论文部分内容阅读
摘要：本文结合实际工程的经验，对基坑支护监测、深基坑施工监测的特点以及基坑测量所采用的仪器进行了介绍和分析。
关键词：建筑工程；深基坑施工；工程测量
Abstract: combining with practical engineering experience, the foundation pit bracing monitoring, deep foundation pit construction monitoring and measuring the characteristics of the foundation pit the instrument is introduced and analyzed.
Keywords: building engineering; Deep foundation pit construction; Engineering measurement
中图分类号： TU198 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
深基坑工程是一个比较复杂的动态系统,在深基坑工程中工程量测占据着非常重要的地位,它是建立在最不利的偶然事件发生(施工中)以及“最可能”的设计参数和设计条件(设计中)的基础上,利用监测来对偶然事件的发生进行控制。在确保基坑安全性的前提下,应用信息化施工法可以大大节省施工时间和资金投入,产生巨大的社会效益和经济效益。
2.基坑支护监测
目前,基坑支护设计方面还没有成熟的方法用来对基坑四周的土体变形进行计算,通过及时、准确的监测,能够在施工中对基坑支护和开挖进行指导, 采取相应有效措施，减轻或避免破坏性的后果发生。一般基坑支护监测包括以下内容:测量基坑周边地面和建筑物的变形；测量地下水位变化；测量支护结构的内力；测量支护结构的内外孔隙水压力；测量支护结构的内外土压力；测量基坑坑底的隆起；测量被支护土体与支护结构的侧向位移；测量平面位移与监控点高程。
3.深基坑施工监测的特点
（1）等精度。一般基坑施工中的监测不要求绝对值的测量，只要求相对变化值的测得。比如，普通测量中要求在地面定位建筑，以测量绝对量高程和坐标，但在基坑边壁变形的测量中，仅要求对边壁相对于原来基准位置的位移进行测定，无需知道原来边壁的位置（坐标及高程）。又如，普通的水准测量要求前后视距一样，以对水准仪水准管轴和视准轴不平行、大气折光、地球曲率等误差进行清除，但在基坑监测中，受环境限制，可能前后视距根本不可能一样。在普通测量中这样的测量结果是不允许的，但在基坑监测中，只要保持每次的测量位置一致，就算前后视距相差甚大，结果也依然完全可用。由同一观测者按同一方案，在同样的位置上采用相同的仪器进行施测。尽可能做到等精度是基坑监测的要求。
（2）高精度。由于一般工程测量中的误差限值都在数毫米，比如60m之下的建筑物在测站上所测高差中的误差限值是2.5mm，但是基坑施工中的环境变形速率在正常情况下可能处于0.1mm/d 以下，所以想要测得这样的变形精度，普通的测量方法和仪器都是无法完成的，因此通常在基坑施工的测量中使用特殊的高精度仪器才能满足测量精度要求。
（3）时效性。基坑监测有鲜明的时间性，与开挖和降水过程相配合，而一般的工程测量不具有明显的时间效应。基坑监测需随时在深基坑施工中进行监测,一般为每天1次,在测量对象变化较快的重要时期,则根据需要每天进行数次观测。基坑监测的时效性要求相应的设备和方法能够适应大雾天气或夜晚等严酷的环境条件，而且要具备全天候工作、数据采集快的能力。
4.基坑测量中的仪器
4.1测斜仪
测斜仪能够用作双向位移的测量，用双方向的位移将其矢量和求出来,得出位移的方向和最大值，也能够用于单向位移的测量,它是一种能够对围护结构内部或沿铅垂方向土层的水平位移进行精确测量的工程测量仪器。本文介绍的是RT-20MU型测斜仪,该仪器的探头精度是±0.1mm/0.5m，标称精度是±6 mm/25 m。
（1）测量土体的水平位移
①连接测读仪和探头。在连接探头和测读仪的电缆时,用原装扳手把螺母接上。对仪器能否正常读数、电池的充电情况(电压)及密封装置进行检查。为避免损伤仪器，当测斜仪的电压不足时要及时充电。
②在测斜管中插入探头,让滚轮卡在导槽上,缓慢下降到孔底上面0.5m处。由下而上的沿导槽全长进行测量，测读每隔0.5m进行一次。每一个测量步骤中都需要一定的时间延迟，以保证环境温度、读数系统以及其他条件的平稳（读数不再变化就是稳定的特征），从而提高测量结果的可靠度。假如对测量结果持有怀疑，可以进行重测，重测的结果将会把现有的相应的数据覆盖。
