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摘要:岩土工程监测的内容有基坑围护工程监测、滑坡与崩塌灾害监测、泥石流监测。本文主要对这三方面的监测进行分析,采取必要的措施,避免出现事故,从而保证工程质量。
关键词:岩土工程;施工;现场监测
中图分类号: TU7 文献标识码: A
基坑工程监测分析
基坑监测的重要性与目的
基坑开挖现场监测是基坑施工过程中不可缺少的一项工作,是基坑工程的重要组成部分,是保证开挖基坑过程中周边环境安全与围护结构的重要方法。因为在基坑支护工程的设计与施工中具有很多的不可确定因素,在施工前不能做到考虑全部的因素,并且岩土工程地质勘察报告资料给出的信息的也就是重要位置的土层参数,随着大力推动施工,土层参数也产生了不断地改变,怎样随时掌握与反馈基坑施工期间的变化状况,一定要经过跟踪监测来完成,保证施工信息化。所以检验设计基坑支护工程的合理性和施工质量的好坏最直接有效的办法就是进行基坑支护现场监测工作,它对加强基坑设计水平,评价基坑设计理论计算假定、与设计经济性、安全性、結果的合理性,保证开挖基坑施工的安全具有无法代替的作用。
基坑工程现场监测的目的主要有下列几方面:
为开展施工提供及时有效的反馈信息。
为基坑附近环境进行有效、及时地保护给予根据。经过对地下管线、相邻建筑物、邻近土层的现场监测,环境保护方案与基坑开挖方案验证的准确性,及时分析产生的问题,对周围环境采用措施进一步加大保护。
反馈优化设计应用监测结果,为改造设计提供依据。
经过对理论预测值和监测结果的分析、比较,能够检验设计理论的正确性。所以,监测工作也是发展设计理论的重要手段。
基坑监测方法分析
1、传统方法
监测基坑坑壁土体侧向变形常常使用测斜管。测斜管管径的选取影响监测数据的正确性和监测过程的正常进行,一般要结合开挖基坑深度、支护结构的预计变形量与监测经验综合选取;测斜管安装(埋设)要牢靠,孔边要填充密实,确保接管质量与垂直度,避免堵管。埋设测斜管钻孔时,要准确选择钻孔参数与钻头类型,来确保钻孔质量;测斜管中的导槽要垂直于基坑边,来确保测试数据的正确,否则就需要修正。
分析比较测斜仪与全站仪在基坑施工期间变形监测原理与适用性,得出:
(1)使用全站仪对深基坑侧向位移观测要采取极坐标法进行,如果不考虑基准点误差,测点点位中误差可以靠近工程测量规范规定的三等变形监测精度,大于四等精度,满足普通基坑工程要求。
测斜仪精度根据探头测角精度计算能够满足一级以下的要求,整个测斜系统精度满足建筑物变形测量规定的二等或二等之下要求;全站仪操作简便,方便灵活,费用很低。运用它对基坑侧向位移进行观测时,观测精度会受到人员、环境与仪器的影响很大。测斜仪观测精度偏高,获得的信息多,然而费用很高。
采取测斜仪观测,观测值受测斜管扭转与极限变形和测斜管和土体变形协调等系统问题的影响。
考虑基坑工程的特征与其对监测工作的要求,可采取很多种监测方法进行相互补充与校核,多方考虑监测系统的可靠性、适用性、经济性与信息丰富性。
水准测量是基坑坑壁土体水平位移测量的重要方法之一,为了准确测量坑壁土体位移,需要把工作基点的位移准确测量,才可以推算坑壁土体表面待测点的水平位移。
监测新方法
(1)自动变形监测系统。由日本SOKKIA公司自动型NET系列的全站仪、圆棱镜、AutoMoS软件、计算机与专用通讯供电电缆构成。该系统具有自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化功能。是进行各种建构筑物滑坡监测、自动变形监测、地下隧道结构变形监测与露天矿开采的理想系统。
(2)基于HC7的分布式基坑监测预警系统和信息管理,是在HC7图形可视化技术前提下,系统地实现了全面采集区域内很多基坑地质勘察、设计、施工等资料与监测仪器、监测数据、测点信息、附近建筑物等有关资料,同时在这个基础上达到了信息的存储、处理、分析、查询、预测、预警与输出成果的自动化。系统采取C/S结构实现多人协作和信息共享,在网络环境下能偶高效运行,为基坑监测提供了一个功能很大的信息平台。
