深基坑监测技术在建筑工程中的应用曾习文

深基坑监测技术在建筑工程中的应用曾习文

广东天信电力工程检测有限公司510700

摘要:随着经济的不断发展,我国土地资源的利用率越来越高,开发利用地下空间已是当前普遍的一种现象,因此,深基坑施工的建筑工程施工中占有重要的部分。以往确定基坑设计和施工方案只按照室内土工试验参数和地质勘察资料,因为地下土体性质、施工环境、荷载条件非常复杂,存在着许多不确定因素,因此,实时监测在施工过程中引发的环境、邻近建筑物、土体性状、地下设施的变化已成为建筑工程施工必不可少的重要环节。根据深基坑的不同安全级别,分析监测所得的数据,从而指导深基坑工程的设计、施工。

关键词:建筑工程;深基坑监测技术;应用

1深基坑监测技术概述

1.1监测内容

根据《建筑深基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009),深基坑监测的主要内容有曾习文广东天信电力工程检测有限公司15018402556

(见表1)。[1]

注:表中符号△表示必测,○表示宜测,×表示可测。

1.2监测精度要求

深基坑监测时,对监测精度有以下几点要求:

采用水准仪进行高程测量,需往返观测或闭合路线观测:根据规范要求每月都要复测水准点,复测中误差不大于0.2mm,水准观测精度为每公里中误差不超过±0.3mm。水准附合路线,其附合差不超过±1.0√Nmm(N为测站数);(2)深基坑围护结构测斜误差≤0.5mm;(3)监测水平位移误差≤1mm;(4)水准仪“i”角控制在6s内,每月都需进行“i”角检验。[2]

2深基坑监测技术在建筑工程中的应用

2.1周边环境监测

(1)邻近建筑物沉降监测也称周边环境监测,一般使用精密水准仪,监测方法沉降观测采用二等闭合导线水准测量,在远离施工影响范围内的稳定地段设置BM1与BM2两个基准点,基准点相互近期校测和联测,各观测点的观测值均以高程进行换算。在基桩施工开始前对各观测点进行初次观测(二次),并取二次观测平均值为该点初始值,其后各观测点前后观测值之间及与初始值之间进行对比计算,得到本次变形值、累计变形值与变形量曲线。[3]

(2)道路管线监测主要是对基坑周边的道路和管线进行水平和竖直位移(即沉降)监测,方法与常规水平位移和沉降测量相同,需要注意的是水平位移和沉降测量的控制点设置于距离基坑2.5~3倍位置。

2.2(坡)顶水平位移监测

坡顶水平位移是围护结构变形最直观的体现,一般使用全站仪,通过小角度法、视准线法等可以对特定方向上的水平位移进行测定;也可以采用极坐标法、前方交会法等对任意方向上的水平位移进行测定。需要注意水平位移基准点应该设置于基坑开挖深度2.5~3倍范围且不受施工影响的稳定区域

2.3深层水平位移监测

深层水平位移监测主要是针对基坑土体在不同深度处的水平位移进行监测。主要方式为根据支护结构和受力特性以及基坑周边环境等情况,在基坑的关键位置预埋设测斜管,并在基坑开挖后定期使用测斜仪测量取值,计算基坑不同深度处的水平位移,处理数据得到相关深度处的倾斜情况和时间变化曲线。

2.4其他监测

(1)支撑内力监测主要是施工过程中用锚杆测力计来监测锚杆实际受力情况。钢筋应力检测则主要采用轴力计或应变计测量。需注意应力计量程应该是设计值的2倍,精度不宜低0.5%F•S,分辨率不宜低于0.2%F•S。坑底隆起监测。

(2)坑底隆起(回弹)可通过设置回弹监测标,采用几何水准法进行监测,仪器主要使用精密水准仪。

(3)土压力监测主要使用土压力计量测,需注意上限应该是设计压力值2倍,精度不宜低0.5%F•S,分辨率不宜低于0.2%F•S。

(4)孔隙水压力监测采用钢弦式或应变式等孔隙水压力计测量。

(5)地下水位监测主要通过孔内设置水位管,采用水位计进行测量,地下水位测量精度不宜低于10mm,水位管应在基坑开始降水前至少一周埋设。

3基坑监测展望

3.1信息化施工

信息化施工就是指充分利用基坑开挖所监测到的岩土及结构体变形和结构变化等大量信息,通过与勘察、设计的比较与分析,在判断前段设计与施工合理性基础上,反馈分析与修正岩土力学参数,预测后续工程可能出现新行为与新动态,进行施工设计与施工组织再优化,以指导后续开挖方案、方法、施工,排除险情,实现最佳工程。信息化施工涉及面十分广泛,而岩土工程因为其复杂性和工程性质研究的滞后性,我国目前还并不能完全实现信息化施工,在实际工程中仍采用半经验半理论的方法,经过几十年的工程实践,在经验和教训中通过累计丰富的基坑工程资料,从而验证和完善设计理论,提出优化方案。通过把现场监测和理论指导结合起来,在不久的将来,我国一定可以完全实现信息化施工。

3.2自动化监测

自动化监测技术能够实现全天候无人值守,自动化程度高,节省人力物力,对施工影响小。我国自动化监测技术研究起步较晚,但是发展迅速,通过将计算机控制技术、微波通讯技术、GPRS、卫星通讯技术、无线传感器技术等交叉应用研发了GPS一机多天线边坡远程自动化变形监测系统、滑坡自动化监测系统等在实际工程中得到了运用和证明。自动化监测技术未来可能会向集成化、自动化、智能化的方向不断发展。

3.3设备先进化

设备先进化是指随着科学技术的不断发展,基坑监测的仪器也会变的多样化,同时测量精度也会不断提高。随着电脑软件的不断发展,基坑监测的数据处理软件也会不断更新。

3.4数据挖掘

数据挖掘是一种从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中,提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程和技术。对于基坑监测来讲,由于岩土地质的复杂性和岩土力学理论的不成熟,很多关系都是通过监测数据进行拟合分析,拟合过程非常耗费人力物力,因此,数据挖掘技术未来可能会在基坑监测中得到发展应用,帮助我们从繁多复杂的监测数据中自动发掘出各种观测量之间、原因量和效应量之间,观测量与施工过程之间的相关关系这方面发展。

4结束语

综上所述,随着城市建设的不断发展,基坑监测及其周边建筑物沉降观测越来越被人们所重视,然而因为我国基坑监测技术起步较晚,目前深基坑监测工作中监测成果反馈水平、信息化施工程度比较差。监测单位以及人员不应仅仅满足于收集监测数据,对数据仅仅进行简单处理,还应该用实际监测数据检验和发展设计理论,以达到设计优化的目的,节省工程投资。同时采用自动化监测系统,建立一种实时动态联系,真正实现信息化施工。

参考文献

[1]刘招伟,赵运臣.城市地下工程施工监测与信息反馈技术[M].北京:科学技术出版社,2006.

[2]崔国宏,徐礼华.土木工程建筑物变形分析与预报技术研究[J].地理空间信息,2004(3):10-12.

[3]乐世铭,关于城市深基坑变形监测中的问题及新技术应用研究[J].科技创新与应用,2010,2(28):44-45.

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