深基坑支护结构形变监测解决措施

深基坑支护结构形变监测解决措施

张磊

天津市建工工程总承包有限公司天津市300384

摘要：深基坑工程主要包括土方开挖和回填、支护结构施工以及降水等诸多工程，开展施工之前要进行科学合理的勘察和设计，在施工中还要进行良好的监测和检测。而监测工作就是其中最主要的一部分，其主要监测的就是深基坑的支护结构，及时的发现其是否出现变形问题，从而有效避免由于深基坑的支护结构出现变形导致各种安全的问题发生，还可以防止其给周边的建筑物或者是附属设施造成不良影响，提升施工的安全性。

关键词：深基坑；支护结构；形变监测；解决措施

现如今随着城市化进程的不断加快,各种高楼大厦、商业广场以及地铁等各种建设工程不断涌现,而在这些工程建设过程中势必会运用到深基坑支护技术。由于各项人们的实际需求越来越多,造成了建筑工程的设计也越来越复杂,所以深基坑所承担的载荷力也就更大。但是在实际建设过程中,总是会遇到很多地基土质不够稳定的情况,这就需要对其进行深基坑支护处理,该项技术可以有效防治在开挖过程中出现坍塌和变形情况的发生,而且还有效增强了地基土质的强度和承载力,从而使得整个结构更加稳定,由此可见,对深基坑支护变形问题进行研究具有十分重要的意义。

1工程概况

工程项目位于某省某市城区中心地段,此处人流车流较大,周边环境较为复杂。基坑东边与16层高层住宅楼相距约25m,北边与城市主干道下穿隧道相距约30m,西北边与下沉式广场相距约25m,西边与7层商住楼相距约25m,南边与砖混4层与7层住宅楼相距7m和20m。

该项目地上包含一栋9层的裙楼和一栋25层的住宅楼,地下基坑4层,基坑开挖面积约10000m2,基坑形状呈不规则多边形,基坑周长约380m,基坑深度约18m。

根据场地勘察报告提供的工程地质状况和地下水情况以及基坑设计资料,确定该基坑支护结构的安全等级为一级。

2监测目的

基坑开挖和管道施工将会对周围构造物及道路产生较大影响，因此在基坑施工过程中对其进行变形监测具有重大意义。为切实保证施工过程中基坑和周边环境安全，通过对一些监测项目进行数据采集，掌握支护结构的变形及稳定性状况，分析基坑周边地下水位、管线以及构造物沉降或位移速率，以便对基坑开挖和施工过程中可能出现的各种不利因素采取及时补救和加固措施，指导施工。具体如下：①为基坑四周构造物、环境进行及时有效的保护提供依据；②验证支护结构承载能力，通过反馈的信息指导基坑开挖和管线施工；③将监测结果反馈给设计单位，为其工程的优化设计提供参考依据。

3深基坑监测方法

3.1现场巡视

现场巡视工作可以通过人眼或其它辅助工具对基坑所存在的自然条件、施工工况等进行观测，对重要结构的稳定性的判断可以得出基坑最基本的安全状况，再结合仪器观测进行监测工作的整体评估。现场巡视工作必须安排监测人员每天进行，现场巡视对于基坑安全是必不可缺的，通过现场巡视可以及时发现险情出现的先兆，一旦出现及时按照预案进行处理，对其做到临危不乱，果断处置。

3.2基准网测量

基准网平面和高程控制测量点位相同,由基准点、工作基点共同组成监测网的首级控制点,绕周边道路一圈组成闭合导线和闭合水准路线,采用一级导线及二等水准精度等级进行施测,高程控制测量按往返测单程双测站实施。

3.3基坑顶部水平位移监测

由观测点及所联测的控制点组成扩展网。对于单个目标位移监测可将控制点与观测点按同级布设。监测点埋设稳定后,基坑开挖前用全站仪坐标法进行各监测点(G1~G19)的初始值观测,满足有关要求后计算各监测点的初始值。水平位移监测以初始值作为以后各期观测值的基准。监测点位移值和累计位移值是将本次坐标值与上次坐标值或及初测坐标值之差求出。监测点G1~G5取X值坐标变化量,G6~G10取Y坐标值变化量,G11~G14取X值坐标变化量,G15~G19取Y坐标值变化量。观测方法及相关限差要求以DB50497—2009《建筑基坑工程监测技术规范》为依据。