③测量结束后,旋转探头180°,根据上述方法插入同一对导槽中重复测量,前后两次的各测点要在同一位置上。同一测点在两次测量中的读数绝对值之差要比10%小,符号也相反,如果不是，就要对本组数据进行重测。
④按相同方法与程序对另外一对导槽的水平位移进行测量。
⑤取基坑降水前无明显差异的、连续三次测量的读数平均值作为侧向位移的初始值。
⑥一般观测间隔时间定为3d,如果水平位移的速率和侧向位移的绝对值明显加大,就要增加观测次数。
⑦RT-20MU型测斜仪配备着RS-232接口,能够和微机连接,在测斜仪和微机间传输测量数据和系统设置。RockTest公司还开发了Acculog-X2000软件系统，能够对测量数据进行自动分析，可自动完成绘图和输出等内业工作。
（2）测斜管的埋设
①在预先定好的测斜管埋设处钻孔。按照基坑的总开挖深度,对测斜管的孔深进行确定。也就是说假设基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移是零，并且以此作为侧向位移的基准。
②把底盖安装在测斜管底部,逐节组装,且把钻孔放大。测斜管安装时,其内部的一对导槽要始终和坑壁走向分别平行或垂直。将清水注入管内,沉管至孔底时,自下而上逐段的用砂填充孔壁和测斜管间的空隙,把测斜管固定好。
③接着,把测斜管内冲洗干净,在测斜管内放入探头模型,沿导槽上下滑行一次,检查滚轮是否滑出导槽，导槽是否畅通。
④对测斜管管口的高程和坐标进行测量,标志清楚,保护管口。
4.2深层沉降仪
深层沉降仪由带刻度标尺的导线和对磁性材料敏感的探头构成，是用来对施工过程中基坑范围内不同深度处各土层隆起或沉降数据进行精确测量的仪器。当预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环和探头相遇时,沉降仪上的蜂鸣器就会鸣叫，此时根据孔口的标高与测量导线上标尺在孔口的刻度就能得出磁性环所在处的标高。各土层的隆起或沉降结果就可以通过对不同时期测量结果的分析和对比来确定。
深层沉降的观测过程分为场地土深层沉降观测和井口标高观测和两大部分。根据常规的光学水准观测方法进行井口标高观测。下文对作者在具体工程中实际使用的加拿大 RockTest 公司生产的R-4型磁性沉降仪进行介绍，其刻度可划分为1mm，读数的分辨精度是0.5mm。
（1）安装磁性沉降标
①在场地中的预定位置使用钻机钻孔，需要注意的是，实际布设孔位时要避开墙柱轴线。按照每个测点的不同观测目的,同时要结合对上部结构的实际土压力影响深度、结构形式以及重量分布的考虑,各孔的沉降标与孔深尺寸在孔中的埋设位置要综合取定。
②导管即磁性探头的通道用PVC塑料管来做,在两端设顶封和底盖。在塑料管的端部安装第一个磁性圆环,放进钻孔里。等端部到达孔底后,弹开磁性圆环上的卡爪。安装磁性环时一定要很小心，因为它不能重复使用,是一次性的，打开卡爪后就不能再收回了。
③在塑料管上面套上需要安装的磁性圆环,将孔中的预定深度依次放大。保证磁性环位置无误后,把卡爪弹开。测量点位要对地质勘探报告里土层的相关分布情况和基底压力影响深度曲线进行综合考虑。
④将探头导管固定,用砂填充钻孔和导管之间的空隙。
⑤将孔口固定,制作孔口保护圈（使用钢筋混凝土）。
⑥用三次各磁性圆环初始位置(标高)的测量平均值作各环所在处的稳定标高。用三次孔口标高的测量平均值作孔口的稳定标高。
（2）测量磁性沉降标
①深层沉降标的孔口要标上醒目标志,使孔口严密得到保护。对孔位作统一编号,使其和测量结果对应。
②结合基坑施工进度,随时对孔口标高做调整。每次孔口标高的调整前后,都要分别对各磁性环的位置与孔口标高进行测量。
③基坑每次产生较大荷载变化的前后,都要对磁性环位置进行测量。
5.结束语
与普通工程测量相比，深基坑施工中测量的特点和目的迥然不同，其测量设备与方法也和传统测量完全不一样。其中除测斜仪和深层沉降仪两种重要的测量设备外，还有孔隙水压力计、土压力盒、振弦式钢筋应力计等，分别适用在专门的、不同的需求上面。
参考文献：
[1] 赵志辉.深基坑施工中的工程测量[J].黑龍江科技信息,2007,(03).
[2] 宋建学,张杰晓.深基坑施工中的工程测量[J].建筑技术,2002,(02).
[3] 吴跨越.深基坑施工中的测量控制[J].化工矿物与加工,2007,(07).
