岩土工程中基坑监测技术的探讨--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

岩土工程中基坑监测技术的探讨

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年4期2月下作者：邵军

[导读] 基坑支护工程是当前诸多岩土工程建设中极为重要的一步，其不仅仅会对岩土工程的施工质量造成极为严重的影响，同时基坑支护工程的施工质量也会对岩土工程的施工安全性造成较大的影响。

上海市欣宇建设工程检测试验有限公司邵军

摘要：基坑支护工程是当前诸多岩土工程建设中极为重要的一步，其不仅仅会对岩土工程的施工质量造成极为严重的影响，同时基坑支护工程的施工质量也会对岩土工程的施工安全性造成较大的影响。因此，为了可以有效提升岩土工程的施工质量并进一步保障施工人员的生命健康安全，我国开发了相应的基坑监测技术，从而对基坑支护工程的整体施工质量及施工环境进行监测。下面本文将就岩土工程中基坑监测技术进行简要论述。
关键词：岩土工程；基坑支护；监测技术；应用研究
        引言
        基坑支护工程是岩土工程中的一部分，其主要作用是节约施工空间，从而避免对周遭的建筑物造成较大的破坏。其次，基坑支护工程还可以有效降低基底的隆起，进而更好的保障建筑物的稳定性。同时，基坑支护工程也可以对地下水进行控制，避免施工人员在施工过程中对地下水造成污染等。虽然基坑支护工程对岩土工程的施工具有诸多益处，但若无法保障基坑支护工程的施工质量也将导致岩土工程在施工过程中出现施工安全性较差以及工程成本较高等问题。当前我国在基坑支护工程的施工过程中便出现了由于水泥掺量不足、基坑设计不合理以及偷工减料等诸多原因所导致的基坑支护工程质量较差的现象。因此，为了避免此类现象的频繁出现，我国开发了相应的基坑监测技术。该技术主要是通过对基坑支护工程的支护位移、支护结构以及基坑中孔隙水压力等参数进行监测，从而对基坑支护工程的施工质量进行测评的。该技术在基坑支护工程中的应用不仅仅可以方便工作人员对基坑的施工质量进行监测，同时其也可以及时帮助施工人员分析出基坑支护工程建设中所存在的问题，进而方便施工人员进行改进。
        1岩土工程基坑主要监测内容与技术
        1.1基坑支护位移监测
        在基坑监测技术中首先包含有基坑支护位移监测。在上文中曾提到基坑工程围护的主要作用便是对岩土工程进行支撑、保护，从而更好的保障岩土工程的顺利进行并同时降低岩土工程施工过程中对其周遭环境的损害。因此，在基坑工程中最为重要的便是支护结构。基坑支护位移监测的主要作用便是对基坑中支护结构的水平位移以及垂直位移进行监测，从而确定其支护结构的稳定性。若基坑中支护结构的位移较大，那么则表示该支护结构稳定性较差无法在岩土工程的施工过程中对该工程的顺利施工以及周边的环境起到相应的保护作用。同时，基坑中支护结构的位移较大还容易导致支护结构产生倒塌，进而对施工人员的生命健康造成一定的威胁。因此，若经过监测发现基坑中支护结构出现位移较大的现象时，施工人员应及时对其进行分析采取相应的措施保护支护结构及周边环境的安全，从而更好的保障岩土工程的顺利施工。基坑支护位移监测主要包括支护结构顶部竖向位移、水平位移、倾斜、深层水平位移、裂缝等，采用水准仪、测斜仪、裂缝观测仪等仪器进行现场测读。在上述这些监测参数中，深层水平位移监测尤为重要，为了有效提升其测量结果的精准性，施工人员在对支护结构进行测量时应选用与支护结构相同长度的测斜管，并将其延伸至地表，从而判断基坑中支护结构的倾斜度以及水平位移与垂直位移等。
