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摘 要:随着我国建筑行业的不断发展,深基坑施工过程中的变形监测技术的要求也变得更高。这种技术的应用可以对建筑物的实时施工情况进行监测,在很大程度上保证建筑工程的质量和施工安全。本文从基坑工程变形监测的目的入手,对深基坑施工变形监测技术方法进行了分析。
关键词:基坑工程;变形监测;垂直位移监测
引言
为保证地面向下开挖形成的地下空间在地下结构施工期间的安全稳定所需的挡土结构及地下水控制、环境保护等措施称为基坑工程。基坑分为深基坑和浅基坑,当前大型建筑施工工程所涉及的一般为深基坑。基坑深度的不断增加及城市环境和地下管线复杂程度的增加,使得基坑变形监测工作尤为重要。基坑变形监测工作的及时性和准确性要求高,只有监测数据保证实时性、准确性,才能确保基坑工程安全、高效的进行。
1基坑工程变形监测的目的
建筑物施工需要一定的基础,而基础需要在一个相对安全、稳定的环境下施工,由此便有了基坑工程。基坑工程是指进行土方支护结构的建设、地下水的管控、信息化建设和环境保护,以确保地下结构施工过程中地下开挖形成的监控监测的安全、稳定。基坑分为深基坑和浅基坑,当前大型建筑施工工程所涉及的一般为深基坑。基坑深度的不断增加及城市环境和地下管线复杂程度的增加,使得基坑变形监测工作尤为重要。基坑变形监测工作的及时性和准确性要求高,只有监测数据保证实时性、准确性,才能确保基坑工程安全、高效的进行。一旦延誤,后果往往难以弥补。
通过基坑监测,取得地表沉降、桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移、支撑轴力等监测数据,结合建筑物沉降、地下管线沉降等情况对基坑的安全性和稳定性进行分析,把分析结果上报业主并及时上传监测系统,使施工能够信息化,基坑工程的结构和周围环境的安全才得以保证,从而将基坑施工有效的控制在一个安全的范围内,达到减少基坑施工对周边建( 构) 筑物、地表及地下管线扰动的目的。基坑监测内容:工程周边环境监测。一般情况下,为深基坑( 含车站、出入口、通道) 开挖深度1.5倍的边缘两侧范围的地面、地下周边建( 构) 筑物、地下管线及道路变形等。与施工相关的监测。车站深基坑围护结构桩( 墙) 顶水平位移及竖向位移、基坑周边地表沉降、支撑轴力、立柱内力、倾斜及竖向位移等。
2深基坑施工中变形监测技术的检测原则
一般情况下,基坑监控量测的内容和监控量测项目都是根据场地的地质条件、基坑自身的安全等级、基坑所处环境、周围建筑物的风险等级、地下管线的复杂情况以及围护结构类型确定的。随意的增加或者删减监测项目,都有可能威胁基坑自身的安全,导致安全事故发生。在深基坑的施工过程中使用变形监测技术需要遵循一定的原则:①多次测量的原则。基坑若发生变形,就需要对其变形量进行测量。基坑的变形量是基坑施工过程中需要控制的一个重要参数,它可以反映基坑围护结构与外部土体相互作用的结果,所以在变形监控技术中需要对变形量进行重点监控,并且在测量过程中需要多次测量以保证测量结果的准确性;②可靠性原则。此项原则也是检测技术中的一项重要内容,它的检测需要利用专用的可靠性检测仪器,并且在检测过程中需要保证检测点不受其他因素的影响;③重点监测关键区域的原则。在深基坑的施工过程中,不同的区域可能采取不同的支护结构,所以每个区域的安全性能和稳定也会有一定的差别,所以在监测过程中需要对那些稳定性和安全性差的区域进行重点监测;④方便实用性原则。在监测工作中,为了保证监测结果的准确性,同时尽可能减少与建筑工程正常施工的冲突,监测系统的安装和使用必须做到方便简单。
3深基坑施工变形监测技术方法
