閆小紅 趙黨輝
摘 要:基坑工程廣泛應(yīng)用于各類建設(shè)工程中,其安全程度直接影響到施工人員、施工設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全。為了保證基坑工程的安全,建設(shè)單位應(yīng)委托有資質(zhì)的監(jiān)測單位在基坑工程施工及使用階段按照專項設(shè)計及有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行變形監(jiān)測。
關(guān)鍵詞:基坑工程;安全;變形監(jiān)測
基坑工程主要應(yīng)用于地下建(構(gòu))筑物施工期間,以擋土、止水及保護(hù)周邊環(huán)境而設(shè)計的臨時性或永久性工程(作為地下結(jié)構(gòu)的一部分),它包括基坑開挖和支擋圍護(hù)等部分,例如城市建設(shè)地下人防工程、地下車庫工程,城市地鐵站房工程等等,應(yīng)用十分廣泛。目前我國在土地資源十分緊缺的現(xiàn)實狀況下,城市發(fā)展向地下拓展,地下結(jié)構(gòu)越來越多,體量越來越大,造成地下結(jié)構(gòu)施工期間基坑開挖尺寸也越來越大(超大深基坑),同時所處環(huán)境也越來越復(fù)雜(地下管線、周邊建筑、市政道路及通行安全等等),所以基坑工程在施工及使用期間的安全性就尤其重要。
為了保證基坑工程在施工及使用期間的安全,建設(shè)單位除應(yīng)委托有資質(zhì)的設(shè)計單位進(jìn)行基坑工程專項設(shè)計,按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行專家論證外,還應(yīng)委托有資質(zhì)的監(jiān)測單位在基坑工程施工及使用階段按照專項設(shè)計及有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行基坑工程變形監(jiān)測,實時掌控基坑工程變形發(fā)展?fàn)顩r,為施工安全等提供技術(shù)保障。
基坑工程變形監(jiān)測是一項高精度的測量工作,因其監(jiān)測對象復(fù)雜、監(jiān)測項目繁多,以及監(jiān)測儀器、監(jiān)測人員、監(jiān)測方法等因素影響,直接導(dǎo)致監(jiān)測費(fèi)用偏高,而建設(shè)單位為控制項目成本,常常會對監(jiān)測成本加以嚴(yán)格控制,所以要求監(jiān)測單位必須合理平衡監(jiān)測效果和監(jiān)測費(fèi)用,使監(jiān)測預(yù)警作用和監(jiān)測成本達(dá)到最優(yōu)。
一般根據(jù)基坑安全等級不同,對應(yīng)基坑監(jiān)測對象及監(jiān)測項目側(cè)重點(diǎn)、監(jiān)測精度及監(jiān)測方法也會不同。所以監(jiān)測項目、監(jiān)測精度、監(jiān)測方法在確定以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析直接關(guān)乎基坑工程變形監(jiān)測能否起到安全預(yù)警作用,同時也與監(jiān)測工作效率、監(jiān)測成本息息相關(guān),理應(yīng)作為基坑工程變形監(jiān)測的關(guān)鍵控制點(diǎn)。本文將根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,并結(jié)合實際工作中的經(jīng)驗總結(jié),對基坑工程變形監(jiān)測中有關(guān)監(jiān)測對象及監(jiān)測項目的確定、監(jiān)測精度、監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析等方面應(yīng)注意的關(guān)鍵控制點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行分析研究。
一、基坑工程變形監(jiān)測對象及項目的確定
基坑工程變形監(jiān)測首先應(yīng)該確定監(jiān)測對象及監(jiān)測項目兩部分,基坑工程結(jié)構(gòu)不同、所處環(huán)境不同,變形監(jiān)測的側(cè)重點(diǎn)也不同。確定合理有效的監(jiān)測對象、監(jiān)測項目,既能起到監(jiān)測預(yù)警的作用,又能提高監(jiān)測效率、節(jié)省監(jiān)測成本,是基坑工程變形監(jiān)測的關(guān)鍵控制點(diǎn)。