        1.2坑支护结构体系应力监测
        其次，在基坑检测技术中还包含有基坑支护结构体系应力监测。基坑支护结构体系应力监测是指通过对基坑中支护结构的内力进行监测，从而判断该支护结构是否稳定。在当前岩土施工过程中，通常基坑中的支护结构为板式围护体系，如钢板桩+支撑、型钢水泥土复合搅拌墙+支撑、钻孔灌注桩排桩+支撑+隔水帷幕、地下连续墙+支撑+隔水帷幕或重力式围护体系，如水泥搅拌桩重力坝围护等。因此，若是支护结构所承受的内力较大，那么将会导致混凝土出现开裂、钢筋变形等现象，进而使得支护结构的稳定性出现显著降低。为了有效避免这一问题的出现，施工人员需要定期对基坑支护结构的体系应力进行监测，并及时对其进行修复处理。基坑支护结构体系应力监测主要包括土压力监测、结构内力监测等，在支护结构内、外布设振弦式谐振传感器用频率仪对其进行测读所实现的。振弦式谐振传感器包括应变计、轴力计、钢筋应力计和土压力计等，根据支护结构采用的形式、材质、以及预估的受力大小选择合适的传感器以及量程，在支护结构施工过程中进行布设。如支护结构对温度等较敏感，可使用特殊的带测温元件的传感器进行安装。
        1.3孔隙水压力监测
        第三，在基坑检测技术中还包括有孔隙水压力监测。在岩土施工过程中难免会遇到地下渗水的现象，地下渗水不仅仅会对现有的混凝土结构造成严重的破坏，同时还会使得施工表面出现隆起或下沉，从而对基坑支护工程的建设造成严重影响。因此，为了更好的保障基坑支护结构的稳定性，施工人员需要定期对基坑中的孔隙水压力进行监测，从而避免由于孔隙水压力较大而对基坑支护结构的稳定性造成影响。在这一过程中，通常施工人员会使用孔隙水压力计对孔隙中的水压力进行监测。该设备可以通过对孔隙中水流的速度以及水流的压力等参数测定出孔隙水压力，从而帮助施工人员判定该孔隙水流是否会对基坑支护结构的稳定性造成影响。
        1.4坑内土层监测
        最后，在基坑检测技术中也包含有坑内土层监测。坑内土层监测是指对坑内土壤的稳固性以及坑底部的平整性等进行检测的技术。通过对基坑底部的平整性以及坑内土壤的稳固性进行监测可以帮助设计人员更好的对基坑支护结构进行设计。而在这一过程中，施工人员往往会使用水准仪对坑底的平整性进行测试。若在测试过程中发现某一地区凸起较大，那么施工人员则需要及时对其进行处理，从而有效保障支护结构的建立。
        2岩土工程基坑监测技术的应用
        2.1工程概况
        本工程为杨浦区控江排水系统污水管网完善工程，工程主要配合混接点改造项目就控江排水系统内缺失的污水管道进行补齐，以解决混接改造后污水管道的出路。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