(3)分布式光电传感技术,是将传感光纤按照一定的工艺粘贴在埋置于土体中的测斜管上,由传感光纤实测的应变分布,可以实现深部土体水平位移的在线监测。通过室内的模型模拟试验,由实测的光纤应变可以准确地得到测斜管上任意一点的水平位移。
二、滑坡与崩塌监测分析
(一)监测目的
经过滑坡监测,能够了解与掌握滑坡体的演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特点信息,为准确分析、评价滑坡与滑坡预报、预测等给予科学依据与可靠资料。
监测内容
滑坡、崩塌监测的内容,分为:宏观前兆监测;变形监测;相关因素监测(如图1所示)。
图1 某区滑坡治理监测平面测点布置图
滑坡、崩塌变形监测
通常包含倾斜监测与位移监测,和与变形相关的物理量监测。
倾斜监测。分为地面倾斜监测与地下(竖井、钻孔、平洞等)倾斜监测,监测滑坡、崩塌的角变位和倾摆、倾倒变形与切层蠕滑。
位移监测。分为地下(钻孔、平硐内等)的与地表的相对位移监测与绝对位移监测,是监测的重要内容与主要内容。
与滑坡、崩塌变形相关的物理量监测。通常包含推力、地应力监测与地温、地声监测等。
2、滑坡、崩塌形成和变形相关因素监测
(1)地表水动态。包含和滑坡、崩塌形成与活动相关的地表水的流量、含沙量、水位等动态变化,和地表水冲蚀状况与冲蚀作用对崩塌、滑坡的影响。
(2)地下水动态。包含滑坡、崩塌范围内井、洞、坑、钻孔、盲沟等地下水的水压、水位、水温、水质、水量等动态变化,泉水的水质、水温、流量等动态变化,土体含水量等的动态变化。
3、滑坡、崩塌变形破坏宏观前兆监测
(1)宏观形变。包含破坏滑坡、崩塌变形之前经常产生的前缘岩土体局部坍塌、鼓胀、剪出与地表裂缝,与地面或建筑物的损坏等。测量其发生变形量、部位与其变形速率。
(2)宏观地声。监听在破坏滑坡、崩塌变形之前经常产生的宏观地声,与其发声地段。
(三)检测方法
滑坡、崩塌变形监测方法,可分为地下变形监测、地表变形监测、和滑坡、崩塌变形相关的物理量监测及和滑坡、崩塌形成、活动有关因素的监测等,有许多方法,需要按照滑坡、崩塌特征,本着少而精的原则选择。
泥石流监测分析
泥石流监测内容
泥石流监测内容,分为形成条件(气象水文条件、固体物质来源等)监测、运动特点(动力要素、流动动态要素与输移冲淤等)监测、流体特点(物质构成与其化学物理性质等)监测。
新型泥石流预警监测系统
预警监测系统组成
该系统由泥水位报警仪子系统、雨量计子系统、视频监控子系统以及集成软件子系统组成。
系统关键技术
该系统集成了多种技术,包括数据GPRS/GSM通信、视屏图像CDMA快速回传、软件重用技术、编译技术、数据挖掘技术、组件构造及接口技术、数据信息表象GIS等。 同时,系统综合运用RS和GIS以及水文地质信息综合分析算法,并通过模糊数据统计法和抽样统计法、模糊综合分析法和主成分分析法,结合当地的气象(部分站点已与当地气象局联网,资源共享)、水情和地质历史信息,建立决策子系统。该子系统可以分析得出预警值作为当地的报警限制值,同时求得最优的人员转移路径,为系统的进一步研究开发奠定了基础。
系统应用优缺点
此项泥石流监测预警技术应用时间不长,且运用实例相对较少,结合长江上游水土保持重点防治区滑坡泥石流预警系统建设项目的实施,可知该系统具有以下优缺点:(1)系统设备研制、采购简单,施工安装工期短,可对突发性地质灾害及时监测预警;(2)改变了以往泥石流监测预警主要依靠人工观测,监测方法单一,数据采集、管理、保存手段落后,夜间监测工作难等局面;(3)雨量、泥水位、视频数据可自动采集、记录、处理,节省了人力,提高了效率,提高了预报的合理性和可信度,同时报警信息的无线传输提高了预警决策的时效性;(4)监测报警仪器设备的安装需要在完成相关土建工程(泥水位观测断面等)的基础上开展,必须进行统筹安排,制定切实可行的工作计划;(5)目前已安装监测报警设备的站点未发生泥石流活动,从而未进行报警,无法对监测仪器的灵敏性、有效性进行实例考证。
结束语
本文对基坑工程检测,滑坡、崩塌监测,泥石流监测进行分析,采用科学合理的方法进行检测,同时研究使用新的监测技术,从而保证工程质量,促进岩土工程发展。
参考文献
[1]张建全.北京某深基坑工程施工监测与成果分析[J].工程勘察,2010(02).
