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岩土研究院

基坑工程监测安全要点

377 2021-04-14 13:36:44

基坑工程中支护结构的变形、受力、位移由于受地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他因素的复杂影响,很难单纯从理论上准确计算,而这些特征值又是影响基坑安全、施工安全的重要标志。因此,在理论分析指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。


基坑监测设计的目的和要求


基坑工程监测是基坑工程施工中的一个重要环节,组织良好的监测能够将施工中各方面信息及时反馈给基坑开挖组织者,根据对信息的分析,可对基坑工程围护体系变形及稳定状态加以评价,并预测进一步挖土施工后将导致的变形及稳定状态的发展。根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度,以制定进一步施工策略,实现所谓信息化施工。

岩土工程

由于基坑工程监测不仅仅是一个简单的信息采集过程,而是集信息采集及预测于一体的完整的系统,因此,在施工前应该制定严密的监测方案。一般来讲,监测方案设计包括下述几个方面∶


1.确定监测目的

根据场地工程地质和水文地质情况、基坑工程围护体系设计、周围环境情况确定监测目的。监测目的主要有三类∶


(1)通过监测成果分析预估基坑工程围护体系本身的安全度,保证施工过程中围护体系的安全。


(2)通过监测成果分析预估基坑工程开挖对相邻建(构)筑物的影响,确保相邻建(构)筑物和各种市政设施的安全和正常工作。


(3)通过监测成果分析检验围护体系设计计算理论和方法的可靠性,为进一步改进设计计算方法提供依据。该项目的具有科研性质。


不同基坑工程的监测目的应有所侧重。当用于预估相邻建(构) 筑物和各种市政设施的影响,要逐个分析周围建(构)筑物和各种市政设施的具体情况,如建筑物和市政设施的重要性,可能受影响程度、抗位移能力等,确定监测重点。


2.监测内容和要求

1)支护结构的监测

(1)支护结构水平位移监测


根据基坑的大小,一般每间隔 6~8m 布设一个监测点,在关键部位适当加密布点。基坑开挖期间,每隔2~3 天监测1 次,位移较大时每天监测 1 ~2 次。考虑到施工场地狭窄、测点常被阻挡的实际情况,可用多种方法进行监测。


一是用铟钢丝、钢卷尺两用式位移收敛计对支护结构进行收敛量测。


二是用精密光学经纬仪进行观测。在基坑长直边的延长线两端静止的构筑物上设观测点和基准点,并在观测点位置旋转一定角度的方向上设置校正点,然后监测基坑长直边上若干测点的水平位移。


三是用钢丝式伸缩计进行量测,仪器的一端放在支护结构顶部,另一端在稳定的地段上并与自动记录系统相联,可连续获得水平位移曲线和位移速率曲线。根据经验,基坑开挖时的影响范围约为开挖深度的1~2 倍。因此用于平面位移及高程位移的基准点(控制点),一般应设置在距基坑边 2.5~3.0 倍开挖深度的距离以外,以保证基准点在影响范围以外。平面控制点的后视方向宜更远一些为好。


(2)支护结构倾斜监测

根据支护结构受力及周边环境等因素,在关键的地点钻孔布设测斜管,用高精度测斜仪定期进行监测,也可在基坑开挖过程中在支护结构侧面用光学经纬仪观测支护结构的倾斜,以掌握支护结构在各开挖施工阶段的倾斜变化情况,及时提供支护结构深度—水平位移—-时间的变化曲线及分析计算结果。


(3)支护结构沉降观测

可按常规方法用 DSI 型精密水准仪对支护结构的关键部位进行沉降观测。


(4)支护结构应力监测

用钢筋应力计对桩身钢筋和锁口梁钢筋中较大应力断面处的应力进行监测,防止支护系统的结构性破坏。


(5)支撑受力监测

施工前进行锚杆现场抗拔试验以求锚杆的容许拉力。施工过程中用锚杆测力计监测锚杆的实际承受力。对钢管内支撑,可用应力传感器或应变计等监测其受力状态的变化。


(6)基坑开挖前支护结构完整性检测

用低应变动测法检测支护桩身是否断裂、缩颈、严重离析和夹泥等,并判定缺陷在桩身中的位置。


2)周边环境的监测

(1)邻近建筑物的沉降、倾斜及发生时间和发展过程的监测;

(2)邻近道路、地下管网设施的沉降和变形监测;

(3)边坡土体的位移和沉降监测。包括对岩土性状受施工影响而引起变化的监测相对土体深部分层沉降及倾斜进行监测。该项监测可及时掌握基坑边坡的整体稳定性,及时查明土体中可能的潜在滑移面位置;

(4)桩侧土压力测试。桩侧土压力是支护结构设计计算中很重要的参数,常要求进行测试。可用钢弦式或电阻应变式压力盒或应力铲测试桩侧土压力在施工的不同阶段的分布和变化情况;

(5)基坑开挖后的基底隆起观测。包括由于开挖卸荷基底回弹的隆起和由于支护结构变形或失稳引起的隆起监测;

(6)土层孔隙水压力变化的测试。一般用振弦式孔隙压力计、电阻式测压计和数字式钢弦频率接收仪进行测试;

(7)当地下水位的升降对基坑开挖有较大影响时,应进行地下水位动态监测以及渗漏、冒水、管涌、冲刷的监测;

(8)肉眼巡视与裂缝观测。经验表明,由有经验的工程师每天进行肉眼巡视观测是很有意义的。肉眼巡视主要是对锁口梁、邻近建筑物及邻近地面的裂缝、塌陷和支护结构工作失常、流土、渗漏或局部管涌等的发生和发展进行记录、检查和分析。