3.4对深层水平位移的监测

在对高层建筑深基坑水平位移实施监测的时候,一定要将测斜管在半个月之前就埋入到深基坑当中,而且还应该注意的是,管内的四个导管应该保持相互垂直,同时基坑的边线也保持垂直,从而更好地确保整个斜管不会发生断裂、扭曲和上浮情况。在实际操作过程中,相关的工作人员可以利用测斜仪器来对导槽内部的具体位置移动情况进行准确的测量。

3.5三维激光扫描技术

传统的变形监测技术都是单点测量，对于变形状况的掌握是离散不连续的，这在进行整体分析的时候不能很好的把握具体变形情况，特别是如果变形较大位置恰好没有布设监测点，在出现突发状况时就很难做到及时地应对和处理。采用三维激光扫描技术，可以实现整个面状的测量，所有的变形情况都可以做到具体的把握，对基坑安全有重要保障。但是缺点是仪器成本较高，暂无法普及使用。

3.6锚索应力监测

根据结构设计要求,锚索应力环安装在锚固端,安装时钢绞线锚索从锚索测力计中心穿过,测力计处于钢垫座和工作锚之间。安装过程中应随时对锚索计进行监测,并从中间锚索开始向周围锚索逐步加载以免锚索计的偏心受力或过载。振弦式锚索测力计的手工测量用振弦频率读数仪完成。

本次锚索应力监测仪器采用MSJ-202振弦式锚索测力计、609型测读仪。实施方法为:将读数仪±极电夹连接锚索测力计传感线,锚索测力计传感线黑色线为共享线,分别读取红色、黄色、蓝色线的瞬时频率值,锚索测力计频率值为红色、黄色、蓝色线的频率值均值。

锚索监测点应力的计算公式为:

式中:P锚索监测点应力值,单位为KN;K仪器标定系数,单位为KN/Hz2;Fi锚索测力计三弦实时测量频率的平均值,单位为Hz;F0锚索测力计零点值,单位为Hz。

若初始锚索监测点应力值为PS0,本次(第i次)锚索监测点应力值为PSi,上次(第i-1次)锚索监测点应力值为PSi-1,则本次锚索监测点变化量为:ΔPSi=PSi-PSi-1;累计锚索监测点变化量ΔPS为:ΔPS=PSi-PS0。

4基坑监护变形预警

由于基坑监测与基坑施工同步进行，为了保证基坑施工安全，对于基坑位移变形的预警也同样重要。当监测到坡顶在68小时之内，以大于每小时3毫米的速度连续水平位移，即达到预警值。当监测到的基坑外水位，以大于每24小时500毫米的速度下降了200毫米时，即达到预警值。当周围建筑物以每小时1毫米的沉降率，连续下降68小时以上，并其沉降超过了其自身宽度的1%时，即达到预警值。当自来水管道以每24小时3毫米的速率，水平或者沉降20毫米以上的位移量，即达到预警标准。当天然气管道以每24小时2毫米的速率，水平或者沉降20毫米以上的位移量，即达到预警标准。

结论

改革开放以后，我国的城市基础设施建设水平和能力取得了快速发展，伴随高层建筑数量的不断增加，建筑结构基坑深度也随之不断加深，为了保证基坑周围环境的稳定性，确保基坑支护结构和上部结构的安全正常施工，必须重视基坑的变形监测工作，最大程度本着安全、高效、科学的监测方式，实现工程施工的稳步、安全推进。

参考文献：

[1]侯永涛.深基坑支护安全监测及施工技术[J].科技经济市场，2017，（05）：28-30.

[2]吴新宇.建筑工程深基坑的变形观测分析[J].科技与创新，2016，（10）：89-90.