[2]胡正华,金瓯,陈成振.软黏土地区深基坑施工监测研究[J].铁道建筑,2011(07).
关键词:岩土工程;施工;现场监测
中图分类号: TU7 文献标识码: A
基坑工程监测分析
基坑监测的重要性与目的
基坑开挖现场监测是基坑施工过程中不可缺少的一项工作,是基坑工程的重要组成部分,是保证开挖基坑过程中周边环境安全与围护结构的重要方法。因为在基坑支护工程的设计与施工中具有很多的不可确定因素,在施工前不能做到考虑全部的因素,并且岩土工程地质勘察报告资料给出的信息的也就是重要位置的土层参数,随着大力推动施工,土层参数也产生了不断地改变,怎样随时掌握与反馈基坑施工期间的变化状况,一定要经过跟踪监测来完成,保证施工信息化。所以检验设计基坑支护工程的合理性和施工质量的好坏最直接有效的办法就是进行基坑支护现场监测工作,它对加强基坑设计水平,评价基坑设计理论计算假定、与设计经济性、安全性、結果的合理性,保证开挖基坑施工的安全具有无法代替的作用。
基坑工程现场监测的目的主要有下列几方面:
为开展施工提供及时有效的反馈信息。
为基坑附近环境进行有效、及时地保护给予根据。经过对地下管线、相邻建筑物、邻近土层的现场监测,环境保护方案与基坑开挖方案验证的准确性,及时分析产生的问题,对周围环境采用措施进一步加大保护。
反馈优化设计应用监测结果,为改造设计提供依据。
经过对理论预测值和监测结果的分析、比较,能够检验设计理论的正确性。所以,监测工作也是发展设计理论的重要手段。
基坑监测方法分析
1、传统方法
监测基坑坑壁土体侧向变形常常使用测斜管。测斜管管径的选取影响监测数据的正确性和监测过程的正常进行,一般要结合开挖基坑深度、支护结构的预计变形量与监测经验综合选取;测斜管安装(埋设)要牢靠,孔边要填充密实,确保接管质量与垂直度,避免堵管。埋设测斜管钻孔时,要准确选择钻孔参数与钻头类型,来确保钻孔质量;测斜管中的导槽要垂直于基坑边,来确保测试数据的正确,否则就需要修正。
分析比较测斜仪与全站仪在基坑施工期间变形监测原理与适用性,得出:
(1)使用全站仪对深基坑侧向位移观测要采取极坐标法进行,如果不考虑基准点误差,测点点位中误差可以靠近工程测量规范规定的三等变形监测精度,大于四等精度,满足普通基坑工程要求。
测斜仪精度根据探头测角精度计算能够满足一级以下的要求,整个测斜系统精度满足建筑物变形测量规定的二等或二等之下要求;全站仪操作简便,方便灵活,费用很低。运用它对基坑侧向位移进行观测时,观测精度会受到人员、环境与仪器的影响很大。测斜仪观测精度偏高,获得的信息多,然而费用很高。
采取测斜仪观测,观测值受测斜管扭转与极限变形和测斜管和土体变形协调等系统问题的影响。
考虑基坑工程的特征与其对监测工作的要求,可采取很多种监测方法进行相互补充与校核,多方考虑监测系统的可靠性、适用性、经济性与信息丰富性。
水准测量是基坑坑壁土体水平位移测量的重要方法之一,为了准确测量坑壁土体位移,需要把工作基点的位移准确测量,才可以推算坑壁土体表面待测点的水平位移。
监测新方法
(1)自动变形监测系统。由日本SOKKIA公司自动型NET系列的全站仪、圆棱镜、AutoMoS软件、计算机与专用通讯供电电缆构成。该系统具有自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化功能。是进行各种建构筑物滑坡监测、自动变形监测、地下隧道结构变形监测与露天矿开采的理想系统。
(2)基于HC7的分布式基坑监测预警系统和信息管理,是在HC7图形可视化技术前提下,系统地实现了全面采集区域内很多基坑地质勘察、设计、施工等资料与监测仪器、监测数据、测点信息、附近建筑物等有关资料,同时在这个基础上达到了信息的存储、处理、分析、查询、预测、预警与输出成果的自动化。系统采取C/S结构实现多人协作和信息共享,在网络环境下能偶高效运行,为基坑监测提供了一个功能很大的信息平台。
(3)分布式光电传感技术,是将传感光纤按照一定的工艺粘贴在埋置于土体中的测斜管上,由传感光纤实测的应变分布,可以实现深部土体水平位移的在线监测。通过室内的模型模拟试验,由实测的光纤应变可以准确地得到测斜管上任意一点的水平位移。
