基坑工程變形監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

基坑工程變形監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)基坑工程變形監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述摘要：隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展,高層建筑越來(lái)越普遍,建筑物的安全建設(shè)與運(yùn)行也越來(lái)越受到社會(huì)各方面的關(guān)注。為了保證建筑物的順利施工和施工后的安全運(yùn)營(yíng),有必要設(shè)計(jì)一個(gè)合理、可行的變形監(jiān)測(cè)方案,對(duì)建筑物進(jìn)行系統(tǒng)地沉降觀測(cè),并對(duì)沉降觀測(cè)量進(jìn)行合理地統(tǒng)計(jì)分析,從而得出關(guān)于建筑物在建設(shè)過(guò)程中穩(wěn)定性的顯著分析。關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè)基坑監(jiān)測(cè)方法前言深基坑工程施工中對(duì)基坑監(jiān)測(cè)及其周邊相鄰建筑物、道路、地下管線、隧道等保護(hù)對(duì)象進(jìn)行沉降及水平位移監(jiān)測(cè)，已越來(lái)越受到人們的重視和推廣。在過(guò)去幾年中，因深基坑工程因開(kāi)挖引起基坑變形、周邊相鄰建(構(gòu))筑物沉降．從而導(dǎo)致基坑坍塌、相鄰建(構(gòu))筑物開(kāi)裂甚至倒塌的工程事故頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的人員傷亡事故和經(jīng)濟(jì)損失。近年深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)、施工及其監(jiān)測(cè)已逐漸形成共識(shí)的系統(tǒng)施工工藝流程，且基坑監(jiān)測(cè)是其中一個(gè)重要的組成部分，而施工場(chǎng)地變形監(jiān)測(cè)作為基坑監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要內(nèi)容越來(lái)越受到重視。變形監(jiān)測(cè)的目的和內(nèi)容（一）基坑變形機(jī)理深基坑無(wú)論是哪種形式的變形，究其原因，主要是由于基坑開(kāi)挖而導(dǎo)致的基坑周圍地層移動(dòng)?；拥拈_(kāi)挖過(guò)程是基坑開(kāi)挖面上卸載的過(guò)程，卸載會(huì)引起土體在水平或者垂直方向上原始應(yīng)力的改變。隨著基坑的開(kāi)挖，水平方向上由于坑內(nèi)外土壓力的作用而使圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，周邊地表產(chǎn)生沉降：垂直方向上由于基坑內(nèi)外高差所形成的加載和地面各種超載的作用而使坑底產(chǎn)生向上的隆起。（二）變形監(jiān)測(cè)的目的在深基坑開(kāi)挖的施工過(guò)程中，基坑內(nèi)外的土體將由原來(lái)的靜止土壓力狀態(tài)向被動(dòng)和主動(dòng)土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變，應(yīng)力狀態(tài)的改變引起土體的變形，即使采取了支護(hù)措施，場(chǎng)地變形仍然無(wú)法避免，當(dāng)變形量超過(guò)某種范圍，就會(huì)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)造成危害，甚至出現(xiàn)不可預(yù)料的工程事故的出現(xiàn)。工程施工場(chǎng)地變形監(jiān)測(cè)的目的是通過(guò)對(duì)按照一定的要求設(shè)置在施工場(chǎng)地上的觀測(cè)點(diǎn)按照一定的周期進(jìn)行周期性觀測(cè)，求得各觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和高程的變化量，為擋土結(jié)構(gòu)和地基土的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供技術(shù)數(shù)據(jù)。（三）變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容在深基坑工程施工中，由于地質(zhì)的復(fù)雜性和周邊建筑等的影響?；颖O(jiān)測(cè)的內(nèi)容一般有以下幾個(gè)部分：①基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移及傾斜位移；②地層分層沉降量(回彈量)；③各立柱樁的隆起量及水平位移：④基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降；⑤基坑周邊相鄰建筑物及地下管線隧道等保護(hù)對(duì)象的沉降及水平位移。依性質(zhì)主要分為水平位移監(jiān)測(cè)、垂直沉降監(jiān)測(cè)和側(cè)向變形監(jiān)測(cè)。變形監(jiān)測(cè)的原則一般來(lái)說(shuō)，地基變形監(jiān)測(cè)可分為垂直（方向）沉降測(cè)量、水平（方向）位移測(cè)量、建筑物相鄰影響及場(chǎng)地沉降測(cè)量。此外還有滑坡測(cè)量、裂縫觀測(cè)、抗壓觀測(cè)、日照變形觀測(cè)及風(fēng)振觀測(cè)等等。地基變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、位移觀測(cè)、裂縫觀測(cè)和撓度觀測(cè)等。