论文部分内容阅读
摘要：虽然人们在基坑开挖和基坑支护结构设计过程中，为了保证基坑的安全，通常都会采用了一系列的技术措施，但依然有很多基坑事故发生，当基坑工程事故发生，就会给国家和人民的生命財产安全带来巨大的损失，而且还会产生不良的社会影响。只有及时准确的进行监测,才能验证支护结构设计,为施工提供实时反馈,从而指导基坑开挖和支护结构施工,切实保障施工安全下文本人就对建筑工程中基坑工程的监测方法展开了详细的论述。
关键词： 基坑开挖基坑支护结构设计 监测方法
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
一：监测目的
在深基坑开挖施工过程中，对建筑物、土体、道路、构筑物、地下管线等周围环境和支护结构的位移、应力、沉降、倾斜、开裂和对地下水位的动态变化、土层孔隙水压力变化等，借助仪器设备或其他一些手段进行综合监测，就是深基坑开挖监测。
在开挖前期，对土体变位动态等各种行为表现进行监测，通过大量岩土信息的提取，及时比较勘察出监测结果和预期设计的性状差别，分析评价原设计成果，对现行施工方案的合理性进行判断，有效预测下阶段施工中可能出现的新情况，此时可以借助修正岩土力学参数和反分析方法计算来完成预测。为了能为后期开挖方案和步骤提出有用的建议，就需要合理和优化组织施工提供可靠信息，从而能够及时预报施工过程中可能会出现的险情；当有异常情况发生时，应及时采取一定的工程措施，防止问题事故的发生，以确保工程安全。
二：监测内容
1周围环境监测
周围环境监测主要包括：邻近构筑物、地下管网、道路等设施变形的监测，邻近建筑物的倾斜、裂缝和沉降发生时间、过程的监测，表层和深层土体水平位移、沉降的监测，坑底隆起监测，桩侧土压力测试，土层孔隙水压力测试，地下水位监测。具体监测项目的选定需要综合考虑工程地质和水文地质条件、周围建筑物及地下管线、施工连受和基坑工程安全等级情况。
2支护体系监测
支护体系监测主要包括：支护结构沉降监测，支护结构倾斜监测，支护体系应力监测，支护结构顶部水平位移监测，支护体系受力监测，支护体系完整性及强度监测。
三、监测仪器
通常情况下，基坑的监测是需要借助一些设备的，一般使用的仪器主要包含以下几种： 1测斜仪：该仪器主要用在支护结构、土体水平位移的观测。
2水准仪和经纬仪：该设备主要用在测量地下管线、支护结构、周围环境等方面的沉降和变位。 3深层沉降标：用于量测支护结构后土体位移的变化，以判断支护结构的稳定状态。 4土压力计：用于量测支护结构后土体的压力状态是主动、被动还是静止的，或测量支护结构后土体的压力的大小、变化情况等，来检验设计中的判断支护结构的位移情况和计算精确度。
5孔隙水压力计：为了能够较为准确的判断坑外土体的移动，可用该仪器来观测支护结构后孔隙水压力的变化情况。
6水位计：为了检验降水效果就可以采用该仪器来量测支护结构后地下水位的变化情 况。
7钢筋应力计：为了判断支撑结构是否稳定，使用该设备来量测支撑结构的弯矩、轴力等。
8温度计：温度对基坑有较大影响，为了能计算由温度变化引起的应力，则需要将温度计和钢筋应力计一起埋设在钢筋混凝土支撑中。
9混凝土应变计：要计算相应支撑断面内的轴力，则需要采用混凝土应变计以测定支撑混凝土结构的应变。
10低应变动测仪和超声波无损检测仪：用来检测支护结构的完整性和强度。 无论是哪种类型的监测仪器，在埋设前，都应从外观检验、防水性检验、压力率定和温度率定等几方面进行检验和率定。应变计、应力计、孔隙水压力计、土压力盒等各类传感器在埋设安装之前都应进行重复标定；水准仪、经纬仪、测斜仪等除须满足设计要求外，应每年由国家法定计量单位进行检验、校正，并出具合格证。由于监测仪器设备的工作环境大多在室外甚至地下，而且埋设好的元件不能置换，因此，选用时还应考虑其可靠性、坚固性、经济性以及测量原理和方法、精度和量程等方面的因素。
四、监测方法
施工前，应对周围建筑物和有关设施的现状、裂缝开展情况等进行调查，并作详细记录； 也可拍照、摄像作为施工前的档案资料。对于同一工程，监测工作应固定观测人员和仪器，采用相同的观测方法和观测线路，在基本相同的情况下施测。
