浅谈建筑基坑工程监测方法及技术要点|基坑监测点

【摘要】随着社会科学技术的不断发展,建筑物高度的逐步增加,对于基坑施工提出了更高的要求。基坑施工受到施工环境、荷载条件、土体性质等因素对基坑支护结构、基坑周边地下管线、邻近构筑物等多方面的影响,因此在施工过程中应对基坑加强监测。本文在分析建筑基坑工程监测现状的基础上,分析了建筑基坑工程监测的主要方法和技术要点,并简要叙述了对周边建筑物的影响。

【关键词】建筑基坑;监测;方法;技术要点

建筑基坑监测作为保障施工安全,为实现工程的动态设计及信息化施工提供了可靠依据,已经受到越来越多的重视。基坑工程的现场监测应采用仪器监测与现场巡查想结合的方法,基坑工程现场监测的对象包括:支护结构水平位移监测、支护结构竖向位移监测、地下水位监测、周边构(建)筑物竖向位移监测等。本文对基坑监测常用方法及技术特点简要分析。

一、水平、竖向位移监测基准点、监测点布设

(一)基准点布设

在基坑开挖影响范围以外,选取基准方向通视良好、受外界干扰较小的地面,布设三个深埋式基准点(编号:BM1、BM2、BM3)。基准点采用钻机成孔,孔径为Ф110,钻至强风化基岩 1 米终孔。终孔后采用反循环法清孔,待清孔完毕后放入Ф25 钢筋,并保证钢筋与钻孔中心线重合,且其下端植入强风化基岩内、上端高出地面约 2~3cm,然后采用导管向孔内注入 1:1 水泥砂浆,至浆液面与地面平齐为止。待注浆体凝结硬化后,取一刻有十字丝的钢制标芯与外露段钢筋焊接牢固,并做防锈处理。最后对空隙位置进行补浆,修筑保护盖。

(二)监测点布设

水平、竖向位移监测点严格按照设计文件规定的位置进行布设,且监测点与监测对象必须连接牢固。当个别监测点位置不具备布设条件时,需经设计单位及监理单位书面同意后,方可对其进行调整。监测点采用手提式冲击钻成孔,孔径为Ф12,孔深以钢制标芯植入后的外露长度为 60mm 为宜。成孔后,取一刻有十字丝的钢制标芯,在其表面涂抹植筋胶后植入孔内。待监测点于监测对象粘结牢固后,在监测对象表面砌筑尺寸为:200×200×50 的水泥砂浆保护墩,并对外露的钢制标芯做防锈处理。

二、支护结构顶部水平位移监测

(一)控制测量

水平位移监测首级控制网采用边角法测量及平差,控制网的各项技术指标

(二)监测方法

水平位移监测采用极坐标法进行测量,其中,距离测量不少于 2 个测回,水平角测量不少于1 个测回。

(三)数据处理

假定平面位移监测所使用独立坐标系统的坐标轴与基坑北壁边界线方向一致,位移指向基坑内侧为“+”方向,且基准点 BM1的坐标为:X=XXX、Y=XXX,由此实测出 BM2、BM3 的坐标分别为:X=XXX、Y=XXX 和 X=XXX、Y=XXX。在基坑开挖前对各监测点进行坐标测量,掌握初始数据,待基坑开挖后,各次测得监测点的 X、Y 数值与上次测得值之差为单次变化值、与初始值之差为累计变化量。最后,根据累计变化量绘出水平位移监测点的变形曲线。

三、支护结构顶部竖向位移、周边构(建)筑物竖向位移及立柱竖向位移监测

(一)监测方法

竖向位移监测采用闭合环法测量,沉降观测精度为二级。在整个监测过程中采用固定仪器、固定人员、固定线路进行测量,且严格遵守下列操作要求:

1)往测的奇数站:后、前、前、后;

2)往测的偶数站:前、后、后、前;

3)返测时观测方法与往测方法相反;

4)每测段或全线路一定为偶数站落点;

5)视距长≤50m、前后视距差≤2.0m、前后视距累积差≤3.0m、视线高度≥0.3m、基辅尺分划读数≤0.5mm、往返测高差闭合差≤±1.0√n mm(n 代表测站数)。

(二)数据处理

假定基准点 BM1 的相对高程为 XXXm,位移垂直向上为“+”方向,由此实测出 BM2 和 BM3 的相对高程为 XXXm 和 XXXm。基坑开挖前对各监测点进行高程测量,并对基准点 BM1、BM2、BM3 采用闭合环法进行联测,以掌握较为准确的初始数据。待基坑开挖后,各次测得监测点的高程与上次测得值之差为单次变化值、与初始值之差为累计变化量。最后,根据累计变化量绘出竖向位移监测点的变形曲线。

四、地下水位监测

(一)水位监测井埋设

地下水位监测井采用外包塑料滤网的 PVC 花管,管径Φ55mm。先使用钻机成孔,钻孔孔径为Φ110mm,钻至设计深度并清孔后下放花管,在下放过程中,尽可能保证花管中心线与钻孔中心线互相重合。当花管下放至设计深度后,盖上管盖,沿钻孔与花管间的缝隙回填中粗砂,直到填砂面与管顶相距 1m 为止,再在填砂面以上灌入 1:1 水泥砂浆,直到浆液面与地面相平为止。

(二)监测方法

地下水位监测井埋设完成后,地下水将渗透至管内,通过水力联系,管内水位将与周边地下水位保持一致,故测得的管内水位埋深即为地下水位埋深。监测时,采用 CS-90 钢尺水位计对管内水位进行测量,当探头接触管内水面时,水位计将发出蜂鸣提示音,当提示音响起时,测读钢尺读数,即为管内水位埋深值。根据上述步骤反复测量 3 次,取其平均值作为该次管内水位埋深值。

(三)数据处理

地下水位监测井埋设完成后约 3~5 天,对其进行初次水位测量,以获得地下水位的初始值。在基坑开挖后,各次监测测得的地下水位数据与上次测得值只差为单次变化值、与初始值之差为累计变化量。最后,根据累计变化量绘出地下水位监测点的变化曲线。

五、结语

虽然建筑基坑工程监测不同监测项目的技术方法不尽相同,但根据过往工程经验,基坑发生安全事故往往伴随着各个监测项目超出报警值。每个监测项目之间的变化值也是紧密相连,我们在进行基坑监测的时候要对每个监测项目联合分析,这样才能对基坑安全性作出准确判断。

参考文献:

[1]《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497-2009.

[2]《工程测量规范》GB50026-2007.

[3]《建筑变形测量规范》JGJ 8-2007.

[4]《建筑基坑支护工程技术规程》JGJ 120-2012.

[5]《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011.