在地基變形監(jiān)測(cè)中，進(jìn)行最多的是沉降觀測(cè)和水平位移觀測(cè)。地基變形監(jiān)測(cè)的任務(wù)是周期性地對(duì)設(shè)置在地基上的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，求得觀測(cè)點(diǎn)位置的變化量。地基變形監(jiān)測(cè)能否達(dá)到預(yù)定的目的要受很多因素的影響，其中最基本的因素是變形測(cè)量點(diǎn)的布設(shè)、變形觀測(cè)的精度與頻率。按測(cè)定沉降或位移的要求，選定變形測(cè)量點(diǎn)。變形測(cè)量點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn)，其布設(shè)應(yīng)符合下列要求：①每個(gè)工程至少應(yīng)有三個(gè)穩(wěn)固可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；②工作基點(diǎn)應(yīng)選在比較穩(wěn)定的位置。對(duì)通視條件較好或觀測(cè)項(xiàng)目較少的工程，可不設(shè)工作基點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)上直接測(cè)定變形觀測(cè)點(diǎn)；③變形觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)立在變形體上能反映變形特征的位置。變形監(jiān)測(cè)方法垂直位移監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)基點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志構(gòu)造與埋設(shè)基點(diǎn)埋設(shè)鋼筋混凝土標(biāo),盡可能埋設(shè)在基巖上。覆蓋層淺的地方采用地表巖石標(biāo)志,也可考慮平峒巖石標(biāo)志;覆蓋層厚的地方以混凝土基本水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志為主,條件允許可考慮采用鉆孔埋設(shè)鋼管式基巖標(biāo)志。沉降觀測(cè)點(diǎn)視情況可設(shè)螺栓式、盒式等標(biāo)志。測(cè)量方法水準(zhǔn)基點(diǎn)與工作基點(diǎn)布設(shè)成水準(zhǔn)閉合環(huán)線,作業(yè)方法基本上按二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)定進(jìn)行,每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的中誤差控制在0.5mm。由于工作條件的不同,操作方法上有其特點(diǎn)。例如,由于是固定線路,重復(fù)進(jìn)行,為便于觀測(cè),消除一些誤差的影響,通常在轉(zhuǎn)點(diǎn)處埋設(shè)簡(jiǎn)便的金屬標(biāo)頭作為立尺點(diǎn)。由水準(zhǔn)基點(diǎn)到工作基點(diǎn)的聯(lián)測(cè),每年進(jìn)行一次,盡可能固定月份,即選擇外界條件相近的情況進(jìn)行觀測(cè),以減少外界條件對(duì)觀測(cè)成果的影響。水平位移監(jiān)測(cè)1、基坑水平位移觀測(cè)精度及周期水平位移觀測(cè)的主要技術(shù)要求：1)水平位移觀測(cè)精度要求。觀測(cè)精度按二級(jí)變形測(cè)量要求進(jìn)行，即觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差≤50mm。2)基坑水平位移觀測(cè)周期。開(kāi)挖觀測(cè)，基坑開(kāi)挖期間擬每天觀測(cè)一次；基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，原則上每周監(jiān)測(cè)一次，地下室筏板施工完基坑護(hù)壁施工期間每周一次，護(hù)壁完工至基礎(chǔ)底板開(kāi)始施工的間歇期每2周一次。特殊情況基坑水平位移觀測(cè)：如遇到變形較大、暴雨、積水、震動(dòng)、荷載加壓等情況可適當(dāng)加密觀測(cè)。觀測(cè)到回填完為止，預(yù)計(jì)總觀測(cè)約l4個(gè)周期。2、監(jiān)測(cè)原理采用J6級(jí)經(jīng)緯儀為觀測(cè)工具，以及時(shí)反饋施工及使用期間邊坡坡頂、坡腰不同測(cè)點(diǎn)的變形情況，供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員分析處理。視準(zhǔn)線法的過(guò)程是先在需進(jìn)行位移觀測(cè)的基坑槽壁上（或支護(hù)結(jié)構(gòu)上）設(shè)1條視準(zhǔn)線，并在該視準(zhǔn)線兩端設(shè)置2個(gè)工作基點(diǎn)，分別作為立站點(diǎn)及后視點(diǎn)，然后沿該視準(zhǔn)線在槽壁上分設(shè)若干觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)量時(shí)可用覘牌法直接讀出測(cè)點(diǎn)的水平位移。覘牌法是指測(cè)量時(shí)用帶有讀數(shù)尺的覘牌設(shè)置在觀測(cè)點(diǎn)，把經(jīng)緯儀立在工作基點(diǎn)上，對(duì)校核點(diǎn)確定無(wú)誤后，通過(guò)覘牌讀出測(cè)點(diǎn)的位移。