[4] 李霞.论工程测量在深基坑施工中的相关问题[J].广东科技, 2007,(09).
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：建筑工程；深基坑施工；工程测量
Abstract: combining with practical engineering experience, the foundation pit bracing monitoring, deep foundation pit construction monitoring and measuring the characteristics of the foundation pit the instrument is introduced and analyzed.
Keywords: building engineering; Deep foundation pit construction; Engineering measurement
中图分类号： TU198 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
深基坑工程是一个比较复杂的动态系统,在深基坑工程中工程量测占据着非常重要的地位,它是建立在最不利的偶然事件发生(施工中)以及“最可能”的设计参数和设计条件(设计中)的基础上,利用监测来对偶然事件的发生进行控制。在确保基坑安全性的前提下,应用信息化施工法可以大大节省施工时间和资金投入,产生巨大的社会效益和经济效益。
2.基坑支护监测
目前,基坑支护设计方面还没有成熟的方法用来对基坑四周的土体变形进行计算,通过及时、准确的监测,能够在施工中对基坑支护和开挖进行指导, 采取相应有效措施，减轻或避免破坏性的后果发生。一般基坑支护监测包括以下内容:测量基坑周边地面和建筑物的变形；测量地下水位变化；测量支护结构的内力；测量支护结构的内外孔隙水压力；测量支护结构的内外土压力；测量基坑坑底的隆起；测量被支护土体与支护结构的侧向位移；测量平面位移与监控点高程。
3.深基坑施工监测的特点
（1）等精度。一般基坑施工中的监测不要求绝对值的测量，只要求相对变化值的测得。比如，普通测量中要求在地面定位建筑，以测量绝对量高程和坐标，但在基坑边壁变形的测量中，仅要求对边壁相对于原来基准位置的位移进行测定，无需知道原来边壁的位置（坐标及高程）。又如，普通的水准测量要求前后视距一样，以对水准仪水准管轴和视准轴不平行、大气折光、地球曲率等误差进行清除，但在基坑监测中，受环境限制，可能前后视距根本不可能一样。在普通测量中这样的测量结果是不允许的，但在基坑监测中，只要保持每次的测量位置一致，就算前后视距相差甚大，结果也依然完全可用。由同一观测者按同一方案，在同样的位置上采用相同的仪器进行施测。尽可能做到等精度是基坑监测的要求。
（2）高精度。由于一般工程测量中的误差限值都在数毫米，比如60m之下的建筑物在测站上所测高差中的误差限值是2.5mm，但是基坑施工中的环境变形速率在正常情况下可能处于0.1mm/d 以下，所以想要测得这样的变形精度，普通的测量方法和仪器都是无法完成的，因此通常在基坑施工的测量中使用特殊的高精度仪器才能满足测量精度要求。
（3）时效性。基坑监测有鲜明的时间性，与开挖和降水过程相配合，而一般的工程测量不具有明显的时间效应。基坑监测需随时在深基坑施工中进行监测,一般为每天1次,在测量对象变化较快的重要时期,则根据需要每天进行数次观测。基坑监测的时效性要求相应的设备和方法能够适应大雾天气或夜晚等严酷的环境条件，而且要具备全天候工作、数据采集快的能力。
4.基坑测量中的仪器
4.1测斜仪
测斜仪能够用作双向位移的测量，用双方向的位移将其矢量和求出来,得出位移的方向和最大值，也能够用于单向位移的测量,它是一种能够对围护结构内部或沿铅垂方向土层的水平位移进行精确测量的工程测量仪器。本文介绍的是RT-20MU型测斜仪,该仪器的探头精度是±0.1mm/0.5m，标称精度是±6 mm/25 m。
（1）测量土体的水平位移
①连接测读仪和探头。在连接探头和测读仪的电缆时,用原装扳手把螺母接上。对仪器能否正常读数、电池的充电情况(电压)及密封装置进行检查。为避免损伤仪器，当测斜仪的电压不足时要及时充电。
②在测斜管中插入探头,让滚轮卡在导槽上,缓慢下降到孔底上面0.5m处。由下而上的沿导槽全长进行测量，测读每隔0.5m进行一次。每一个测量步骤中都需要一定的时间延迟，以保证环境温度、读数系统以及其他条件的平稳（读数不再变化就是稳定的特征），从而提高测量结果的可靠度。假如对测量结果持有怀疑，可以进行重测，重测的结果将会把现有的相应的数据覆盖。
