專業(yè)輔導(dǎo):深基坑支護(hù)施工測量與監(jiān)測

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當(dāng)前,基坑支護(hù)設(shè)計尚無成熟的方法用以計算基坑周圍的土體變形,施工中通過準(zhǔn)確及時的監(jiān)測,可以指導(dǎo)基坑開挖和支護(hù),有利于及時采取應(yīng)急措施,避免或減輕破壞性的后果。
    基坑支護(hù)監(jiān)測一般需要進(jìn)行下列項目的測量:
    (1)監(jiān)控點高程和平面位移的測量;
    (2)支護(hù)結(jié)構(gòu)和被支護(hù)土體的側(cè)向位移測量;
    (3)基坑坑底隆起測量;
    (4)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外土壓力測量;
    (5)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外孔隙水壓力測量;
    (6)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力測量;
    (7)地下水位變化的測量;
    (8)鄰近基坑的建筑物和管線變形測量等。
    1深基坑施工監(jiān)測的特點
    1.1時效性
    普通工程測量一般沒有明顯的時間效應(yīng)?;颖O(jiān)測通常是配合降水和開挖過程,有鮮明的時間性。測量結(jié)果是動態(tài)變化的,一天以前(甚至幾小時以前)的測量結(jié)果都會失去直接的意義,因此深基坑施工中監(jiān)測需隨時進(jìn)行,通常是1次/d,在測量對象變化快的關(guān)鍵時期,可能每天需進(jìn)行數(shù)次。
    基坑監(jiān)測的時效性要求對應(yīng)的方法和設(shè)備具有采集數(shù)據(jù)快、全天候工作的能力,甚至適應(yīng)夜晚或大霧天氣等嚴(yán)酷的環(huán)境條件。
    1.2高精度
    普通工程測量中誤差限值通常在數(shù)毫米,例如60m以下建筑物在測站上測定的高差中誤差限值為2.5mm,而正常情況下基坑施工中的環(huán)境變形速率可能在0.1mm/d以下,要測到這樣的變形精度,普通測量方法和儀器部不能勝任,因此基坑施工中的測量通常采用一些特殊的高精度儀器。
    1.3等精度
    基坑施工中的監(jiān)測通常只要求測得相對變化值,而不要求測量絕對值。例如,普通測量要求將建筑物在地面定位,這是一個絕對量坐標(biāo)及高程的測量,而在基坑邊壁變形測量中,只要求測定邊壁相對于原來基準(zhǔn)位置的位移即可,而邊壁原來的位置(坐標(biāo)及高程)可能完全不需要知道。
    由于這個鮮明的特點,使得深基坑施工監(jiān)測有其自身規(guī)律。例如,普通水準(zhǔn)測量要求前后視距相等,以清除地球曲率、大氣折光、水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行等項誤差,但在基坑監(jiān)測中,受環(huán)境條件的限制,前后視距可能根本無法相等。這樣的測量結(jié)果在普通測量中是不允許的,而在基坑監(jiān)測中,只要每次測量位置保持一致,即使前后視距相差懸殊,結(jié)果仍然是完全可用的。
    因此,基坑監(jiān)測要求盡可能做到等精度。使用相同的儀器,在相同的位置上,由同一觀測者按同一方案施測。
    2基坑測量中的儀器
    適應(yīng)基坑監(jiān)測的上述內(nèi)容和特點,具體測量中采用了很多新型的測量儀器,本文結(jié)合作者在河南參與的工程實例,介紹磁性深層沉降儀和測斜儀等設(shè)備。這些新的設(shè)備及其技術(shù)特點是傳統(tǒng)的工程測量不能涵蓋的。
    2.1深層沉降儀
    深層沉降儀是用來精確測量基坑范圍內(nèi)不同深度處各土層在施工過程中沉降或隆起數(shù)據(jù)的儀器。它由對磁性材料敏感的探頭和帶刻度標(biāo)尺的導(dǎo)線組成。當(dāng)探頭遇到預(yù)埋在預(yù)定深度鉆孔中的磁性材料圓環(huán)時,沉降儀上的蜂鳴器就會發(fā)出叫聲。此時測量導(dǎo)線上標(biāo)尺在孔口的刻度以及孔口的標(biāo)高,即可獲得磁性環(huán)所在位置的標(biāo)高。通過對不同時期測量結(jié)果的對比與分析,可以確定各土層的沉降(或隆起)結(jié)果。
    深層沉降觀測過程分為井口標(biāo)高觀測和場地土深層沉降觀測兩大部分。井口標(biāo)高觀測按常規(guī)光學(xué)水準(zhǔn)觀測方法進(jìn)行。以下介紹作者在工程實際中使用的加拿大RockTest公司產(chǎn)R-4型磁性沉降儀,其刻度劃分為1mm,讀數(shù)分辨精度為0.5mm.