格 菁,周 茜
(山東黃河勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,山東 濟(jì)南 250013)
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加快,大規(guī)模的地下停車場(chǎng)、地下商場(chǎng)等地下建筑不斷涌現(xiàn),深基坑的開(kāi)挖也成為工程建設(shè)的重要組成部分。由于深基坑周邊存在著大量的建筑、城市道路、管線等,深基坑坍塌事故對(duì)周邊建(構(gòu))筑物的危害極大,因此,實(shí)施過(guò)程中安全性尤為重要?;颖O(jiān)測(cè)可有效地避免或及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,保證施工過(guò)程的安全。
基坑工程圍護(hù)體的施工和使用期與建筑主體的施工相比,使用期較短?;颖O(jiān)測(cè)必須緊密配合基坑開(kāi)挖和工程降水的過(guò)程進(jìn)行,有鮮明的時(shí)間性,且監(jiān)測(cè)的成果是動(dòng)態(tài)變化的。因而,基坑在施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)必須隨時(shí)進(jìn)行,在被監(jiān)測(cè)的圍護(hù)體變形較快的關(guān)鍵時(shí)期,有時(shí)每天要進(jìn)行數(shù)次觀測(cè),而且形成的成果信息數(shù)據(jù)要快速。在基坑周邊荷載或天氣等環(huán)境條件出現(xiàn)突變時(shí),更是如此。故基坑工程監(jiān)測(cè)要求具有很強(qiáng)的時(shí)效性,且觀測(cè)周期較短。
與普通工程測(cè)量不同,對(duì)于基坑工程檢測(cè)而言,除按設(shè)計(jì)要求對(duì)圍護(hù)體(結(jié)構(gòu))和周圍土體進(jìn)行必要的物理力學(xué)檢測(cè)外,更重要的部分是對(duì)圍護(hù)體 (結(jié)構(gòu))進(jìn)行水平位移和豎向位移(沉降),以及坑體周邊建(構(gòu))筑物及管線(地上、地下)、道路的位移(或傾斜)的檢測(cè)。因此,基坑施工檢測(cè)中不僅作業(yè)要求高精度,而且所采用的儀器亦必須是高精度的。
由于基坑使用期比較短,而在基坑施工期內(nèi),每個(gè)觀測(cè)周期較短。為保證每一周期內(nèi)觀測(cè)的數(shù)據(jù)在精度上盡量保持一致性,就要求每個(gè)觀測(cè)周期的觀測(cè)時(shí)間應(yīng)盡可能短。而為了使各個(gè)周期觀測(cè)數(shù)據(jù)具有精度上的可比性,要求施工監(jiān)測(cè)作業(yè)必須具備同等精度。
為保證監(jiān)測(cè)成果的真實(shí)可靠,合理公正,有關(guān)規(guī)定要求:基坑工程施工前,應(yīng)由建設(shè)方委托具備相應(yīng)資質(zhì)的第三方實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),并且還應(yīng)編制監(jiān)測(cè)方案,經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等各方審定認(rèn)可后才可實(shí)施。
監(jiān)測(cè)可根據(jù)其等級(jí)的不同,區(qū)分為應(yīng)測(cè)、宜測(cè)和可測(cè)的項(xiàng)目。因此,從作業(yè)方式來(lái)看也基本上劃分為:一種是使用精密經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等儀器的,以幾何測(cè)量方法進(jìn)行的作業(yè)方式;另一種為用物理力學(xué)測(cè)試儀器為主要儀器的,以力學(xué)測(cè)試方法進(jìn)行的作業(yè)方式,兩種作業(yè)方式可同時(shí)聯(lián)合使用,或單獨(dú)使用。
基坑工程施工監(jiān)測(cè)的內(nèi)容綜合起來(lái)可歸納為:圍護(hù)結(jié)構(gòu)和圍護(hù)體系本身,基坑周邊土體和鄰近的環(huán)境建筑物、各類的市政基礎(chǔ)設(shè)施及地上、地下、交通線等兩大部分。但隨著基坑工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件復(fù)雜程度、基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)和施工方案,以及基坑周邊環(huán)境復(fù)雜程度的不同,在確定基坑工程安全等級(jí)的基礎(chǔ)上,依據(jù)規(guī)范規(guī)定,應(yīng)有針對(duì)性地確定必須監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目、內(nèi)容及具體監(jiān)測(cè)要求。