3、測(cè)點(diǎn)布置及實(shí)施方法3個(gè)基坑分別設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)，以布置在邊坡的各重要拐角及中點(diǎn)部位為原則，觀測(cè)點(diǎn)靠近基坑邊沿，后視點(diǎn)及立站點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在基坑影響范圍外。護(hù)坡樁冠梁施工結(jié)束后即布設(shè)混凝土面上的觀測(cè)點(diǎn)并進(jìn)行第一次觀測(cè)，取得的數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)?；娱_(kāi)挖過(guò)程中須指派專人嚴(yán)格按周期進(jìn)行觀測(cè)，以便分析變形，必要時(shí)還應(yīng)繪制變形曲線。每次觀測(cè)結(jié)果須真實(shí)可靠地記錄在觀測(cè)表格內(nèi)并及時(shí)整理，將數(shù)據(jù)和分析結(jié)果分為幾種等級(jí)，實(shí)測(cè)與設(shè)計(jì)情況基本吻合者用綠色表示；當(dāng)天數(shù)據(jù)超過(guò)規(guī)范要求或有一定異常者用黃色表示；有傾向性偏離且偏離值較大者用紅色表示，并加上不安全的警示標(biāo)記，監(jiān)測(cè)人員須及時(shí)向技術(shù)主管匯報(bào)并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率。監(jiān)測(cè)記錄應(yīng)形成成果報(bào)表并及時(shí)上報(bào)。測(cè)斜儀法監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)的目的是獲得基坑分層水平位移，為此使用測(cè)斜儀進(jìn)行邊坡水平位移監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)場(chǎng)地情況和監(jiān)測(cè)目的設(shè)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別布置在基坑各邊坡的中點(diǎn)，具體設(shè)置位置可根據(jù)實(shí)際施工情況確定。測(cè)斜管與基坑中部某個(gè)樁體澆筑成一體，所以該測(cè)點(diǎn)反映了邊坡上該點(diǎn)水平位移量和水平位移變形速率。采用上述布點(diǎn)的原因是基坑邊坡中部變形量和變形速率為該邊坡最大處，應(yīng)將監(jiān)測(cè)點(diǎn)盡可能集中于該部位。由于受兩個(gè)垂直邊相互牽制，基坑邊角處位移最小，也是基坑最安全處，所以通常不在該處布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)方式測(cè)斜監(jiān)測(cè)的次數(shù)主要與基坑開(kāi)挖配合，并受邊坡變形速率控制。測(cè)點(diǎn)周圍每次開(kāi)挖后應(yīng)監(jiān)測(cè)1次，變形速率大于2mm/d時(shí)應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)；當(dāng)停止開(kāi)挖且變形速率小于2mm/d時(shí)，每周監(jiān)測(cè)1次。監(jiān)測(cè)結(jié)束時(shí)間通常為基坑回填完畢?；娱_(kāi)挖監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)每周對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，變形曲線圖進(jìn)行分析。基坑工程周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)在城市建筑密集地區(qū)施工，不僅要求保證基坑本身的安全性，還必須保證鄰近建筑的安全使用。在基坑開(kāi)挖以及以后的施工過(guò)程中，由于地下水位下降、荷載增加以及其它一些不確定因素，必然引起周圍環(huán)境變化，這在工程中稱為基坑工程環(huán)境效應(yīng)?；庸こ汰h(huán)境效應(yīng)包括支護(hù)結(jié)構(gòu)和工程樁施工、降低地下水位、基坑土方開(kāi)挖各階段對(duì)高層建筑的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）基坑土方開(kāi)挖引起支護(hù)結(jié)構(gòu)變形以及降低地下水位造成基坑四周地面產(chǎn)生沉降、不均勻沉降和水平位移，導(dǎo)致影響相鄰高層建筑及市政管線的正常使用,甚至造成破壞；（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)和工程樁若采用擠土樁或部分采用擠土樁，施工過(guò)程中產(chǎn)生的擠土效應(yīng)將對(duì)鄰近高層建筑及市政管線產(chǎn)生影響；（3）因設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)或其它原因造成支護(hù)體系破壞，導(dǎo)致相鄰高層建筑及市政管線被破壞。其中，由于基坑土方開(kāi)挖引起支護(hù)結(jié)構(gòu)變形以及降低地下水位造成基坑四周地面產(chǎn)生沉降和不均勻沉降，從而對(duì)周圍高層建筑和市政設(shè)施的影響是最主要的方面。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析及成果提交數(shù)據(jù)計(jì)算及分析原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合測(cè)量規(guī)范的要求，依據(jù)正確，嚴(yán)謹(jǐn)有序，步步校核，結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計(jì)算。