弓廣輝 李 勇/北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

監(jiān)測技術(shù)在地鐵深基坑中的應(yīng)用

弓廣輝 李 勇/北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，基坑施工的開挖深度越來越深，由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性，單單根據(jù)地質(zhì)勘察資料和室內(nèi)土工試驗參數(shù)來確定設(shè)計和施工方案，往往含有許多不確定因素，尤其是對于復(fù)雜的大中型工程或環(huán)境要求嚴(yán)格的項目，對在施工過程中引發(fā)的土體性狀、環(huán)境、鄰近建筑物、地下設(shè)施變化的監(jiān)測已成了工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，基坑監(jiān)測與工程的設(shè)計、施工同被列為深基坑工程質(zhì)量保證的三大基本要素。

檢測技術(shù)；深基坑；應(yīng)用

一、深基坑監(jiān)測的目的

1.監(jiān)測基坑穩(wěn)定和變形情況，驗證圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果，保證基坑穩(wěn)定、支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、地表建筑物和地下管線的安全；

2.提供判斷基坑、結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境基本穩(wěn)定的依據(jù)；

3.通過監(jiān)控測量，了解施工方法和施工手段的科學(xué)性和合理性，以便及時調(diào)整施工方法，保證施工安全；

4.通過測量數(shù)據(jù)的分析處理，掌握基坑穩(wěn)定性的變化規(guī)律，修改或確認(rèn)設(shè)計及施工參數(shù)。并為今后類似工程的建設(shè)提供經(jīng)驗；

5.地表變形的一般規(guī)律。

二、深基坑監(jiān)測的意義

1.通過對地表變形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、開挖后側(cè)壁內(nèi)力的監(jiān)測與地下管線監(jiān)測。掌握管線沉降，建筑物沉降和路面沉降，支護(hù)的動態(tài)信息并及時反饋，指導(dǎo)施工作業(yè)和確保施工安全。

2.經(jīng)量測數(shù)據(jù)的分析處理與必要的計算和判斷后，進(jìn)行預(yù)測和反饋，以保證施工安全和地層及支護(hù)的穩(wěn)定。

3.對量測結(jié)果進(jìn)行分析，可應(yīng)用到其它類似工程中，作為指導(dǎo)施工的依據(jù)。

三、深基坑監(jiān)測的內(nèi)容

基坑的深度不同，采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)方式也不同，現(xiàn)以本人已施工完成的地鐵十六號線03標(biāo)稻香湖路站積累的經(jīng)驗，參照相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，總結(jié)深基坑監(jiān)測存在問題及解決辦法。監(jiān)測項目：①地表豎向位移、差異沉降；②地下管線沉降；③圍護(hù)樁頂水平位移、垂直位移；④圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐軸力；⑤圍護(hù)樁變形。

四、監(jiān)測點的布置與埋設(shè)

1.地表豎向位移、差異沉降。

地表豎向位移和差異沉降監(jiān)測點為變形觀測點，埋設(shè)在地表，采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)點方式。

2.地下管線沉降。

模擬式監(jiān)測點

3.圍護(hù)樁頂水平位移、垂直位移。

圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測點埋設(shè)圖

4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐軸力。

支持軸力監(jiān)測點埋設(shè)圖

5.圍護(hù)樁變形。

圍護(hù)樁變形監(jiān)測點埋設(shè)圖

五、現(xiàn)場監(jiān)測方法及工作的一些注意事項

1.地表豎向位移、差異沉降、地下管線沉降。

1)監(jiān)測方法

利用精密水準(zhǔn)儀，采用幾何水準(zhǔn)測量方法，將監(jiān)測點與基準(zhǔn)點或工作基點組成閉合或附合水準(zhǔn)路線，條件不具備時采用支點觀測。

監(jiān)測期每月不少于一次對水準(zhǔn)儀i進(jìn)行檢查校正，觀測時嚴(yán)格控制各項限差，每測點讀數(shù)高差不超過0.3mm，對不在水準(zhǔn)路線上的觀測點，一個測站不宜超過2個，超過時應(yīng)重讀后視點讀數(shù)，以作核對。

2）注意事項

施工中出現(xiàn)下列情況之一時,立即停止施工,采取措施處理。

A:開挖面坍塌、破裂及滑坡;

B:監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢不斷增大;

C:支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的受力裂縫或變形過大并有不斷發(fā)展的趨勢;

