魏善明，王文祥，張 民，張雙德

(1. 山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014； 2. ?？怂箍禍y(cè)量系統(tǒng)(上海)技術(shù)中心，上海 201203)

一、引 言

隨著城市化進(jìn)程的高速推進(jìn)，城市里高層及超高層建筑逐年遞增，對(duì)空間利用率的要求越來(lái)越高。城市的地上發(fā)展空間越來(lái)越小，從而導(dǎo)致了大量的地下深基坑的開挖現(xiàn)象發(fā)生?？紤]到現(xiàn)有基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方法及地質(zhì)條件，支護(hù)方案并不能完全保障基坑工程的絕對(duì)安全。因此，監(jiān)測(cè)基坑施工的安全是十分必要的。合理利用觀測(cè)時(shí)所采集的變形數(shù)據(jù)，分析和把握變形體的變形特征和規(guī)律，從而對(duì)其變形趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，即為變形監(jiān)測(cè)的目的。

二、工程概況

擬建山東省千佛山醫(yī)院保健綜合樓項(xiàng)目位于濟(jì)南市歷下區(qū)經(jīng)十路南，山師東路西側(cè)，山東省千佛山醫(yī)院院內(nèi)。總建筑面積約78 181.41 m2，基坑北側(cè)為經(jīng)十路，基礎(chǔ)外邊線距經(jīng)十路人行道約15.0 m，開挖深度20.80～22.30 m；基坑?xùn)|側(cè)中部有2層配電室一棟，配電室外墻距地下室基礎(chǔ)外邊線最近約2.8 m，開挖深度13.20～21.40 m；基坑西側(cè)開挖深度13.20～20.60 m，基坑南側(cè)基礎(chǔ)外邊線距既有建筑物約15.0 m，局部位置基礎(chǔ)外邊線距病房樓外墻約13.7 m，開挖深度13.20 m。根據(jù)周邊環(huán)境和基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)施工說(shuō)明，基坑側(cè)壁安全等級(jí)均為一級(jí)，基坑支護(hù)為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。

1. 儀器使用

考慮到該一級(jí)基坑所挖深度較深及周邊環(huán)境較復(fù)雜，采用Leica TS30 (0.5″級(jí))進(jìn)行位移觀測(cè)，它是徠卡全站儀的第四代超高精度產(chǎn)品，改進(jìn)的Pinpoint EDM測(cè)距技術(shù)測(cè)距精度達(dá)到0.6 mm+1×10-6D(依據(jù)ISO 17123-4), 儀器驅(qū)動(dòng)采用的是壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)技術(shù)，這種技術(shù)可將電能直接轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)速度可達(dá)180°/s，并且為0.5″測(cè)角精度和1 mm自動(dòng)定位精度提供基礎(chǔ)，如圖1所示。

2. 位移監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

基坑位移監(jiān)測(cè)是在巖土開挖施工及建成運(yùn)行過(guò)程中，用科學(xué)儀器、設(shè)備和手段對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移的動(dòng)態(tài)變化、監(jiān)測(cè)的巖土變位等各種行為表現(xiàn)，及時(shí)捕捉大量巖土信息。根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)程》(JGJ 8—2007)中控制網(wǎng)布設(shè)原則，擬布設(shè)3個(gè)工作基點(diǎn)，工作基點(diǎn)應(yīng)分別布置在基坑四陰角旁，且距離基坑一定的距離。工作基點(diǎn)均采用長(zhǎng)30 cm、直徑14 mm的鋼釬嵌入地面，并采用磚混結(jié)構(gòu)圍護(hù)，編號(hào)分別為GJ1、GJ2、GJ3，組成平面控制網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部位移觀測(cè)點(diǎn)共布置29個(gè)水平位移點(diǎn)，編號(hào)分別為J1，J2，…，J29。如圖2所示。

圖1 千佛山醫(yī)院基坑位移監(jiān)測(cè)工作中的Leica TS30

圖2 千佛山醫(yī)院位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

3. 位移監(jiān)測(cè)方法

用全站儀采用極坐標(biāo)法，利用全圓觀測(cè)法求得各觀測(cè)點(diǎn)的位置，根據(jù)場(chǎng)地情況，建立獨(dú)立坐標(biāo)系(各觀測(cè)點(diǎn)在此坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值應(yīng)能直觀地反映基坑各側(cè)向面的位移情況)，求得各觀測(cè)點(diǎn)在本坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，計(jì)算各觀測(cè)時(shí)段各觀測(cè)點(diǎn)的位移量，在各基準(zhǔn)點(diǎn)上分別設(shè)站，測(cè)得各觀測(cè)點(diǎn)的角度和邊長(zhǎng)，每測(cè)站各觀測(cè)2個(gè)測(cè)回。

監(jiān)測(cè)過(guò)程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析變形趨勢(shì)可適當(dāng)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻次。變形趨于穩(wěn)定時(shí)每周監(jiān)測(cè)一次，達(dá)到穩(wěn)定后每?jī)芍鼙O(jiān)測(cè)一次。變形速率異?；蛴昙緪毫犹鞖獾葢?yīng)加大監(jiān)測(cè)頻率?；踊靥钋皯?yīng)定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，至基坑回填完畢。

三、觀測(cè)數(shù)據(jù)處理及分析

位移觀測(cè)數(shù)據(jù)處理成果主要包括觀測(cè)成果數(shù)據(jù)表和變形時(shí)間曲線圖。本項(xiàng)目采用“建筑沉降分析系統(tǒng)ST5.5”軟件計(jì)算分析，繪制位移過(guò)程線，輸出成果資料。

位移觀測(cè)數(shù)據(jù)分析是根據(jù)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)處理成果來(lái)判斷建(構(gòu)) 筑物是否處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。一般當(dāng)實(shí)際變形值達(dá)到最大允許變形值的80%時(shí)，需向相關(guān)單位發(fā)出預(yù)警；當(dāng)達(dá)到最大變形允許值時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警，首次報(bào)警后，若觀測(cè)點(diǎn)以較大的速率繼續(xù)下沉變形，視情況繼續(xù)加大監(jiān)測(cè)頻率。經(jīng)過(guò)對(duì)此基坑進(jìn)行29期位移觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理，得到如圖3所示的基坑觀測(cè)時(shí)間—沉降曲線圖。

圖3 水平位移觀測(cè)時(shí)間—位移曲線圖

四、結(jié)束語(yǔ)

利用Leica TS30對(duì)山東省濟(jì)南市千佛山醫(yī)院保健綜合樓位移觀測(cè)實(shí)施和數(shù)據(jù)處理分析，事實(shí)表明應(yīng)用此儀器進(jìn)行深基坑位移測(cè)量具有精度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)。基坑?xùn)|南側(cè)的J13、J14監(jiān)測(cè)點(diǎn)向基坑內(nèi)側(cè)位移比較明顯，累計(jì)值分別達(dá)到了32 mm、28 mm，超過(guò)了預(yù)警值(25 mm)，并向施工方及時(shí)地發(fā)出了預(yù)警通知，采取加固處理措施或及時(shí)進(jìn)行回填，成功地避免了事故的發(fā)生。

(本專欄由徠卡測(cè)量系統(tǒng)和本刊編輯部共同主辦)

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