基准点应在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方可投入使用；基准点一般不少于2个，并设在施工影响范围外，监测期间应定期联测以检验其稳定性。为了能有效确保其在整个施工期间都能够正常使用，在整个施工期内都应该采取一定的保护措施。
在施工之前，应进行不少于两次的初始观测。而在开挖期间则每天一般观测一次，在观测值相对稳定后则可适当降低观测频率。而当出现报警指标、观测值变化速率加快或者出现危险事故征兆时，则应增加观测次数。在布置观测点时，要充分考虑深埋测点，其不能影响结构的正常受力的同时也不能削弱结构的变形刚度和强度，通常情况下为了便于监测工作开始测量元件已进入稳定的工作状态时，深埋测点的埋设的提前量一般不少于30d。
五、支护结构顶部水平位移监测
观测点沿基坑周边布置，一般埋设于支护结构圈梁顶部，支撑顶部宜适当选择布点，观测点精度为2mm。在监测过程中，测点的布置和观测间隔需要遵循一些原则，通常原则如下： 1一般间隔10～15m时则可布设一个监测点；而在距周围建筑物较近处、基坑转折处等重要位置都应该适当加密布点。
2在基坑开挖之初，只需每隔2～3d监测一次，然而随着开挖过程的不断加深，应适当增加观测次数，最好为1d一次观测，在发生较大位移时，则需要每天1～2次的观测。考虑到基坑开挖时，施工现场狭窄，测点常被阻挡等实际情况，在有条件的场地，可以采用视准线法比较方便。 六、支护结构倾斜监测 在监测支护结构倾斜时，通常采用测斜仪进行监测。由于支护结构受力特点、周围环境等因素的影响，需要在关键地方钻孔布设测斜管，并采用高精度测斜仪进行监测。根据支护结构在各开挖施工阶段倾斜变化情况，应该及时提供支护结构沿深度方向水平位移随时间变化的曲线，测量精度为1mm。设置在支护结构的测斜点间距一般为20～30m，每边不宜少于2个。测斜管埋置深度一般是基坑的开挖深度的2倍，当埋设在支护墙内时，则应该同支护墙深度相同，当埋设在土内时，宜大于支护墙埋深5～10m。埋入的测斜管应保持竖直，并使一对定向槽垂直于基坑边。在测斜管放置于支护结构后，一般用中细砂回填支护结构与孔壁之问的孔隙，最好用膨胀土、水泥、水按1：1：6．25的比例混合回填。目前。工程中使用最多的是滑移式测斜仪，其一般测点间距是探头本身的长度相同，因而通常认为沿整个测斜孔量测结果是连续的，或者在基坑开挖过程中，及时在支护结构侧面布设测点并采用光学经纬仪观测支护结构倾斜。
关键词： 基坑开挖基坑支护结构设计 监测方法
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
一：监测目的
在深基坑开挖施工过程中，对建筑物、土体、道路、构筑物、地下管线等周围环境和支护结构的位移、应力、沉降、倾斜、开裂和对地下水位的动态变化、土层孔隙水压力变化等，借助仪器设备或其他一些手段进行综合监测，就是深基坑开挖监测。
在开挖前期，对土体变位动态等各种行为表现进行监测，通过大量岩土信息的提取，及时比较勘察出监测结果和预期设计的性状差别，分析评价原设计成果，对现行施工方案的合理性进行判断，有效预测下阶段施工中可能出现的新情况，此时可以借助修正岩土力学参数和反分析方法计算来完成预测。为了能为后期开挖方案和步骤提出有用的建议，就需要合理和优化组织施工提供可靠信息，从而能够及时预报施工过程中可能会出现的险情；当有异常情况发生时，应及时采取一定的工程措施，防止问题事故的发生，以确保工程安全。
二：监测内容
1周围环境监测
周围环境监测主要包括：邻近构筑物、地下管网、道路等设施变形的监测，邻近建筑物的倾斜、裂缝和沉降发生时间、过程的监测，表层和深层土体水平位移、沉降的监测，坑底隆起监测，桩侧土压力测试，土层孔隙水压力测试，地下水位监测。具体监测项目的选定需要综合考虑工程地质和水文地质条件、周围建筑物及地下管线、施工连受和基坑工程安全等级情况。
2支护体系监测
支护体系监测主要包括：支护结构沉降监测，支护结构倾斜监测，支护体系应力监测，支护结构顶部水平位移监测，支护体系受力监测，支护体系完整性及强度监测。
三、监测仪器
通常情况下，基坑的监测是需要借助一些设备的，一般使用的仪器主要包含以下几种： 1测斜仪：该仪器主要用在支护结构、土体水平位移的观测。
