浅谈基坑监测中的内部位移监测

2022-09-19

一、概述

基坑支护工程是属于风险性大的工程, 基坑项目的施工应遵照设计单位的设计、执行有关规定, 保证基坑工程本身及周边环境的安全。根据设计单位的设计要求及规范要求, 基础施工应与监测同时进行并相互协调。基坑内外的土体在基坑施工开挖的过程中进过长期暴晒或是雨水的浸泡, 土体的原始状态发生变化。因为土体的原始状态和土体的应力状态发生巨大的改变, 由量变积累到一定程度发生质变, 进而引起了基坑的土体和基坑工程的围护结构发生了变形。如果基坑围护结构的变形值和内力变化超过了基坑监测规范所容许的范围值, 就会造成基坑结构主体的失稳破坏, 甚至对基坑及周围建筑物、环境造成破坏性的影响。

在基坑施工的全部过程中, 必须对基坑工程的支护结构、周围的土体和相邻的建筑物进行动态监测。如果出现异常情况下, 应及时反馈业主单位、设计单位、施工单位和监理单位等, 并采取必要的工程应急措施, 甚至改变设计内容和调整设计的相关技术参数和, 能够确保基坑工程顺利的实施。

二、实施基坑监测目的是:

(1) 动态基坑支护结构工程和周边建筑物、周边现场环境的安全性情况。;

(2) 验算证明设计单位所采用的有关假设和参数计算, 并进行及时的修正和完善相关设计及参数;

(3) 给基坑建设的施工单位不断地提供施工经验, 提高施工单位在基坑工程的结构设计能力和施工的技艺。

深层土地位移是指在基坑的围护及桩墙和土地在不同深度上的水平位移。测斜仪是一种能够精确地测量土地深层水平位移的精密仪器。测斜仪是由测斜管、测读仪、测斜探头和连接电缆4个部分组成的。根据规定测斜管一般在基坑开挖前, 就埋设于基坑围护桩墙内和土体内。根据其制造材料, 社会上将测斜管分为铝合金材料和塑料 (PVC) 材料两种。测读仪是将倾斜角或其正旋值来显示探头的测量值显示出来的读数仪表。测斜管内有2条十字形对称分布的凹槽。探头是测斜仪的倾角传感原件, 外观为细长金属滚轮状。连接电缆是连接测斜探头和测读仪的一条导线, 使用测斜仪的工作原理可以监测土体、或永久性的、临时的性地下结构 (连续墙、桩和沉井等) 深层水平位移。

三、测斜管安装

1. 测斜仪的安装分为两种, 一种是绑孔埋设式安装 (见下图) , 一种是钻孔埋设式安装。

绑孔埋设式的方法比较方便, 测量数据也多精准些。绑扎埋设式是事先在现场将测斜管组装好后, 测斜管底部密封好, 绑扎在桩墙的钢筋笼上。测斜管随钢筋笼一起下放到钻孔钢筋槽内, 并将钢筋笼浇筑在混凝土中。钻孔埋设式是预先在基坑边的土层中进行钻孔, 钻孔孔径应是略大于测斜管的外径。钻孔不塌孔, 将测斜管封好底盖, 逐节安装下放到钻孔内, 浇筑混凝土稳定测斜管。

2. 测斜孔的埋设原则

(1) 基坑周围重点监护对象 (如地下管线、建筑物) 的最近的围护段。

(2) 基坑监测点布置深度应大于基坑围护体入土深度, 至少相同。

(3) 测斜孔布置在基坑平面上变形值最大的位置处, 或者设置在水平支撑结构的两道支撑之间。测斜孔的孔与孔之间布置间距应为30m左右, 基坑的边每个方向至少布置1个监测点。

(4) 基坑局部挖深加大处、基坑开挖时围护结构暴露最早区域、需要指导后继施工的区段。

3. 测斜管埋设要求

(1) 埋设前测斜管, 应该检查测斜管的质量是否合格, 测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准无误。测斜管的接头处应用螺丝刀拧紧螺丝将测斜管固定拧紧, 缠绑胶布密封处理好, 并注意保证管口的封盖性完好;

(2) 测斜管长度应大于基坑围护墙深度和所监测土层的深度;当测斜管下部管端作为位移基准点时, 应保证测斜管进入稳定的土层2~3m;测斜管与钻孔之间空隙应填充密实;

(3) 测斜管埋设时测斜管应保持竖直无扭转, 测斜管的导槽方向应与需要测量的方向一致。

四、监测技术

1. 测斜仪监测方法

测斜管的埋设应该在基坑工程施工前15天埋设完成, 在基坑工程开挖之前的3天内进行复测2次。把探头在测斜管内等待超过5分钟后, 让探头与管内温度一致后, 记录测量值。通过测斜仪的稳定读数来识别测斜管处于稳定状态后, 取其平均值作为初始值, 才能正式开始测量工作。每次测量都应该测量都是同一个槽口。每次测量时, 应将探头滚轮对准与所测位移方向一致的槽口处, 滚轮高处朝向基坑内部先, 缓慢放至管底。每隔0.5米读数一次, 并做好记录, 待探头提升至管口处。在第2次测量时, 将探头滚轮旋转180°后, 将探头滚轮对准与所测位移方向一致的槽口, 滚轮低处朝向基坑内部。再按上述方法测量, 两次测量在同一位置上, 各测点的读数应该是数值接近, 符号相反。数据如有疑问的, 应该及时复测。测斜管口附近应该有地表水平位移监测点。以便测斜数据和地表水平位移监测数据的对比。