浅析数字测量在深基坑变形监测中的应用

2011-08-21叶飞

山西建筑 2011年26期

叶飞

0 引言

随着经济建设的迅速发展，城市高层建筑，地下建筑不断涌现。这些工程都伴随着基坑的开挖，基坑开挖工程一般在建筑物较为密集的地方，通常采用支护桩开挖基坑的方式。在基坑开挖过程中，开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变周围建筑物的正常状态。因此，在基坑施工过程中，只有对基坑支护桩的水平位移进行全面的监测，才能对基坑工程的安全性及对周围建筑物的影响进行全面的了解，以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程措施，确保工程安全。

1 工作量的布设

本次监测工作量布设根据设计单位提供的基坑监测平面图和剖面图综合确定。

2 人员组织、设备及工期

1)本次变形测量工作拟投入人员7名，做到持证上岗，分工明确。2)投入仪器设备:索加NET05X全站仪、Trimble DINI03水准仪、CX-03 C数字测斜仪、土钉内力测试仪。3)工期:直到基坑回填完毕。

3 起始资料

平面坐标采用D级GPS测量的施测方法引测到埋设的强制观测墩上。高程采用二等水准施测方法，引测到埋设的基准点上。

4 监测点布置

4.1 基准点布设及技术要求

1)本次变形监测基准点:在施工区50 m～100 m外不受施工影响的稳定区域，采用深埋钢管水准基点标石方法，布设4个基准点;采用混凝土浇筑的方法布设4个～6个强制观测墩。2)基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。变形测量基准点的标石、标志埋设后，应达到稳定后方可开始观测。稳定期应根据观测要求与地质条件确定，不宜少于15 d。3)监测期间先将基准点进行联测，然后再对观测点进行观测。

4.2 变形监测点布设及工作量

本工程基坑的安全等级为一级，本监测工程按照一级基坑进行监测。考虑到监测目的和支护设计要求，确定监测的主要对象有:

1)地表沉降观测点。根据设计要求沿基坑周边每间隔约40 m布置一条地表沉降监测线，每条监测线依据设计要求分别布置2个～5个地表沉降监测点，共布置79个点。2)边坡坡顶位移和沉降监测点的埋设。基坑边坡顶部的水平位移与垂直位移观测点应沿基坑周边布置，在每边的中部和端部均应布置监测点，其监测点的间距不宜大于20 m。为了便于对基坑进行监测，在离开边坡顶部20 cm的地方采用洛阳铲人工钻进1.5 m深的钻孔，灌注混凝土，并设置观测标志。沿基坑周边每间隔20.0 m，设置边坡顶部水平位移和竖向位移监测点。3)基坑边坡深层水平位移监测。分别在基坑坡顶部埋设测斜管，要求避开土钉设置，平面不大于50 m的位置埋设测斜管。4)土钉内力监测。按照设计要求在土钉中设置102根应力计，测定土钉的受力状况，土钉测力计布设在土钉主筋上，以监测土钉受力状态。5)周边构筑物监测。根据本工程场地条件，在基坑的影响范围内，根据设计要求布设观测点。

5 执行精度

1)水平位移监测技术要求见表1。

表1 水平位移监测平面控制网的技术要求

2)垂直位移监测技术要求见表2。

表2 垂直位移监测控制网的技术要求 mm

3)测斜仪的系统精度不低于0.25 mm/m，分辨率不低于0.02 mm/500 mm。

4)内力监测值应考虑温度变化等因素的影响，应力计的量程应满足设计值的要求，精度不低于0.5%F·S，分辨率不低于0.2%F·S。

注意:应力计埋设前应进行性能检验和编号。应力计在基坑开挖前至少1周埋设，并取开挖前连续2 d获得的稳定测试数据的平均值作为初始值。

6 施测要求、方法及频率

6.1 监测要求

1)在土方开挖前需测定水平及垂直位移初始值，且不少于2次;土方开挖过程中，每天监测一次(变形、沉降);2)监测数据要及时整理并及时反馈给有关人员，发现异常现象及时汇报。

6.2 施测方法

6.2.1 垂直位移施测方法

1)本次沉降观测采用闭合线路，仪器采用DINI03水准仪，按二等水准测量要求观测;

2)每次沉降观测时，都在成像清晰、稳定的时间内进行，做到了尽量不转站，视线长度小于50 m。前、后视距离保持基本相等;

3)变形监测遵循“五固定”原则;沉降观测依据的基准点和被观测物上的沉降观测点，点位固定;所用仪器、设备固定;观测时的环境条件基本一致;观测路线和观测方法固定;施测人员固定;

4)用于二等水准测量的DINI03水准仪，视准轴与水平轴的夹角不大于12″。铟钢水准尺一根标尺的米间隔平均长与名义长的差不大于0.15 mm;

5)水准测量路线闭合差限差均满足±0.3√n mm;

6)每次沉降观测前均对四个基准点进行联测，检测数据应均符合规范要求，保证四个基准点稳定;

7)观测工作结束后，及时检查和整理外业观测手簿，确认无误后再进行内业计算。沉降成果内业计算的数值取至0.01 mm。

6.2.2 水平位移施测方法

为准确观测基坑的水平变形，在基坑的一组对角线上设置基坑水平位移强制对中观测墩2个，另在远离基坑的一侧再设置基坑水平位移强制对中校核基准点观测墩2个。由于基坑开挖对强制对中观测墩造成影响，需定期对其进行校核，更正。观测时先用静态GPS对观测墩与甲方提供的已知坐标联测，然后将SOKKIANET0.5 s级仪器架设在强制对中观测墩上，配合棱镜对基坑的水平位移点进行极坐标法观测，逐步进行记录。内业将每次的观测成果记录在电脑上，利用cass9.1成图软件展点。最后对两次的坐标数据比较，得出基坑水平位移的偏移量。

6.2.3 深层水平位移施测方法

测斜管应在基坑开挖前1周前埋设，埋设时应符合:1)埋设前应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上下管段的导槽相互对准、顺畅，各段接头及管底应保证密封。2)测斜管埋设时应保证竖直，防止发生上浮、断裂、扭转;测斜管一对导槽的方向应与所需测量的位移方向保持一致。3)测斜管采用钻机成孔，将测斜管放入，周围用混凝土填实。测斜管露出混凝土面3 cm～5 cm，然后用钢加以保护。4)测斜仪探头置入测斜管底后，应待探头接近管内温度时再量测，每个监测点均应进行正、反两次量测。5)测斜管避开土钉设置，平面不大于50 m，竖向每1 m记录一数值。

6.2.4 应力计施测方法

应力计在施工土钉前安装，安装时为防止温度过高烧毁应力计，焊接时注意用湿毛巾放置于应力计的两端。焊接工作结束后及时对应力计进行多次读数，并与出厂值比较，保证应力计能够正常使用。