3.1静态变形监测技术方法
1)垂直位移监测技术方法。垂直位移监测过程中可能使用的理论方法有三角高程测量、GPS高程测量和液体静力水准测量等,在测量过程中还需要使用一些专用的测量仪器,比如沉降仪和倾斜仪等。其中三角高程测量法是利用紧密经纬仪和相关设备,按照数学上的几何三角形理论来获取测量点与检测点之间的高度差。并且由于目前科学技术的进步,工程测量中的紧密三角高程测量技术的测量结果与实际高度之间的差异越来越小,也就是说其测量精度越来越高。
2)倾斜监测技术方法。这种监测方法主要应用于那些基础面积很小的超,而在原先的监测中往往使用的是悬吊重锤的方法来判断其垂直度,这种方法可以直观地看出建筑物是否倾斜。如果在建筑物的外围无法固定吊线,就可以使用经纬仪投影、光学垂准和测水平角等方法来测定建筑物是否倾斜。除此之外,还可通过建筑物底部的沉降情况来推算出建筑物的倾斜度,这时通常会使用气泡式倾斜仪测量或者水准测量方法。
3)水平位移监测技术方法。在建筑物使用水平位移监测时,通常有很多种方法,比如极坐标法、视准线法、前后方交会法等,在实际的工程监测中应根据项目的具体情况来选用。一般对于直线形建筑物来说,若要测量其横向位移,就可以使用视准线法。而在那些高度较高的中,为了观测器其水平变形量,可以使用极坐标法。对于交会法和经纬仪法来说,则可以用来观测的底部与建筑的顶部是否有位移产生。
4)裂缝监测技术方法。在监测的裂缝变化时,通常是选取一些具有代表性的裂缝来监测,监测时需要在这些裂缝上涂抹观测标志,一般包括:①金属标志。此时需要在裂缝的两侧埋设金属标志点,然后每隔一段时间来测定两个标志点之间的距离变化,这样就可以间接测得裂缝的变化情况;②石膏标志。这种方法需要在裂缝的两端涂抹石膏,待石膏干固后,用颜色明显的漆料横跨石膏喷一条直线,如果监测处的裂缝发生变化,石膏就会裂开,并且可以通过油漆处裂缝的宽度来反映建筑物裂缝的变化情况。如果建筑面积较大且不便于人工测量,此时就需要近景测量的方法。
3.2动态变形监测技术方法
这种动态变形监测方法通常只在一些超的变形监测过程中使用,根据相关规定:在测量的风振时,应在强风作用时间段内同步测定风的速度、风的方向和建筑物墙面的风压以及所监测处的水平位移等重要参数,并且这些参数的测定需要在一个时间段内连续测量,这时就需要动态变形监测技术。而风振变形监测的方法通常有以下几种:①激光位移计自动测量法。这种方法可以把位移信号转换为光线波形信号,观测人员就可以通过波形直接获取监测点的位移;②GPS差分载波相位法。这种方法需要两台GPS机,一台用来发射信号,通常安装在待测建筑物的楼顶。另一台用来接收信号,一般安装在距离建筑物一定距离外的基站中。两台GPS机应连续记录15min左右的数据,然后再把记录的数据经专门软件进行差分处理得到相应的位移;③加速计法。这种方法用到的是加速度传感器,其需要安装在建筑物的顶部,这就可以通过建筑物的振动时的加速度来积分出相应的位移量。
结束语
总的来说,变形监测技术在深基坑施工中的应用可以实时对基坑支护结构的稳定性进行实时监测,对建设工程实现信息化具有很大的促进作用。基坑工程的安全受很多因素的影响,为了在工期内圆满完成基坑工程的施工,需在监测各项基坑数据的同时密切关注基坑周边的各个影响因素。及时、准确的进行监测和巡查工作,采用信息化系统反馈数据,将基坑可能发生的事故消灭在最初的状态,从而确保生命和财产安全。
参考文献:
[1]朱亮.基坑工程变形监测方法的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(34):73.
[2]胡为平.深基坑工程施工变形监测分析实践[J].科技创新导报,2017,14(29):52+54.