二、滑坡与崩塌监测分析
(一)监测目的
经过滑坡监测,能够了解与掌握滑坡体的演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特点信息,为准确分析、评价滑坡与滑坡预报、预测等给予科学依据与可靠资料。
监测内容
滑坡、崩塌监测的内容,分为:宏观前兆监测;变形监测;相关因素监测(如图1所示)。
图1 某区滑坡治理监测平面测点布置图
滑坡、崩塌变形监测
通常包含倾斜监测与位移监测,和与变形相关的物理量监测。
倾斜监测。分为地面倾斜监测与地下(竖井、钻孔、平洞等)倾斜监测,监测滑坡、崩塌的角变位和倾摆、倾倒变形与切层蠕滑。
位移监测。分为地下(钻孔、平硐内等)的与地表的相对位移监测与绝对位移监测,是监测的重要内容与主要内容。
与滑坡、崩塌变形相关的物理量监测。通常包含推力、地应力监测与地温、地声监测等。
2、滑坡、崩塌形成和变形相关因素监测
(1)地表水动态。包含和滑坡、崩塌形成与活动相关的地表水的流量、含沙量、水位等动态变化,和地表水冲蚀状况与冲蚀作用对崩塌、滑坡的影响。
(2)地下水动态。包含滑坡、崩塌范围内井、洞、坑、钻孔、盲沟等地下水的水压、水位、水温、水质、水量等动态变化,泉水的水质、水温、流量等动态变化,土体含水量等的动态变化。
3、滑坡、崩塌变形破坏宏观前兆监测
(1)宏观形变。包含破坏滑坡、崩塌变形之前经常产生的前缘岩土体局部坍塌、鼓胀、剪出与地表裂缝,与地面或建筑物的损坏等。测量其发生变形量、部位与其变形速率。
(2)宏观地声。监听在破坏滑坡、崩塌变形之前经常产生的宏观地声,与其发声地段。
(三)检测方法
滑坡、崩塌变形监测方法,可分为地下变形监测、地表变形监测、和滑坡、崩塌变形相关的物理量监测及和滑坡、崩塌形成、活动有关因素的监测等,有许多方法,需要按照滑坡、崩塌特征,本着少而精的原则选择。
泥石流监测分析
泥石流监测内容
泥石流监测内容,分为形成条件(气象水文条件、固体物质来源等)监测、运动特点(动力要素、流动动态要素与输移冲淤等)监测、流体特点(物质构成与其化学物理性质等)监测。
新型泥石流预警监测系统
预警监测系统组成
该系统由泥水位报警仪子系统、雨量计子系统、视频监控子系统以及集成软件子系统组成。
系统关键技术
该系统集成了多种技术,包括数据GPRS/GSM通信、视屏图像CDMA快速回传、软件重用技术、编译技术、数据挖掘技术、组件构造及接口技术、数据信息表象GIS等。 同时,系统综合运用RS和GIS以及水文地质信息综合分析算法,并通过模糊数据统计法和抽样统计法、模糊综合分析法和主成分分析法,结合当地的气象(部分站点已与当地气象局联网,资源共享)、水情和地质历史信息,建立决策子系统。该子系统可以分析得出预警值作为当地的报警限制值,同时求得最优的人员转移路径,为系统的进一步研究开发奠定了基础。
系统应用优缺点
此项泥石流监测预警技术应用时间不长,且运用实例相对较少,结合长江上游水土保持重点防治区滑坡泥石流预警系统建设项目的实施,可知该系统具有以下优缺点:(1)系统设备研制、采购简单,施工安装工期短,可对突发性地质灾害及时监测预警;(2)改变了以往泥石流监测预警主要依靠人工观测,监测方法单一,数据采集、管理、保存手段落后,夜间监测工作难等局面;(3)雨量、泥水位、视频数据可自动采集、记录、处理,节省了人力,提高了效率,提高了预报的合理性和可信度,同时报警信息的无线传输提高了预警决策的时效性;(4)监测报警仪器设备的安装需要在完成相关土建工程(泥水位观测断面等)的基础上开展,必须进行统筹安排,制定切实可行的工作计划;(5)目前已安装监测报警设备的站点未发生泥石流活动,从而未进行报警,无法对监测仪器的灵敏性、有效性进行实例考证。
结束语
本文对基坑工程检测,滑坡、崩塌监测,泥石流监测进行分析,采用科学合理的方法进行检测,同时研究使用新的监测技术,从而保证工程质量,促进岩土工程发展。
参考文献
[1]张建全.北京某深基坑工程施工监测与成果分析[J].工程勘察,2010(02).
[2]胡正华,金瓯,陈成振.软黏土地区深基坑施工监测研究[J].铁道建筑,2011(07).