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基坑工程中基坑结构内力、基坑位移的监测要点分析

323 2021-03-10 17:42:53

   

在基坑工程施工的全过程中,应对基坑支护体系及周边环境安全进行有效的监测,并为信息化施工提供参数。基坑信息化监测的内容包括结构内力、位移监测和环境监测,环境监测包括基坑周边土体及重要建筑物位移、变形监测和地下水位变化监测等,简介如下。

围护结构顶部水平位移和垂直沉降

围护结构顶部水平位移监测主要使用全站仪及配套棱镜组等进行观测。水平位移的观测方法可以采用视准线法、小角度法、控制网法和极坐标法等,根据现场情况和工程要求灵活应用。围护结构顶部垂直沉降监测可参考地表沉降监测。

支撑轴力

根据支撑杆件所采用的材料不同,所采用的监测传感器和方法也有所不同。对于钢支撑,轴力监测采用钢弦式频率轴力计(反力计)焊接于钢支撑固定端;对于钢筋混凝土支撑体系可采用钢筋计均匀布置在该断面的四个角上或四条边上,与主筋串联对焊,通过钢筋与混凝土变形协调条件反算支撑轴力。轴力计安装好后,须注意传感线的保护,禁止乱牵,并分股做好标志;钢筋计焊接过程中须用湿布包裹钢筋计,避免高温导致内部元件失灵,安装完毕后应注意日常监测过程中的传感线的保护,并分股做好标志。


利用用振弦式频率读数仪对轴力计或者钢筋计进行读数,然后利用各传感器的率定曲线计算其受力。支撑轴力量测时必须考虑尽量减少温度对应力的影响,避免在阳光直接照射支撑结构时进行量测作业,同一批支撑尽量在相同的时间或温度下量测,每次读数均应记录温度测量结果。

围护结构体及坑外深层土体水平位移(测斜)

围护结构内的测斜管一般采用绑扎方法固定在钢筋笼上与其一起沉入孔(槽)中。管壁内有两组互为90°的导向槽,固定时使其中一组导槽与围护结构体水平延伸方向基本垂直,长度基本与钢筋笼等长并在管内注满清水,防止其上浮,测斜管管底及管顶用布料堵塞,盖好管盖。


坑外深层土体内测斜采用地质钻机在地层中钻孔(图9-1),孔深通常要大于基坑围护结构深度3~~5m左右,孔径略大于所选用的测斜管的外径,然后将测斜管封好底盖逐节放入孔内,并同时在测斜管内灌满清水,直至放到预定的标高,管壁内有二组互为90°的导向槽,固定时使其中一组导槽与围护结构体水平延伸方向基本垂直,随后在测斜管与钻孔之间孔隙内回填细砂或水泥与黏土拌和的材料,以固定测斜管,配合比应与地层的物理力学性质相匹配。


对于围护结构测斜一般采用孔顶为假设不动点,以孔顶平面位移值作为测斜修正值的测斜方法,对于土体测斜则通常采用孔底为假设不动点进行计算。测试时采用带导轮的测斜探头按0.5m点距由下往上逐点进行读数,采取0°、180°双向读数。在基坑开挖前,完成测斜数据初始值测定工作,并确定初始值。

基坑隆起

回弹监测点的布设可采用回弹标钻孔法埋设法,深度应在开挖面以下0.3m~0.5m,以免开挖时被挖去,回弹标上部钻孔内回填lm高的白灰后再填砂。位移计采用类似的埋设方法,但仪器电缆线需要埋管保护。基坑回弹监测点的布设亦可采用土体分层沉降的监测方式进行布设测点。即钻机在预定孔位上钻孔,孔深由沉降管长度而定,沉降管连接时要用内接头或套接式螺纹,使外壳光滑,不影响磁环的上、下移动。在沉降管和孔壁间用膨润土球充填并捣实,至底部第一个磁环的标高,再用专用工具将磁环套在沉降管外送至填充的黏土面上,施加一定压力,使磁环上的三个铁爪插人土中,然后再用膨润土球充填并捣实至第二个磁环的标高,按上述方法安装第二个磁环,直至完成整个钻孔中的磁环埋设。


开挖前回弹标的高程可采用回弹标式和分层沉降磁环标的监测方法。土体分层沉降的监测方法是先用水准仪测出沉降管的管口高程,然后将分层沉降仪的探头缓缓放入沉降管中,当接收仪发生蜂鸣或指针偏转最大时,就是磁环的位置,自上而下依次逐点测出孔内各磁环至管口的距离,换算出各点的沉降量。回弹标开挖后的高程可采用高程传递法进行监测。位移计的监测方法是在开挖过程中,及时测取其频率,并与初始频率比较,然后根据频率与位移的换算公式,计算其竖向位移量。

立柱沉降

基坑开挖过程中由于土体卸载,基坑回弹,中间柱会向上隆起其作为水平支撑的临时立柱,对支撑安全起着重要作用,对隆起量的监测控制,是保证支撑安全的主要因素之一。中间柱的监测方法以全站仪量测法为主,也可以采用水准仪法,但水准仪法危险系数较大,因此现场须建立安全监测的通道。具体量测方法可参考地表沉降或围护结构顶部沉降监测。

基坑自动监测系统

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