基坑工程變形監(jiān)測對象一般包括基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)本身,基坑周邊土體、地下水、地下管線以及基坑周邊建(構(gòu))筑物、重要道路等等;監(jiān)測項目一般包括位移監(jiān)測(水平位移和豎向位移)、土壓力監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、內(nèi)力監(jiān)測等等。監(jiān)測對象和監(jiān)測項目的最終確定一般應(yīng)遵循如下程序:首先根據(jù)基坑工程專項設(shè)計方案中對變形監(jiān)測部分的設(shè)計要求,收集本項目相關(guān)地質(zhì)、勘察、周邊環(huán)境等資料,結(jié)合相關(guān)規(guī)范規(guī)定,初步確定監(jiān)測對象及監(jiān)測項目、并編制本項目基坑工程初步變形監(jiān)測方案;然后組織專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場實地踏勘,實地檢核設(shè)計及變形監(jiān)測方案技術(shù)指標(biāo)及條件因素,對于存在與現(xiàn)場條件不符、或有遺漏安全隱患部分等需進(jìn)行基坑工程變形監(jiān)測方案修編,做到監(jiān)測方案與實際相符,真正起到基坑工程變形監(jiān)測預(yù)警作用及監(jiān)測成本合理有效;再將包含監(jiān)測對象、監(jiān)測項目在內(nèi)的監(jiān)測方案、監(jiān)測成本預(yù)算提交建設(shè)單位,組織設(shè)計單位、專家等進(jìn)行技術(shù)、成本等論證;最后根據(jù)論證意見再對包含監(jiān)測對象、監(jiān)測項目在內(nèi)的監(jiān)測方案進(jìn)行修改審批,經(jīng)審批的監(jiān)測方案即可作為監(jiān)測依據(jù)進(jìn)行基坑工程監(jiān)測工作。在實地監(jiān)測過程中,現(xiàn)場施工條件、周邊環(huán)境條件及監(jiān)測數(shù)據(jù)等因素處以動態(tài)變化過程中,監(jiān)測單位應(yīng)根據(jù)變化情況、依據(jù)設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求對包含監(jiān)測對象、監(jiān)測項目在內(nèi)的監(jiān)測方案進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。
二、基坑工程變形監(jiān)測精度
基坑工程變形監(jiān)測在確定好監(jiān)測對象及監(jiān)測項目后,就需要確定合理的監(jiān)測精度。按照《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ 8-2016)將變形監(jiān)測位移監(jiān)測的精度分為特等、一等、二等、三等、四等共五個等級,各等級監(jiān)測儀器及監(jiān)測方法均不同?;庸こ套冃伪O(jiān)測精度的高低,是確定監(jiān)測儀器及監(jiān)測方法的根本依據(jù),也直接決定著監(jiān)測結(jié)果能否起到安全預(yù)警作用、監(jiān)測成本是否合理有效,監(jiān)測精度過高,浪費(fèi)資源、降低工作效率,監(jiān)測精度過低,不能起到安全預(yù)警作用,所以監(jiān)測精度的選定是決定基坑工程變形監(jiān)測成敗的關(guān)鍵控制點(diǎn)。
基坑的大小、基坑的深度不是確定監(jiān)測精度的唯一因素;基坑工程根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境對變形的適應(yīng)能力和基坑工程對結(jié)構(gòu)本身及周邊環(huán)境可能造成的危害程度的輕重劃分為三個安全等級,安全等級越高、工程重要性系數(shù)越大,對應(yīng)監(jiān)測精度等級應(yīng)越高,最終監(jiān)測等級應(yīng)依據(jù)基坑工程專項設(shè)計方案和相關(guān)規(guī)范,并結(jié)合現(xiàn)場實際情況等條件來確定。
一般在基坑工程專項設(shè)計方案中對基坑變形監(jiān)測項目,監(jiān)測點(diǎn)的布置,監(jiān)測項目的預(yù)警值(累計值、變化速率等)均有明確要求,而對監(jiān)測精度到底是幾等卻無具體描述。所以監(jiān)測單位要根據(jù)監(jiān)測項目的預(yù)警值(累計值、變化速率等),結(jié)合《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50497-2019)確定監(jiān)測點(diǎn)中誤差精度指標(biāo),再根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)中誤差精度指標(biāo)結(jié)合《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ 8-2016)確定變形監(jiān)測精度等級。以水平位移和豎向位移監(jiān)測為例,首先根據(jù)基坑工程專項設(shè)計方案中水平位移和豎向位移監(jiān)測項目的預(yù)警值,按照“水平位移監(jiān)測精度要求表”和“豎向位移監(jiān)測精度要求表”確定出“監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差”和“監(jiān)測點(diǎn)測站高差中誤差”,同時應(yīng)滿足規(guī)范中“對位移觀測,應(yīng)取變形允許值得110~120作為位移量測定中誤差”條目要求;然后按照“建筑變形測量的等級、精度指標(biāo)要求表”確定出水平位移和豎向位移監(jiān)測精度等級,結(jié)合相關(guān)技術(shù)資料、場地情況等制定出監(jiān)測方案提交建設(shè)單位組織設(shè)計單位、專家等論證審核后實施。