2水准仪和经纬仪：该设备主要用在测量地下管线、支护结构、周围环境等方面的沉降和变位。 3深层沉降标：用于量测支护结构后土体位移的变化，以判断支护结构的稳定状态。 4土压力计：用于量测支护结构后土体的压力状态是主动、被动还是静止的，或测量支护结构后土体的压力的大小、变化情况等，来检验设计中的判断支护结构的位移情况和计算精确度。
5孔隙水压力计：为了能够较为准确的判断坑外土体的移动，可用该仪器来观测支护结构后孔隙水压力的变化情况。
6水位计：为了检验降水效果就可以采用该仪器来量测支护结构后地下水位的变化情 况。
7钢筋应力计：为了判断支撑结构是否稳定，使用该设备来量测支撑结构的弯矩、轴力等。
8温度计：温度对基坑有较大影响，为了能计算由温度变化引起的应力，则需要将温度计和钢筋应力计一起埋设在钢筋混凝土支撑中。
9混凝土应变计：要计算相应支撑断面内的轴力，则需要采用混凝土应变计以测定支撑混凝土结构的应变。
10低应变动测仪和超声波无损检测仪：用来检测支护结构的完整性和强度。 无论是哪种类型的监测仪器，在埋设前，都应从外观检验、防水性检验、压力率定和温度率定等几方面进行检验和率定。应变计、应力计、孔隙水压力计、土压力盒等各类传感器在埋设安装之前都应进行重复标定；水准仪、经纬仪、测斜仪等除须满足设计要求外，应每年由国家法定计量单位进行检验、校正，并出具合格证。由于监测仪器设备的工作环境大多在室外甚至地下，而且埋设好的元件不能置换，因此，选用时还应考虑其可靠性、坚固性、经济性以及测量原理和方法、精度和量程等方面的因素。
四、监测方法
施工前，应对周围建筑物和有关设施的现状、裂缝开展情况等进行调查，并作详细记录； 也可拍照、摄像作为施工前的档案资料。对于同一工程，监测工作应固定观测人员和仪器，采用相同的观测方法和观测线路，在基本相同的情况下施测。
基准点应在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方可投入使用；基准点一般不少于2个，并设在施工影响范围外，监测期间应定期联测以检验其稳定性。为了能有效确保其在整个施工期间都能够正常使用，在整个施工期内都应该采取一定的保护措施。
在施工之前，应进行不少于两次的初始观测。而在开挖期间则每天一般观测一次，在观测值相对稳定后则可适当降低观测频率。而当出现报警指标、观测值变化速率加快或者出现危险事故征兆时，则应增加观测次数。在布置观测点时，要充分考虑深埋测点，其不能影响结构的正常受力的同时也不能削弱结构的变形刚度和强度，通常情况下为了便于监测工作开始测量元件已进入稳定的工作状态时，深埋测点的埋设的提前量一般不少于30d。
五、支护结构顶部水平位移监测
观测点沿基坑周边布置，一般埋设于支护结构圈梁顶部，支撑顶部宜适当选择布点，观测点精度为2mm。在监测过程中，测点的布置和观测间隔需要遵循一些原则，通常原则如下： 1一般间隔10～15m时则可布设一个监测点；而在距周围建筑物较近处、基坑转折处等重要位置都应该适当加密布点。
2在基坑开挖之初，只需每隔2～3d监测一次，然而随着开挖过程的不断加深，应适当增加观测次数，最好为1d一次观测，在发生较大位移时，则需要每天1～2次的观测。考虑到基坑开挖时，施工现场狭窄，测点常被阻挡等实际情况，在有条件的场地，可以采用视准线法比较方便。 六、支护结构倾斜监测 在监测支护结构倾斜时，通常采用测斜仪进行监测。由于支护结构受力特点、周围环境等因素的影响，需要在关键地方钻孔布设测斜管，并采用高精度测斜仪进行监测。根据支护结构在各开挖施工阶段倾斜变化情况，应该及时提供支护结构沿深度方向水平位移随时间变化的曲线，测量精度为1mm。设置在支护结构的测斜点间距一般为20～30m，每边不宜少于2个。测斜管埋置深度一般是基坑的开挖深度的2倍，当埋设在支护墙内时，则应该同支护墙深度相同，当埋设在土内时，宜大于支护墙埋深5～10m。埋入的测斜管应保持竖直，并使一对定向槽垂直于基坑边。在测斜管放置于支护结构后，一般用中细砂回填支护结构与孔壁之问的孔隙，最好用膨胀土、水泥、水按1：1：6．25的比例混合回填。目前。工程中使用最多的是滑移式测斜仪，其一般测点间距是探头本身的长度相同，因而通常认为沿整个测斜孔量测结果是连续的，或者在基坑开挖过程中，及时在支护结构侧面布设测点并采用光学经纬仪观测支护结构倾斜。