浅谈建筑工程中基坑工程监测方法

工程建筑２０１４年６月（中）　浅谈建筑工程中基坑工程监测方法　杜旭峰１贺洛毅２　（１洛阳市宜阳县住房和城乡建设局；２洛阳市宜阳县城乡规划局，河南洛阳４７１０００）　摘要：在深基坑开挖施工过程中，对建筑物、土体、道路、构筑物、地下管线等周围环境和支护结构的位移、应力、沉降、倾斜、开裂和对地下水位的动态变　化、土层孔隙水压力变化等，借助仪器设备或其他一些手段进行综合监测，就是深基坑开挖监测。　关键词：建筑工程；综合检测；基坑工程；检测测试；施工安全。　虽然人们在基坑开挖和基坑支护结构　设计过程中，为了保证基坑的安全，通常都　会采用了一系列的技术措施，但依然有很多　基坑事故发生，当基坑工程事故发生，就会　给国家和人民的生命财产安全带来巨大的　损失，而且还会产生不良的社会影响。只有　及时准确的进行监测，才能验证支护结构设　计，为施工提供实时反馈，从而指导基坑开挖　和支护结构施工，切实保障施工安全。　下文本人就对建筑工程中基坑工程的　监测方法展开了详细的论述。　一、监测目的　在深基坑开挖施工过程中，对建筑物、　土体、道路、构筑物、地下管线等周围环境　和支护结构的位移、应力、沉降、倾斜、开　裂和对地下水位的动态变化、土层孑Ｌ隙水压　力变化等，借助仪器设备或其他一些手段进　行综合监测，就是深基坑开挖监测。　在开挖前期，对土体变位动态等各种行　为表现进行监测，通过大量岩土信息的提　取，及时比较勘察出监测结果和预期设计的　性状差别，分析评价原设计成果，对现行施　工方案的合理性进行判断，有效预测下阶段　施工中可能出现的新情况，此时可以借助修　正岩土力学参数和反分析方法计算来完成　预测。为了能为后期开挖方案和步骤提出有　用的建议，就需要合理和优化组织施工提供　可靠信息，从而能够及时预报施工过程中可　能会出现的险隋；当有异常情况发生时，应　及时采取一定的工程措施，防止问题事故的　发生，以确保工程安全。　二、监测内容　１．周围环境监测　周围环境监测主要包括：邻近构筑物、　地下管网、道路等设施变形的监测，邻近建　筑物的倾斜、裂缝和沉降发生时间、过程的　监测，表层和深层土体水平位移、沉降的监　测。坑底隆起监测，桩侧土压力测试，土层　孔隙水压力测试，地下水位监测。具体监测　项目的选定需要综合考虑工程地质和水文　地质条件、周围建筑物及地下管线、施工连　受和基坑工程安全等级情况。　２．支护体系监测　支护体系监测主要包括：支护结构沉降　监测，支护结构倾斜监测，支护体系应力监　测。支护结构顶部水平位移监测，支护体系　受力监测，支护体系完整性及强度监测。　三、监测仪器　通常情况下。基坑的监测是需要借助一　些设备的，一般使用的仪器主要包含以下几　种：　１．测斜仪：该仪器主要用在支护结构、　土体水平位移的观测。　２．水准仪和经纬仪：该设备主要用在测　量地下管线、支护结构、周围环境等方面的　沉降和变位。　３．深层沉降标：用于量测支护结构后土　体位移的变化，以判断支护结构的稳定状　态。　４．土压力计：用于量测支护结构后土体　的压力状态是主动、被动还是静止的，或测　量支护结构后土体的压力的大小、变化情况　等，来检验设计中的判断支护结构的位移情　况和计算精确度。　５孑Ｌ隙水压力计：为了能够较为准确的　判断坑外土体的移动，可用该仪器来观测支　护结构后孔隙水压力的变化情况。　６冰位计：为了检验降水效果就可以采　用该仪器来量测支护结构后地下水位的变　化情况。　７．钢筋应力计：为了判断支撑结构是否　稳定，使用该设备来量测支撑结构的弯矩、　轴力等。　８．温度计：温度对基坑有较大影响，为　了能计算由温度变化引起的应力，则需要将　温度计和钢筋应力计一起埋设在钢筋混凝　土支撑中。　