基坑工程監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)控制點(diǎn)包含平面基準(zhǔn)控制點(diǎn)和高程(水準(zhǔn))基準(zhǔn)控制點(diǎn)。這些控制點(diǎn)都是整個(gè)監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn),所有的點(diǎn)位都應(yīng)遠(yuǎn)離基坑(最好在基坑深度的3倍以外地區(qū)),在基坑施工可能引起變形的影響范圍之外的較安全的地方設(shè)置,點(diǎn)位應(yīng)該堅(jiān)實(shí)牢靠,便于保存。在每次監(jiān)測(cè)時(shí)(如監(jiān)測(cè)周期短可間隔若干周期)均應(yīng)檢查基準(zhǔn)控制點(diǎn)本身是否受環(huán)境影響或被破壞,以確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性、可比性。
1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)體水平位移與沉降的監(jiān)測(cè)。一般情況下,作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)體水平位移的監(jiān)測(cè)點(diǎn)亦可兼作沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)體或基坑的頂部,沿著基坑坡頂周邊的端部和中部布設(shè),其測(cè)點(diǎn)間距一般不宜大于20m,在各周邊端部、中部及有陽(yáng)角處應(yīng)設(shè)點(diǎn)。在每個(gè)周邊上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量布設(shè)在一條直線上,每個(gè)測(cè)點(diǎn)(或在冠梁頂上或在經(jīng)固化的坡頂面上)刻上標(biāo)志,供觀測(cè)所用。此外,在基坑圍護(hù)體的監(jiān)測(cè)中,還應(yīng)包含有對(duì)圍護(hù)體以及支撐體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。
水位位移的監(jiān)測(cè)方法一般有:視準(zhǔn)線法、測(cè)角交會(huì)法或方向差交會(huì)法、極坐標(biāo)法、激光準(zhǔn)直法、測(cè)小角法等。沉降觀測(cè),通常采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量法,亦可采用靜力水準(zhǔn)法。
2)基坑周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)。一般要進(jìn)行下列監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:建(構(gòu))筑物的沉降觀測(cè)。測(cè)點(diǎn)沿建筑物四周的外墻墻基上每隔10~15m或每隔2~3根柱基上以及設(shè)置沉降縫、伸縮縫的兩側(cè);新舊建筑物或高低建筑物的交接處,以及建筑物的不同結(jié)構(gòu)分界處和不同地基的接壤處等位置設(shè)點(diǎn),而對(duì)于高聳的構(gòu)筑物(煙囪、水塔等)則沿基礎(chǔ)軸線的對(duì)稱部位設(shè)置,每一構(gòu)筑物不得少于4點(diǎn)。監(jiān)測(cè)方法通常采用精密幾何水準(zhǔn)測(cè)量法;建筑主體的傾斜觀測(cè)。測(cè)點(diǎn)一般設(shè)在基坑開(kāi)挖深度可能影響范圍內(nèi)的建筑物角點(diǎn)或伸縮縫兩側(cè)承重柱(墻)上,且應(yīng)使上部、下部測(cè)點(diǎn)成對(duì)設(shè)置,并位于同一鉛垂線上。當(dāng)用全站儀或經(jīng)緯儀觀測(cè)時(shí),觀測(cè)站離監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離宜為建(構(gòu))筑物高度或上下點(diǎn)高差的1.5~2.0倍以上,且被認(rèn)定為穩(wěn)定的位置。
監(jiān)測(cè)方法通??刹捎猛饵c(diǎn)法,垂準(zhǔn)法、測(cè)角交會(huì)法、方向差交會(huì)法、激光鉛直儀觀測(cè)法、傾斜儀法、測(cè)記法和水準(zhǔn)測(cè)量法等。
