浅析建筑深基坑开挖的监测及预警分析

    郭长城 白怀明 张新宇

    

    【摘要】本文主要研究深基坑开挖变形监测的方案实施中，针对基坑等级、施工现场条件和支护结构的不同，简述了监测项目、监测点的布置、监测方法及数据处理，最后根据监测数据提出预警值。

    【关键词】深基坑;水平位移;监测预警

    Analysis on Monitoring and Early Warning Analysis of Deep Foundation Pit Excavation

    Guo Chang-cheng，Bai Huai-ming，Zhang Xin-yu

    （Shandong Yellow River Survey and Design InstituteJinanShandong250013）

    【Abstract】This paper mainly studies the implementation of deep foundation pit excavation deformation monitoring. According to the difference of foundation pit grade， construction site conditions and supporting structure， the monitoring project， monitoring point arrangement， monitoring method and data processing are briefly described. Finally， according to monitoring The data presents an early warning value.

    【Key words】Deep foundation pit;Horizontal displacement;Monitoring and early warning

    1. 引言

    隨着我国经济的发展、科学技术不断的创新，国内城市化水平进入一个全新的阶段，为满足城市建筑的需要，我国的深基坑工程也得到迅猛的发展。深基坑施工过程中的变形监测是指导施工、避免事故发生的重要措施，也是进行信息化施工的重要手段。通过施工监测来收集支护结构的变化信息，并对信息数据进行分析比较，看其变化是否超出允许变化限值，以此来监控其安全状态。

    2. 基坑工程监测项目及监测点的布设

    2.1基坑的开挖将必然会造成对建筑物、道路、管线、地下管线等的影响，为了确保在基坑开挖过程中周围环境的安全可靠，需要对周围环进行监测，确定监测的内容。基坑工程监测项目可按表1选择。

    2.2对于一个具体的工程，其监测内容的确定应根据工程项目的具体特点来定，一般来说，主要取决于工程的规模、重要程度、工程施工场地的地质条件及业主的财力。监测点布置是针对工程实际情况出发，重点围绕支护结构本身的薄弱处，以及基坑在开挖和地下室施工对周边环境的监测。

    2.2.1周围及相邻环境的影响程度设监测点的布置。

    （1）在周围建筑处地面和墙上设置水平位移监测点;

    （2）道路监测点设有井盖保护，尽可能设在管线设备的管线中和阀门上;

    （3）围墙对基坑变形比较敏感，选择基坑四周及中间的围墙上设置观测点;

    （4）基坑监测基准点选在不受开挖影响范围以外的区域内，影响范围为基坑开挖深度的3～4倍。

    2.2.2支护结构变形监测点的布置。

    （1）沿支护桩每15～20m设置一个观测点，监测点随圈梁同时浇铸，采用钢筋埋入30～40cm，外露1～2cm并在顶部设置十字丝标志，各点距槽边1m左右。

    （2）基坑边坡顶部的水平位移监测点应沿基坑周边布置，基坑周边中部、阳角处应布置监测点。监测点间距不宜大于20m，每边监测点数目不应少于3个。

    （3）围护墙顶部的水平位移监测点应沿围护墙的周边布置，围护墙中部、阳角处应布置监测点。监测点间距不宜大于20m，每边监测点数目不应少于3个。

    3. 深基坑位移监测方法浅析

    （1）测定特定方向上的水平位移时可采用视准线法、小角度法、投点法等;测定监测点任意方向的水平位移时可视监测点的分布情况，采用前方交会法、自由设站法、极坐标法等;当基准点距基坑较远时，可采用GPS测量法或三角、三边、边角测量与基准线法相结合的综合测量方法。

    （2）竖向位移监测可采用几何水准或液体静力水准等方法。坑底隆起（回弹）宜通过设置回弹监测标，采用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测。

    围护墙体或坑周土体的深层水平位移的监测宜采用在墙体或土体中预埋测斜管、通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法。

    （3）基坑开挖过程中支护结构内力变化可通过在结构内部或表面安装应变计或应力计进行量测。土压力宜采用土压力计量测。 土压力计埋设可采用埋入式或边界式（接触式）。

    （4）地下水位监测宜通过孔内设置水位管，采用水位计等方法进行测量。地下水位监测精度不宜低于10mm。

    （5）锚杆拉力量测宜采用专用的锚杆测力计，钢筋锚杆可采用钢筋应力计或应变计，当使用钢筋束时应分别监测每根钢筋的受力。

    4. 变形监测数据处理及预警

    4.1控制值是监测项目的变形极限值，包括累计控制值和速率控制值（一般为累计控制值80%）。一般由设计人员根据基坑重要等级，考虑地基土质、开挖深度、相邻地表和地下建（构）筑物地基基础及重要性、地下管线、交通、社会经济多种因素，综合分析确定。

    4.2根据多年观测实践经验及大量数据分析的基础上，推荐以下值为预警值：

    （1）支护结构顶端总水平位移量（总水平位移）达到或超过基坑开挖深度的0.6%;

    （2）支护结构顶端水平位移速率大于4mm/d;

    （3）最大累计沉降量达到或超过基坑深度的0.7%;

    （4）支护结构顶端连系梁出现裂缝;

    （5）基坑附近建筑物、构筑物、道路等出现裂缝;

    （6）基坑出现管涌或渗漏;

    （7）实测基坑应力超过设计允许值。

    参考文献

    [1]刘宗仁，刘雪雁，基坑工程，? 哈尔滨工业大学出版社 2007.

    [2]建筑基坑支护技术规程，JGJ120-99，1999.9.1.

    [3]建筑基坑工程监测技术规程，GB50497-2009.

    [4]杨晓平，工程监测技术及应用，中国电力出版社.

    [5]伊晓东，李保平，变形监测技术及应用，黄河水利出版社.

    [6]贺勇，姜晨光等，基坑工程表观监测与预警问题研究.

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