③测量结束后,旋转探头180°,根据上述方法插入同一对导槽中重复测量,前后两次的各测点要在同一位置上。同一测点在两次测量中的读数绝对值之差要比10%小,符号也相反,如果不是，就要对本组数据进行重测。
④按相同方法与程序对另外一对导槽的水平位移进行测量。
⑤取基坑降水前无明显差异的、连续三次测量的读数平均值作为侧向位移的初始值。
⑥一般观测间隔时间定为3d,如果水平位移的速率和侧向位移的绝对值明显加大,就要增加观测次数。
⑦RT-20MU型测斜仪配备着RS-232接口,能够和微机连接,在测斜仪和微机间传输测量数据和系统设置。RockTest公司还开发了Acculog-X2000软件系统，能够对测量数据进行自动分析，可自动完成绘图和输出等内业工作。
（2）测斜管的埋设
①在预先定好的测斜管埋设处钻孔。按照基坑的总开挖深度,对测斜管的孔深进行确定。也就是说假设基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移是零，并且以此作为侧向位移的基准。
②把底盖安装在测斜管底部,逐节组装,且把钻孔放大。测斜管安装时,其内部的一对导槽要始终和坑壁走向分别平行或垂直。将清水注入管内,沉管至孔底时,自下而上逐段的用砂填充孔壁和测斜管间的空隙,把测斜管固定好。
③接着,把测斜管内冲洗干净,在测斜管内放入探头模型,沿导槽上下滑行一次,检查滚轮是否滑出导槽，导槽是否畅通。
④对测斜管管口的高程和坐标进行测量,标志清楚,保护管口。
4.2深层沉降仪
深层沉降仪由带刻度标尺的导线和对磁性材料敏感的探头构成，是用来对施工过程中基坑范围内不同深度处各土层隆起或沉降数据进行精确测量的仪器。当预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环和探头相遇时,沉降仪上的蜂鸣器就会鸣叫，此时根据孔口的标高与测量导线上标尺在孔口的刻度就能得出磁性环所在处的标高。各土层的隆起或沉降结果就可以通过对不同时期测量结果的分析和对比来确定。
深层沉降的观测过程分为场地土深层沉降观测和井口标高观测和两大部分。根据常规的光学水准观测方法进行井口标高观测。下文对作者在具体工程中实际使用的加拿大 RockTest 公司生产的R-4型磁性沉降仪进行介绍，其刻度可划分为1mm，读数的分辨精度是0.5mm。
（1）安装磁性沉降标
①在场地中的预定位置使用钻机钻孔，需要注意的是，实际布设孔位时要避开墙柱轴线。按照每个测点的不同观测目的,同时要结合对上部结构的实际土压力影响深度、结构形式以及重量分布的考虑,各孔的沉降标与孔深尺寸在孔中的埋设位置要综合取定。
②导管即磁性探头的通道用PVC塑料管来做,在两端设顶封和底盖。在塑料管的端部安装第一个磁性圆环,放进钻孔里。等端部到达孔底后,弹开磁性圆环上的卡爪。安装磁性环时一定要很小心，因为它不能重复使用,是一次性的，打开卡爪后就不能再收回了。
③在塑料管上面套上需要安装的磁性圆环,将孔中的预定深度依次放大。保证磁性环位置无误后,把卡爪弹开。测量点位要对地质勘探报告里土层的相关分布情况和基底压力影响深度曲线进行综合考虑。
④将探头导管固定,用砂填充钻孔和导管之间的空隙。
⑤将孔口固定,制作孔口保护圈（使用钢筋混凝土）。
⑥用三次各磁性圆环初始位置(标高)的测量平均值作各环所在处的稳定标高。用三次孔口标高的测量平均值作孔口的稳定标高。
（2）测量磁性沉降标
①深层沉降标的孔口要标上醒目标志,使孔口严密得到保护。对孔位作统一编号,使其和测量结果对应。
②结合基坑施工进度,随时对孔口标高做调整。每次孔口标高的调整前后,都要分别对各磁性环的位置与孔口标高进行测量。
③基坑每次产生较大荷载变化的前后,都要对磁性环位置进行测量。
5.结束语
与普通工程测量相比，深基坑施工中测量的特点和目的迥然不同，其测量设备与方法也和传统测量完全不一样。其中除测斜仪和深层沉降仪两种重要的测量设备外，还有孔隙水压力计、土压力盒、振弦式钢筋应力计等，分别适用在专门的、不同的需求上面。
参考文献：
[1] 赵志辉.深基坑施工中的工程测量[J].黑龍江科技信息,2007,(03).
[2] 宋建学,张杰晓.深基坑施工中的工程测量[J].建筑技术,2002,(02).
[3] 吴跨越.深基坑施工中的测量控制[J].化工矿物与加工,2007,(07).
[4] 李霞.论工程测量在深基坑施工中的相关问题[J].广东科技, 2007,(09).
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。