[3]陈言红.基坑工程变形监测方法的探讨[J].福建建材,2017(08):23-24+39.
[4]林朱平,郑汉钦,王明资.信息化施工中深基坑工程变形监测的研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(02):39-40.
关键词:基坑工程;变形监测;垂直位移监测
引言
为保证地面向下开挖形成的地下空间在地下结构施工期间的安全稳定所需的挡土结构及地下水控制、环境保护等措施称为基坑工程。基坑分为深基坑和浅基坑,当前大型建筑施工工程所涉及的一般为深基坑。基坑深度的不断增加及城市环境和地下管线复杂程度的增加,使得基坑变形监测工作尤为重要。基坑变形监测工作的及时性和准确性要求高,只有监测数据保证实时性、准确性,才能确保基坑工程安全、高效的进行。
1基坑工程变形监测的目的
建筑物施工需要一定的基础,而基础需要在一个相对安全、稳定的环境下施工,由此便有了基坑工程。基坑工程是指进行土方支护结构的建设、地下水的管控、信息化建设和环境保护,以确保地下结构施工过程中地下开挖形成的监控监测的安全、稳定。基坑分为深基坑和浅基坑,当前大型建筑施工工程所涉及的一般为深基坑。基坑深度的不断增加及城市环境和地下管线复杂程度的增加,使得基坑变形监测工作尤为重要。基坑变形监测工作的及时性和准确性要求高,只有监测数据保证实时性、准确性,才能确保基坑工程安全、高效的进行。一旦延誤,后果往往难以弥补。
通过基坑监测,取得地表沉降、桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移、支撑轴力等监测数据,结合建筑物沉降、地下管线沉降等情况对基坑的安全性和稳定性进行分析,把分析结果上报业主并及时上传监测系统,使施工能够信息化,基坑工程的结构和周围环境的安全才得以保证,从而将基坑施工有效的控制在一个安全的范围内,达到减少基坑施工对周边建( 构) 筑物、地表及地下管线扰动的目的。基坑监测内容:工程周边环境监测。一般情况下,为深基坑( 含车站、出入口、通道) 开挖深度1.5倍的边缘两侧范围的地面、地下周边建( 构) 筑物、地下管线及道路变形等。与施工相关的监测。车站深基坑围护结构桩( 墙) 顶水平位移及竖向位移、基坑周边地表沉降、支撑轴力、立柱内力、倾斜及竖向位移等。
2深基坑施工中变形监测技术的检测原则
一般情况下,基坑监控量测的内容和监控量测项目都是根据场地的地质条件、基坑自身的安全等级、基坑所处环境、周围建筑物的风险等级、地下管线的复杂情况以及围护结构类型确定的。随意的增加或者删减监测项目,都有可能威胁基坑自身的安全,导致安全事故发生。在深基坑的施工过程中使用变形监测技术需要遵循一定的原则:①多次测量的原则。基坑若发生变形,就需要对其变形量进行测量。基坑的变形量是基坑施工过程中需要控制的一个重要参数,它可以反映基坑围护结构与外部土体相互作用的结果,所以在变形监控技术中需要对变形量进行重点监控,并且在测量过程中需要多次测量以保证测量结果的准确性;②可靠性原则。此项原则也是检测技术中的一项重要内容,它的检测需要利用专用的可靠性检测仪器,并且在检测过程中需要保证检测点不受其他因素的影响;③重点监测关键区域的原则。在深基坑的施工过程中,不同的区域可能采取不同的支护结构,所以每个区域的安全性能和稳定也会有一定的差别,所以在监测过程中需要对那些稳定性和安全性差的区域进行重点监测;④方便实用性原则。在监测工作中,为了保证监测结果的准确性,同时尽可能减少与建筑工程正常施工的冲突,监测系统的安装和使用必须做到方便简单。
3深基坑施工变形监测技术方法
3.1静态变形监测技术方法