3)基坑周邊道路與管線及周邊地表變形的監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)布設(shè)在基坑開(kāi)挖深度可能影響的范圍內(nèi)(一般為基坑邊以外2~3倍的坑深),在道路或管線進(jìn)入影響區(qū)的兩斷點(diǎn),必要的線路中部,以及轉(zhuǎn)角點(diǎn)等處。其點(diǎn)位置直接設(shè)在道路或管線上部能反映位移的適當(dāng)位置。對(duì)于周邊地表沉降的監(jiān)測(cè),測(cè)點(diǎn)宜在基坑深度的2~3倍范圍內(nèi),由密到疏,由近及遠(yuǎn)地向外布設(shè),其點(diǎn)位可沿基坑的縱橫軸線或其他有代表性的部位設(shè)定。監(jiān)測(cè)方法一般可用準(zhǔn)直線法,坐標(biāo)測(cè)定法以及與水準(zhǔn)測(cè)量法聯(lián)合測(cè)定。
4)孔隙水壓力和地下水位監(jiān)測(cè)。在基坑開(kāi)挖施工中,為了解土體空隙水壓力或地下水位變化的情況,須對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)井布設(shè)根據(jù)設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)的需要確定。監(jiān)測(cè)方法為:對(duì)于空隙水壓力的監(jiān)測(cè),一般可采用埋設(shè)鋼懸弦式或應(yīng)變式孔隙壓力進(jìn)行測(cè)試。而地下水位監(jiān)測(cè),一般則按設(shè)計(jì)所需要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位鑿井成孔,并在孔內(nèi)埋設(shè)水位管,采用水位計(jì)逐日連續(xù)進(jìn)行水位量測(cè),并記錄以供分析。
基坑工程施工監(jiān)測(cè)是保證基坑工程本身施工及周邊環(huán)境安全和穩(wěn)定必不可少的關(guān)鍵性工作,不僅能及時(shí)反映和發(fā)現(xiàn)在基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)體本身及周邊環(huán)境條件的變化和發(fā)展趨勢(shì),以及在出現(xiàn)異常情況時(shí)能做到及時(shí)反饋,并采取必要的工程應(yīng)急措施,還可以利用所得到的量測(cè)信息進(jìn)行分析計(jì)算,提供和預(yù)測(cè)圍護(hù)機(jī)構(gòu)和周邊建(構(gòu))筑物的狀態(tài),以便采取必要的技術(shù)措施,同時(shí)還可驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝,提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的整體水平。
鑒于當(dāng)前施工監(jiān)測(cè)中的問(wèn)題,提出幾點(diǎn)參考建議:
1)要加強(qiáng)巖土工程監(jiān)測(cè)單位資質(zhì)的認(rèn)定工作。對(duì)參與巖土工程監(jiān)測(cè)的單位,在人員資格的考核確認(rèn)時(shí),要嚴(yán)格把關(guān),確保具有固定的雙專業(yè)人員組成的監(jiān)測(cè)工作組織;從事巖土工程監(jiān)測(cè)工作時(shí),確保認(rèn)定的資質(zhì)符合規(guī)定。
2)在當(dāng)前情況下,由于參與監(jiān)測(cè)工作的單位資質(zhì)是由不同主管部門認(rèn)定并頒發(fā)的,因此建議建設(shè)方在委托第三方開(kāi)展基坑工程施工監(jiān)測(cè)時(shí),可同時(shí)委托具有工程測(cè)量資質(zhì)和工程檢測(cè)資質(zhì)的單位共同參與第三方監(jiān)測(cè)。
3)要加強(qiáng)第三方監(jiān)測(cè)的管理工作。任何一項(xiàng)監(jiān)測(cè)工程,建設(shè)(委托)方都要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)綱要的審查認(rèn)定,并在實(shí)施過(guò)程中要加強(qiáng)監(jiān)督和成果校核,以保證所提供的成果數(shù)據(jù)信息符合規(guī)定的要求,以便能及時(shí)正確地指導(dǎo)施工。當(dāng)需要同時(shí)進(jìn)行幾何性與物理力學(xué)監(jiān)測(cè)時(shí),必須有雙資質(zhì)監(jiān)測(cè)單位共同制定監(jiān)測(cè)綱要和監(jiān)測(cè)方案,統(tǒng)一制定作業(yè)模式與作業(yè)周期,協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)的范圍和內(nèi)容及監(jiān)測(cè)步序,使兩類監(jiān)測(cè)所提供的成果信息相互協(xié)調(diào)。