將各次監(jiān)測(cè)記錄整理檢查無(wú)誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，填寫《沉降監(jiān)測(cè)記錄》、《水平位移監(jiān)測(cè)記錄》，求出各次每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程值或坐標(biāo)值，從而確定出沉降量或位移量。計(jì)算平均沉降量、沉降速率、平均位移量、位移速率。對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降或位移過(guò)程、點(diǎn)間的沉降或位移差過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。繪制各點(diǎn)的沉降或位移過(guò)程線、各點(diǎn)間的沉降差或位移過(guò)程線。根據(jù)業(yè)主要求或需要，計(jì)算基礎(chǔ)的傾斜度。按設(shè)計(jì)要求，每次觀測(cè)情況同時(shí)向設(shè)計(jì)方提交一份書(shū)面報(bào)告。提交以下成果（1）每次監(jiān)測(cè)完畢后一周內(nèi)向甲方提交《沉降監(jiān)測(cè)記錄》、《水平位移監(jiān)測(cè)記錄》（前兩次除外）；（2）《沉降觀測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表》、《水平位移觀測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表》；（3）各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間-荷載-沉降量或位移量關(guān)系曲線圖；（4）《變形監(jiān)測(cè)分析報(bào)告》；（5）工程平面位置圖及基準(zhǔn)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)位分布圖；（6）儀器設(shè)備及觀測(cè)方法。結(jié)束語(yǔ)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建立將與工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)同步進(jìn)行,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅為運(yùn)營(yíng)管理服務(wù),而且要為施工控制服務(wù),將施工期和運(yùn)營(yíng)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更全面完整地進(jìn)行采集,以便更精準(zhǔn)地評(píng)判建筑物的工作性態(tài)。變形監(jiān)測(cè)技術(shù)將向高精度、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。一方面監(jiān)測(cè)儀器的性能(精確性、穩(wěn)定性、耐用性等)將不斷提高,從而提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體可靠性;另一方面監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)化水平也將不斷提高,并向智能化方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)[1]唐年寶.隧道工程施工中的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)，2011（4）；［2］李青岳，陳永奇.工程測(cè)量學(xué)（修訂版）［M］.北京：測(cè)繪出版社，1995.［3］王樹(shù)元.大地與建筑物變形測(cè)量［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1994.［4］陳永奇，吳子安.變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào)［M］.北京：測(cè)繪出版社，1998.［5］武漢測(cè)繪科技大學(xué).測(cè)量平差基礎(chǔ)（第三版）［M］.北京：測(cè)繪出版社，1996.［6］JGJ/T8—97，建筑物變形測(cè)量規(guī)程［S］.[7]龔曉南.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.[8]黃秋林,邱冬煒.深基坑變形監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)處理[J].山西建筑,2005,31(1):67-68.［9］張正祿，李廣云，等.工程測(cè)量學(xué)［M］．武漢:武漢大學(xué)出版社，2005:175－176．［10］黃聲享，尹暉.變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2007:1－8．[11]區(qū)福邦．城市地下管線普查技術(shù)研究與應(yīng)用[M]．南京：東南大學(xué)出版社，1998[12]陳穗生，梁瑜萍．復(fù)雜條件下地下管線的探測(cè)方法[J]．物探與化探，2008，[13]張漢春，莫國(guó)軍．特深地下管線的電磁場(chǎng)特征分析及探測(cè)研究[J]．地球物理學(xué)進(jìn)展，2006，21(4)：1314-1322[14]曹震峰，丘廣新，葛如冰．地下非金屬管線灘地雷達(dá)圖像特征的研究及應(yīng)用[J]．城市勘測(cè)，2010(2)：172-176[l5]Hammock,K．Jon，Usingageographicinformationsys