1)垂直位移监测技术方法。垂直位移监测过程中可能使用的理论方法有三角高程测量、GPS高程测量和液体静力水准测量等,在测量过程中还需要使用一些专用的测量仪器,比如沉降仪和倾斜仪等。其中三角高程测量法是利用紧密经纬仪和相关设备,按照数学上的几何三角形理论来获取测量点与检测点之间的高度差。并且由于目前科学技术的进步,工程测量中的紧密三角高程测量技术的测量结果与实际高度之间的差异越来越小,也就是说其测量精度越来越高。
2)倾斜监测技术方法。这种监测方法主要应用于那些基础面积很小的超,而在原先的监测中往往使用的是悬吊重锤的方法来判断其垂直度,这种方法可以直观地看出建筑物是否倾斜。如果在建筑物的外围无法固定吊线,就可以使用经纬仪投影、光学垂准和测水平角等方法来测定建筑物是否倾斜。除此之外,还可通过建筑物底部的沉降情况来推算出建筑物的倾斜度,这时通常会使用气泡式倾斜仪测量或者水准测量方法。
3)水平位移监测技术方法。在建筑物使用水平位移监测时,通常有很多种方法,比如极坐标法、视准线法、前后方交会法等,在实际的工程监测中应根据项目的具体情况来选用。一般对于直线形建筑物来说,若要测量其横向位移,就可以使用视准线法。而在那些高度较高的中,为了观测器其水平变形量,可以使用极坐标法。对于交会法和经纬仪法来说,则可以用来观测的底部与建筑的顶部是否有位移产生。
4)裂缝监测技术方法。在监测的裂缝变化时,通常是选取一些具有代表性的裂缝来监测,监测时需要在这些裂缝上涂抹观测标志,一般包括:①金属标志。此时需要在裂缝的两侧埋设金属标志点,然后每隔一段时间来测定两个标志点之间的距离变化,这样就可以间接测得裂缝的变化情况;②石膏标志。这种方法需要在裂缝的两端涂抹石膏,待石膏干固后,用颜色明显的漆料横跨石膏喷一条直线,如果监测处的裂缝发生变化,石膏就会裂开,并且可以通过油漆处裂缝的宽度来反映建筑物裂缝的变化情况。如果建筑面积较大且不便于人工测量,此时就需要近景测量的方法。
3.2动态变形监测技术方法
这种动态变形监测方法通常只在一些超的变形监测过程中使用,根据相关规定:在测量的风振时,应在强风作用时间段内同步测定风的速度、风的方向和建筑物墙面的风压以及所监测处的水平位移等重要参数,并且这些参数的测定需要在一个时间段内连续测量,这时就需要动态变形监测技术。而风振变形监测的方法通常有以下几种:①激光位移计自动测量法。这种方法可以把位移信号转换为光线波形信号,观测人员就可以通过波形直接获取监测点的位移;②GPS差分载波相位法。这种方法需要两台GPS机,一台用来发射信号,通常安装在待测建筑物的楼顶。另一台用来接收信号,一般安装在距离建筑物一定距离外的基站中。两台GPS机应连续记录15min左右的数据,然后再把记录的数据经专门软件进行差分处理得到相应的位移;③加速计法。这种方法用到的是加速度传感器,其需要安装在建筑物的顶部,这就可以通过建筑物的振动时的加速度来积分出相应的位移量。
结束语
总的来说,变形监测技术在深基坑施工中的应用可以实时对基坑支护结构的稳定性进行实时监测,对建设工程实现信息化具有很大的促进作用。基坑工程的安全受很多因素的影响,为了在工期内圆满完成基坑工程的施工,需在监测各项基坑数据的同时密切关注基坑周边的各个影响因素。及时、准确的进行监测和巡查工作,采用信息化系统反馈数据,将基坑可能发生的事故消灭在最初的状态,从而确保生命和财产安全。
参考文献:
[1]朱亮.基坑工程变形监测方法的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(34):73.
[2]胡为平.深基坑工程施工变形监测分析实践[J].科技创新导报,2017,14(29):52+54.
[3]陈言红.基坑工程变形监测方法的探讨[J].福建建材,2017(08):23-24+39.
[4]林朱平,郑汉钦,王明资.信息化施工中深基坑工程变形监测的研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(02):39-40.