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岩土研究院

建筑基坑工程需要监测哪些项目?

429 2021-09-16 16:58:11


根据现有基坑工程有关的规范体系及工程监测经验,本次调研的监测项目分为支护墙体、支撑体系及环境三大部分。根据基坑侧壁安全等级,每个监测项目的监测等级按现行规范规程分为应测、宜测、可测三种。调研时,由专家根据我国各地地质条件、基坑工程监测现状和有关工程经验提出了意见。

(1)围护墙

1)墙(坡)顶水平位移和竖向位移

通过对围护墙(坡)顶水平位移和竖向位移监测,可以掌握围护墙(坡)体在基坑挖土施工过程中的平面和竖向变形情况,用于同设计比较,分析对周围环境的影响。而围护墙顶沉降值对掌握支护墙下卧层变形状况、防止整体滑移以及"两墙合一"逆作法施工中分析差异沉降对主体结构影响都有很大意 义。

2)墙体深层水平位移

支护结构在基坑挖土后,基坑内外的水土压力平衡要依靠围护墙体和支撑体系。围护墙体在基坑外侧水土压力作用下,会发生变形。要掌握围护墙体的侧向变形,即在不同深度上各点的水平位移,需要通过对围护墙体的测斜来实现,以便掌握支护结构的整体状况。这是较深基坑工程监测中一项重要的基本内容。


3)墙体内力

支护结构设计计算书一般可提供围护墙体的理论计算结果,如弯矩和剪力等,但实际工程中由于勘察提供的数据与实际土体状况、理论计算和实际受力状况都存在一定差异,因此对围护墙体内力监测十分必要。工程中主要是针对围护墙体的弯矩监测,通过测试围护墙体内的主筋受力来分析围护墙体承受的弯矩,以防止围护墙体因强度不足而导致支护结构破坏。

(2)支撑体系 1)内支撑体系

内支撑体系的监测分为支撑轴力、立柱位移。

支撑基本上承受压力,但也存在偏心荷载和横向力(如上部的施工荷载等),支撑的弯曲变形或侧向变形过大可能引起支撑失稳。另一方面,所计算的支撑轴力为理论值,实际工程中,由于温度影响、施工偏差等引起的附加内力,在计算中难以精确分析,通过监测则能了解支撑实际的受力状况。

立柱位移直接反应支撑的位移,它对支操会引起附加弯矩。立柱主要考虑竖向位移,对在基坑开挖中,或因为土体的隆起引起立柱的抬升,或因上部竖向荷载产生立柱的沉降,这些目前理论上尚难以计算,工程中通过对立柱位移的监测,可以掌握立柱实际位移,以便作到信息化施工。

2)外拉锚体系

外拉锚体系包括两类,一类是锚杆支护,主要是监测锚杆轴力;另一类是顶部外拉锚,这种坑顶外拉锚的受力特点是依靠锚碇(桩)前的土体,因此监测锚碇(桩)的位移就显得十分重要。

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(3)周边环境 1)地下水位监测

地下水是影响基坑安全的一个重要因素。降低地下水位一般或多或少会造成周边地表沉降、临近管线或房屋下沉等影响。在采用止水帷幕的工程中,也有可能因为帷幕施工质量问题而发生渗漏,或者因为帷幕埋深不足而发生绕渗。渗流的后果往往会引起土层的颗粒被带走,造成坑外水、土流失。降水和水、土流失对周围环境的沉降影响范围较大,有时可达到数倍基坑开挖深度以外。进行地下水位监测可以预报由于地下水位不正常下降,控制地下水位变化,防止引起的周边地表沉降。此外承压水在深基坑中往往会造成基底突涌,因此承压水的监测也是一项重要内容。

2)坑底回弹

基坑的挖土过程是对基坑底下的土体卸荷的过程。随着基坑内土体的开挖,坑底下层的土压力随之减少,引起坑内土体回弹。另外,由于基坑内土体的开挖,使坑内外的士体形成一个压力差,坑外十体通过围护墙体往坑内侧移,由此增加围护墙体的水平变形。在砂性土地区,在动水压力作用下还可能产生管涌等现象,对基坑的安全危害较大。进行基坑回弹监测可使人们及早发现问题,采取必要的防治措施。

3)土体分层竖向位移。

土体分层竖向位移监测是为了掌握土体中不同深度处的变形情况,同时可以对坑外的土体通过围护墙体底部涌入基坑的不利情况提供预警信息。

4)墙后地表沉降

墙后地表沉降虽然不是直接对建筑物和地下管线进行测量,但它的测试方法简便,可以根据理论预估的汇降分布规律,较全面地进行测点布置,以全面地了解基坑周围地层的变形情况,有利于对建筑物和地下管线等进行监测分析。

5)墙体侧向水土压力

目前水、土压力理论计算值同实际水、十压力值还存在一定差异,特别是水土压力在不同土质、不同支护结构变形下的差异更难以确定,而水土压力的分布是支护结构设计以及引起基坑支护结构实际内力和变形的关键技术因素,因此对围护墙体内外侧的水土压力进行监测能全面分析和掌握支护结构的受力情况。 6)周围建(构)筑物、地下管线的变形

受基坑挖土等施工的影响,基坑周围的地层会发生不同程度的变形,地层的变形会对周围建筑物、地下管线等产生不利影响。为防止由于基坑开挖而影响周围建筑物、地下管线的正常使用和安全,在进行基坑支护结构监测的同时,应监测周围建筑物、地下管线的变形。