D:時態(tài)曲線長時間沒有變緩的趨勢。

3.圍護(hù)樁頂水平位移、垂直位移。

1)監(jiān)測方法

樁頂水平位移利用全站儀采用導(dǎo)線測量方法，通過各期變形觀測點二維平面坐標(biāo)值，計算投影至垂直于基坑方向的矢量位移，計算各期階段變形量、階段變形速率、累計變形量等數(shù)據(jù)，并繪制成相應(yīng)曲線圖。

2）注意事項

a:觀測應(yīng)做到“五固定”，即固定人員、固定儀器、固定線站、固定觀測方法、固定觀測尺；

b:在基本相同的環(huán)境和條件下進(jìn)行觀測；

c:對觀測距離進(jìn)行儀器加常數(shù)、乘常數(shù)、氣溫、氣壓改正。

4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐軸力。

1)監(jiān)測方法

采用頻率接收儀量測。軸力計安裝后，在施加鋼支撐預(yù)應(yīng)力前進(jìn)行軸力計的初始頻率的測量，在施加鋼支撐預(yù)應(yīng)力時，測量其頻率，計算出其受力，同時根據(jù)千斤頂?shù)淖x數(shù)對軸力計的結(jié)果進(jìn)行校核，進(jìn)一步修正計算公式。

2）注意事項

早中晚的溫度變化對支撐體系的影響也很大不能忽略，尤其對鋼支撐的熱脹冷縮效應(yīng)明顯。溫度的不同對所測的軸力和實際軸力偏差也就越大。軸力計的標(biāo)定數(shù)據(jù)都是在室溫恒定且理想的情況下進(jìn)行測定的，因此在現(xiàn)場的測量中，應(yīng)對所測數(shù)據(jù)計入溫度效應(yīng)的影響。單由于現(xiàn)場沒有對溫度補(bǔ)償或溫度影響參數(shù)測定的條件，所以在軸力監(jiān)測時，應(yīng)統(tǒng)一在一天的同一時間進(jìn)行觀測，或者先進(jìn)行氣溫的測量，待溫度相同時，在對支撐進(jìn)行軸力觀測，這樣，所得數(shù)據(jù)將可以較為準(zhǔn)確的表現(xiàn)真實值。

5.圍護(hù)樁變形。

1)監(jiān)測方法

利用測斜儀和測斜管進(jìn)行量測。每隔500mm讀數(shù)一次，并做記錄。待探頭提升至管口后，旋轉(zhuǎn)180°，再按上述方法測量測，以消除測斜儀自身誤差。

2）注意事項

安裝測斜管時，隨時檢查其內(nèi)部的一對導(dǎo)槽，使其“十”槽始終與坑壁走向平行或垂直。將探頭模型放入測斜管內(nèi)，沿導(dǎo)槽上下滑行一遍，以檢查導(dǎo)槽是否暢通無阻，滾輪是否有滑出導(dǎo)槽的現(xiàn)象。由于測斜儀的探頭十分昂貴，在未確認(rèn)測斜管導(dǎo)槽暢通時，不允許放入探頭。

六、基坑監(jiān)測中存在的常見問題

深基坑工程支護(hù)技術(shù)雖已在全國不同地區(qū)、不同的地質(zhì)條件下取得了不少成功的經(jīng)驗，甚至在一些達(dá)到國際水平，但仍存在一些問題需進(jìn)一步研究或提高，以適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。深基坑土方開挖施工過程中存在的問題主要有以下幾種：

1.土層開挖過程中鋼支撐架設(shè)與樁間錨噴不及時。

2.鋼支撐受力達(dá)不到設(shè)計要求①鋼圍檁變形 ②樁體位移③軸力計接觸面不平整④鋼削滑動⑤預(yù)埋鋼板或掛板不平行 ⑥鋼圍檁與圍護(hù)樁不密貼

七、深基坑技術(shù)的發(fā)展趨勢

地鐵工程引入監(jiān)測，是為了判定地鐵結(jié)構(gòu)工程在施工期間的安全性及施工對周邊環(huán)境的影響，驗證基坑開挖方案和環(huán)境保護(hù)方案的正確性，對可能發(fā)生的危險及環(huán)境安全的隱患或事故提供及時、準(zhǔn)確的預(yù)報，以便及時采取有效措施，避免事故的發(fā)生；在基坑開挖過程中根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息化施工，將監(jiān)測結(jié)果用于優(yōu)化設(shè)計，為設(shè)計提供更符合工程實際情況的設(shè)計參數(shù)，及時對開挖方案進(jìn)行調(diào)整，使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理；

八、結(jié)論

基坑監(jiān)測必然成為深基坑質(zhì)量、安全保證的關(guān)鍵，是工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。