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建筑工程深基坑的变形观测探讨马雪林

发表时间：2020/9/15 来源：《基层建设》2020年第15期作者：马雪林

[导读] 摘要：科技正处于不断进步与不断发展中，应用于工程测量的先进技术及先进配套设备也逐步增加，有效促进工程测量的准确性、提升观测效率的目的。

        常州市建筑科学研究院集团股份有限公司江苏省常州 213000
        摘要：科技正处于不断进步与不断发展中，应用于工程测量的先进技术及先进配套设备也逐步增加，有效促进工程测量的准确性、提升观测效率的目的。在建筑行业中，基坑深度呈现出越来越深的趋势，对基坑的稳定性能提出了更高的要求。因此，需要在建设中应用科学的观测技术掌握基坑是否存在变形问题，从而提高建筑建设的安全性能。
        关键词：工程测量；基坑;水平位移
        引言
        深层水平位移监测主要用于大地运动，如可能产生在不稳固的边坡（滑坡）或挖土工程周围的测向运动等，也可以用来监测软土地基处理、地下工程的土体沉陷及沿海、江边重力存放物场的土层变化等。测斜技术在我国建筑基坑施工中应用最为普遍，并已趋于成熟。监测人员只需有效把控好施测过程中的几个关键环节，并能提高监测精度，其监测数据能精准反映基坑土体的稳定性，为施工安全保驾护航。
        1深基坑施工中的监测要点
        只有保障安全施工才能促进建筑工程的建设质量，因此，需要在深基坑建设中保障深基坑的稳定性。由于基坑的深度较深，要保证深基坑的稳定性需要对深基坑的变形情况进行监测。所以，施工企业对深基坑的监测技术具有较高的关注度。在监测深基坑时，需要遵循以下几点基础性原则：
        1.1深基坑监测实时性
        在监测基坑施工时，每一处的基坑施工监测工作都具有一定的差异性，导致监测消耗的时长大不相同。由于监测的过程并非是静态的而是处于不断动态变化中，需要监测工作达到实时监测的要求，并且不断更新监测数据，才能充分发挥出基坑监测技术的作用。在应用监测技术时，监测技术具有较高的专业性，为后续收集数据的工作加大一定的难度。因此，在工程测量作业中实施基坑检测技术，如果所处的非外部环境具有相对较差的情况，应额外加入能够维持监控稳定的相关设备。
        1.2确保观测仪的精准度
        如果基坑发生变形，在监测时会产生视野不清晰的问题，可采取保证观测仪设备具备精确度解决这一问题，主要是因为观测仪产生的相对误差可以进行有效的控制，能够控制在毫米级范围内。所以，在监控测试深基坑时，都会在监测中应用观测仪达到监测精准度的要求，可有效避免基坑产生变形时发生视野不清晰的问题。
        1.3监测结果取平均值
        在工程测量工作中应用基坑变形观测技术，只能够对某一时刻所产生的对应变形值进行观测。为了保证误差值具备稳定性，可在获取相应变形差值时，可采取多次测量并将测量结果详细记录，再计算出平均值。只有确保所有数值达到稳定要求后才能进入下一步操作。
        2水平位移的精度分析
        2.1自由设站点精度估算

        3监测步骤
        3.1工程概况
        位于某地下人防设施建设项目，规划人防工程建筑面积8525m2，长126m，宽67.2m，最大柱距8.4m，本地下人防设施为一层地下室，总高约3.9m。结构拟采用框架剪力墙，基坑监测等级为二级，现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。本建设项目三面均有建筑物，基坑较深，安全风险较大，决定在西南边坡顶设置3个测斜孔，编号为CXK1～CXK3，埋深为13m，西北、东南边坡顶分别设置1个测斜孔，编号为CXK4～CXK5，埋深为11m。东北基坑边坡不高，安全风险相对较小，土质稳定性较好，可以不设测斜孔，不做土体深层水平位移监测。
        3.2观测孔位选定
        按对基坑工程控制变形的要求布置，一般深层水平位移监测孔宜布置在基坑边坡、围护墙周边的中心处及代表性的部位，数量和间距视具体情况而定。
        3.3埋设测斜管
        测斜管采用铝合金，外径Φ70mm。在土体中，测斜管采用钻孔法进行埋设。钻孔深度等于埋置深度，当以下部管端作为位移基准点时，应保证测斜管进入稳定土层2～3m。钻孔的垂直度误差应不大于1.5%。钻孔施工采用清水钻进，孔径略大于所选用的测斜管的外径。通过导向槽，将管内注清水的测斜管逐节放入钻孔内，接口用封箱带密封。随后在测斜管与钻孔之间空隙内回填细砂或水泥与粘土拌合的材料，埋设就位的测斜管必须保证管内的十字导槽对准开挖面的纵横方向。测斜管内纵向的十字导槽应润滑顺直，应保证管身垂直，管端接口密合。
        3.4仪器校正
        本项目基坑土体深层水平位移采用美国SINCO公司的数字测斜仪。此种测斜仪是一种比较精密的仪器，现场重复测试的次数较多，监测过程中应重视对测斜仪量测精度的校正工作。
        3.5量测记录
        测斜仪应下入测斜管底5～10min，待探头接近管内温度后再量测。测量时，将测斜管与标有刻度(一般每500mm一个标记)的信号传输线连接，信号线另一端与读数仪连接，再将测斜仪沿测斜管的定向槽放入管中，直滑到管底，每隔一定距离(500mm或1000mm，视工程需要而定)向上拉线读数，测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化，每个监测方向均应进行正、反两次量测。测量测斜管顶端高程，安装保护盖，测斜管四周砌好保护墩，并做好标记。
        3.6计算水平位移
        根据测斜原理即可得出不同深度部位的水平位移。该项目基坑测斜管管底进入基岩或足够深的稳定土层，管底作为基准点，从管底向上计算总水平位移量。经过2.1～2.5步周期性循环监测，即可得到从初始观测至终止观测后每个测斜孔位处的累计水平位移量，进而准确采集施工期间基坑土体位移情况，实时提出基坑施工安全预防措施。
        4成果应用
        基坑及支护结构监测报警值如表1所示。根据该项目土体深层水平位移量测情况，基坑开挖至支护工程完成期间土体深层水平位移量较大，累计达19.75mm。待地下室人防工程外墙施工结束后，施工单位及时进行了基坑回填，土体深层基本趋于稳定。在基坑开挖及地下室人防主体工程施工期间，土体深层水平累计位移量均未超过规范规定的报警值50mm，变化速率小于3mm•d-1。根据相关规范，在监测期间需完成阶段性监测报告，所有监测工作结束后，需要编制监测总结报告，为建筑工程优化设计或施工提供可靠依据，确保工程质量和施工安全。

        5结束语
        土体深层水平位移监测是建筑基坑工程设计或施工中最为重要的一项工作。
        测斜技术作为土体深层水平位移监测的一种重要方法，在工程领域内的应用已越来越广泛。但相比垂直沉降及水平位移观测而言，测斜技术作为岩土勘测的重要方法，对于施工或检测单位工程技术人员来说，可谓知之甚少。鉴于此，本文从精度分析分析、监测步骤、成果整理及应用等全方位做了系统性阐述，为监测人员提供了借鉴。
        参考文献
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