黄兴路（周家嘴路-松花江路）污水完善系统南起周家嘴路，北至松花江路新建一根DN300的污水管道，收集周边地块的污水，最终接至控江路下游现状DN500污水管，管道总长1248M。沟槽采用6m普通钢板桩支护形式，沟槽底部以下2.0m，沟槽两侧各1.0m范围内的土体采用压密注浆加固。沟槽开挖宽度1.5m，开挖深度1.6～3.5m。如下图1为工程施工范围示意图：

        图1 黄兴路（周家嘴路-松花江路）工程范围
        2.2施工要点
        本污水管道沟槽开挖深度达约1.6～3.5mm左右，开挖深度相对三环线高架桥墩基础较浅。为了安全起见，沟槽工程设计与施工中还是着重强化了对高架的保护措施。影响高架安全最主要的因素是沟槽变形，因此控制沟槽变形确保周边环境安全是对于高架保护最有效的方法。?
沟槽变形控制措施主要从以下几个方面进行考虑：
        2.2.1 围护结构
        本工程排水管道中，采用6m普通钢板桩支护形式，沟槽底部以下2.0m，沟槽两侧各1.0m范围内的土体采用压密注浆加固。地面标高处设置一道双拼32b槽钢支撑、围檩为双拼36b槽钢。如下图2为沟槽围护结构图：
        图2 沟槽围护结构图
        2.2.2 沟槽开挖?
        土方开挖均采用机械施工，以人工修整辅助。挖土时必须逐层开挖，并随时注意观察土壁情况是否稳定。土方随挖随运，沟槽两侧10m范围与高架桥下严禁堆放土方。随沟槽开挖及时支撑，钢板桩采用槽钢平行排列密打。进行横撑时，尽可能考虑预留下管空间，不妨碍下道工序。
        3监测技术与结果
        3.1土体及地下连续墙侧向变形监测
        在本次施工过程中，施工人员采用了PVC材质的测斜管对基坑支护结构的位移进行了细致测量。在测量过程中，监测人员每隔40m便布设了一根测斜管，除了在量测过程中使用测斜仪对深层水平位移进行测读，还使用水准仪等仪器对测斜管位置的位移进行测量。通过对其支护结构的位移进行测量可以发现，该支护结构的水平位移大致在0.25mm左右，并且转弯处支护结构的位移较大。而该支护结构的垂直位移大致为7mm左右，同样在转弯处的位移较大。这主要是由于施工区域土壤稳固性较差，因此在转弯处支护结构会产生较大的位移。但通过对该支护结构的位移数值进行分析可以发现该支护结构较为稳定，可以有效保障工程施工的顺利进行。而造成这一结果的主要原因便是施工人员在施工前使用了硅酸盐混凝土对周遭岩土进行了灌浇，从而提升了土壤的稳定性。
        3.2墙顶水平位移、竖向位移监测
        支护结构墙顶的水平位移以及竖向位移检测主要是依据支护结构中所嵌入的位移监测点所测量的。在整个施工期间，通过利用提起在支护结构墙顶布设的位移监测点可以准确的测量出支护结构墙顶的水平位移与竖向位移均在1mm-2mm之间。这表明，该工程所建设的支护结构墙顶并没有出现较大的水平位移以及竖向位移，因此该支护结构仍具有较强的稳定性。在对支护结构墙顶的水平位移以及竖向位移进行测量时，施工人员主要采用了视准轴线法以及小角法等。其中视准轴线法是指通过将视准轴与水平轴进行比对得出视准轴误差，进而对该墙顶的位移进行判定。而小脚法则是指通过对基准线与观测点之间的夹角进行计算、测量，从而判定是否具有位移的方法。
        3.3围护结构内力监测
        在该工程的建设过程中，监测人员还利用在支撑结构中布设传感器对围护结构的内力进行了监测。在上文中曾提到，支护结构的内力将有可能会导致支护结构产生变形以及位移，从而对支护结构的稳定性造成严重影响。因此，为了确保本次工程中支护结构的稳定性，施工人员每隔50m便在沟槽的两面设置了表面应变计，从而对其受力进行测量。通过测量，该工程施工过程中支护结构的内力大致为20mpa左右远低于钢板桩允许的内力要求，因此该工程中的支护结构较为稳定。但在长时间的施工过程中，钢板桩有可能会受到腐蚀，从而影响到其受力。因此，施工人员还需要定期对其进行检修，从而确保支护结构的稳定。
        3.4支撑轴力监测
        在该工程施工过程中，工作人员也对支护结构的支撑轴力进行了监测，该监测结果主要来自于表面应变计。通过对其监测结果进行分析可以发现，该支护结构设计较为合理，并没有出现受力不均等现象。
        4结束语
        综上所述，基坑检测技术对于基坑支护工程施工质量的提升具有极为重要的作用。但当前我国许多施工企业在对基坑支护工程进行建设的过程中却由于偷工减料而导致了基坑无法对岩土工程的建设起到应有的保护作用及支撑作用。因此，为了有效避免此类问题的出现，从而有效提升岩土工程的施工效率及施工质量，我国提出了基于支护位移以及孔隙水压力等参数测试的基坑监测技术。当前基坑监测技术已经被广泛的应用在各类岩土工程的施工中。通过对基坑监测技术的应用不仅仅有效保护了基坑工程周边的环境，还提升了基坑的施工质量并有效降低了基坑施工中施工企业的材料损失。同时，该技术在基坑建设中的应用也有效提升了施工人员对基坑支护工程的检修效率。相信随着基坑监测技术的不断发展，我国岩土工程的建设将更加高效、安全。
参考文献：
[1]王建业,王强昆,齐二恒.浅谈岩土工程深基坑监测技术[J].科技经济导刊,2018,26(04):99.
[2]张彦召.浅谈岩土工程深基坑监测技术[J].城市地理,2016(10):56.
[3]王淦.浅谈岩土工程深基坑监测技术[J].中国新技术新产品,2015(13):127-128.