９．混凝土应变计：要计算相应支撑断面　内的轴力，则需要采用混凝土应变计以测定　支撑混凝土结构的应变。　１０．低应变动测仪和超声波无损检测仪：　用来检测支护结构的完整性和强度。　无论是哪种类型的监测仪器，在埋设　前，都应从外观检验、防水性检验、压力率　定和温度率定等几方面进行检验和率定。应　变计、应力计、孔隙水压力计、土压力盒等　各类传感器在埋设安装之前都应进行重复　标定；水准仪、经纬仪、测斜仪等除须满足　设计要求外，应每年由国家法定计量单位进　行检验、校正，并出具合格证。由于监测仪　器设备的工作环境大多在室外甚至地下，而　且埋设好的元件不能置换，因此，选用时还　应考虑其可靠性、坚固性、经济性以及测量　原理和方法、精度和量程等方面的因素。　四、监测方法　施工前，应对周围建筑物和有关设施的　现状、裂缝开展情况等进行调查，并作详细　记录；　也可拍照、摄像作为施工前的档案资　料。对于同一工程，监测工作应固定观测人　员和仪器。采用相同的观测方法和观测线　路，在基本相同的情况下施测。　基准点应在施工前埋设，经观测确定其　已稳定时方可投入使用；基准点一般不少于　２个，并设在施工影响范围外，监测期间应　定期联测以检验其稳定性。为了能有效确保　３２７　其在整个施工期间都能够正常使用，在整个　施工期内都应该采取一定的保护措施。　在施工之前，应进行不少于两次的初始　观测。而在开挖期间则每天一般观测一次，　在观测值相对稳定后则可适当降低观测频　率。而当出现报警指标、观测值变化速率加　快或者出现危险事故征兆时，则应增加观测　次数。在布置观测点时，要充分考虑深埋测　点，其不能影响结构的正常受力的同时也不　能削弱结构的变形刚度和强度，通常情况下　为了便于监测工作开始测量元件已进入稳　定的工作状态时，深埋测点的埋设的提前量　一般不少于３０ｄ。　五、支护结构顶部水平位移监测　观测点沿基坑周边布置，一般埋设于支　护结构圈梁顶部，支撑顶部宜适当选择布　点，观测点精度为２ｍｍ。在监测过程中，测　点的布置和观测间隔需要遵循一些原则，通　常原则如下：　１．一般间隔１０—１５ｍ时则可布设一个监　测点；而在距周围建筑物较近处、基坑转折　处等重要位置都应该适当加密布点。　２．在基坑开挖之初，只需每隔２～３ｄ监　测一次，然而随着开挖过程的不断加深，应　适当增加观测次数，最好为１ｄ一次观测，　在发生较大位移时，则需要每天１—２次的　观测。考虑到基坑开挖时，施工现场狭窄，　测点常被阻挡等实际情况，在有条件的场　地，可以采用视准线法比较方便。　六、支护结构倾斜监测　在监测支护结构倾斜时，通常采用测斜　仪进行监测。由于支护结构受力特点、周围　环境等因素的影响，需要在关键地方钻孑Ｌ布　设测斜管，并采用高精度测斜仪进行监测。　根据支护结构在各开挖施工阶段倾斜变化　情况，应该及时提供支护结构沿深度方向水　平位移随时问变化的曲线，测量精度为　ｌｍｍ。　设置在支护结构的测斜点间距一般为　２０—３０ｍ，每边不宜少于２个。测斜管埋置　深度一般是基坑的开挖深度的２倍，当埋设　在支护墙内时，则应该同支护墙深度相同，　当埋设在土内时，宜大于支护墙埋深５一　ｌＯｍ。埋人的测斜管应保持竖直，并使一对　定向槽垂直于基坑边。在测斜管放置于支护　结构后，一般用中细砂回填支护结构与孔壁　之问的孔隙，最好用膨胀土、水泥、水按１：　１：６．　２５的比例混合回填。目前。工程中使　用最多的是滑移式测斜仪，其一般测点间距　是探头本身的长度相同，因而通常认为沿整　个测斜孔量测结果是连续的，或者在基坑开　挖过程中。及时在支护结构侧面布设测点并　采用光学经纬仪观测支护结构倾斜。