记录好工程施工中的重大事件是监测人员必不可少的工作。
三、监测当中常遇问题
1.边坡修理达不到设计、规范要求
常在超挖和欠挖现象。一般基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。而在实际开挖时,由于施工管理人员不到位,技术交底不充分,分层分段开挖高度不一,挖机械操作手的操作水平等因素的影响,使机械开挖后的边坡表面平整度,顺直度极不规则,而人工修理时不可能深度挖掘,只能就机挖表面作平整度修整,在没有严格检查验收就开始初喷,故出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。
2.成孔注浆不到位
土钉或锚杆受力达不到设计要求基坑所用土钉或锚杆钻孔直般为100一150的钻杆成孔,孔深少则5、6m,深则十几米,甚至二十多米,钻孔所穿过的土层质量也各不相同,钻孔如果不认真研究土体情况,往往造成出渣不尽,残渣沉积而影响注浆,有的甚至成孔困难、孔洞坍塌,无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够,而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求,影响工程质量,甚至要做再次处理。
3.喷射混凝土厚度不够、强度达不到设计要求
目前建筑工程深基坑支护喷射混凝土常用的是干拌法喷射混凝土设备,其主要特点是设备简单、体积小,输送距离长,速凝剂可在进入喷射机前加入,操作方便,可连续喷射施工。虽然干喷法设备操作简单方便,但由于操作手的水平不同,操作方法和检查控制等手段不全,混凝土回弹严重,再加上原材料质量控制不严、配料不准、养护不到位等因素,往往造成喷后混凝土的厚度不够、混凝土强度达不到设计要求。
4.施工过程与设计的差异太大
深层搅拌桩的水泥掺量常常不足,影响水泥土的支护强度。我们发现在同样做法的支护,发生水泥土裂缝,有时不是在受力最大的地段,检查下来,往往是强度不足,地面施工堆载在局部位置往往要大大高于设计允许荷载。施工质量与偷工减料的现象也并不少见。基坑挖土是支护受力与变形显着增加的过程,设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中土方老板往往不管这些框框,抢进度,图局部效益。5.设计与实际情况差异较大
深基坑支护由于其土压力与传统理论的挡土墙土压力有所不同,在目前没有完善的土压力理论指导下,通常仍沿用传统理论计算,因此有误差是正常的,许多学者对此进行了许多研究,在传统理论土压力计算的基础上结合必要的经验修正可以达到实用要求。问题是对这样一个极为复杂的课题,脱离实际工程情况,往往会造成过量变形的后果。如某些设计、不考虑地质条件、地面荷载的差异,照搬照套相同坑深的支护设计。必须根据实际地面可能发生的荷载,包括建筑堆载、载重汽车、临时设施和附近住宅建筑等的影响,比较正确地估计支护结构上的侧压力。
5.工程监理不到位
按规定高层建筑、重大市政等的深基坑是必须实行工程监理的,大多数事故工程都没有按规定实施工程监理,或者虽有监理而工作不到位,只管场内工程,不管场外影响,实行包括设计在内的全过程监理的就更少。客观地说深基坑工程监理要求监理人员具有较高业务水平,在我国现阶段主要就只是监控支护结构工程质量、工期、进度,而对于设计监理与对住宅及周边环境的监控尚有一定差距,亟待完善与提高。
结束语:
很多建设单位为省钱不要求施工监测,或者虽设置一些测点,数据不足,忽视坑边住宅的检测,或者不重视监测数据,形同虚设。结果发生情况不能及时警报,事故发生后也不易分析原因,不利于事故的早期处理,省了小钱化大钱。为了减少工程事故,有待精心设计、精心施工、强化监理,保护坑边住宅与环境,提高基础施工技术和管理水平。
参考文献:
[1]余文华.基坑支护设计与施工.北京,中国建筑工业出版社,2103.9
[2]罗琼.我国地铁施工方法综述与展望.地下空间.2016.4
[3]王浩.大型地下室基坑综合围护技术.浙江建筑.第一期2015.2
[4]范伟贤.深基坑位移监测的方法.广东建材.20017.10