深基坑監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)分析

劉劍

摘 要：近幾年，由于我國(guó)加快了社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的步伐，從而促使我國(guó)城市現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，城市中各種建筑紛紛增多。在商用、民用建筑及城市軌道交通快速建設(shè)的環(huán)境下，對(duì)于施工技術(shù)就會(huì)產(chǎn)生更高的需求?，F(xiàn)在城市建筑施工中，一般對(duì)于地下結(jié)構(gòu)都采用深基坑施工技術(shù)，本文是作者結(jié)合自己所做工程對(duì)深基坑施工監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)分析各方面所做的具體論述，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：深基坑施工；監(jiān)測(cè)；工程影響分區(qū)；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；數(shù)據(jù)分析

引 言：基坑施工工程風(fēng)險(xiǎn)較大，施工監(jiān)測(cè)在指導(dǎo)安全施工過(guò)程中起著非常關(guān)鍵的作用。本研究項(xiàng)目為明挖基坑施工監(jiān)測(cè)，基坑深度為20m，監(jiān)測(cè)斷面處寬度為22.7m，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用圍護(hù)樁+內(nèi)支撐的形式，采用機(jī)械開(kāi)挖。施工場(chǎng)地原始地貌屬構(gòu)造剝蝕中丘溝谷地貌，出露地層由上而下依次為第四系全新統(tǒng)填土區(qū)（ ）侏羅系中統(tǒng)新田溝組（ ）沉積巖層。地下水富水性受地貌、巖性、及裂隙發(fā)育程度控制，主要為大氣降水和地面水滲漏補(bǔ)給。工程自身風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為二級(jí)。

1明挖基坑施工監(jiān)測(cè)一般監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及說(shuō)明

1.1地表沉降

隨著基坑的開(kāi)挖，基坑周圍土體的受力平衡被破壞，可能對(duì)基坑周邊的地表穩(wěn)定性造成影響，為保證施工及周邊環(huán)境的安全，需要在基坑工程影響區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)地表沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范規(guī)定，主要影響區(qū)（Ⅰ）：基坑周邊0.7H或H* 范圍內(nèi)、次要影響區(qū)（Ⅱ）：基坑周邊0.7H～（2.0～3.0）H或H* ～（2.0～3.0）H范圍內(nèi)、可能影響區(qū)（Ⅲ）：基坑周邊（2.0～3.0）H范圍外。

本研究項(xiàng)目基坑深度為20米，故在左右側(cè)地表各布設(shè)3個(gè)地表沉降點(diǎn)，距離基坑邊緣距離分別為：8m、18m、38m。左側(cè)點(diǎn)編號(hào)為DB2-1至DB2-3，右側(cè)點(diǎn)編號(hào)DB2-4至DB2-6。

1.2樁墻頂豎向及水平位移

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，隨著基坑內(nèi)部土體大量移走，樁體在外側(cè)土壓力的作用下，產(chǎn)生變形；樁體頂部水平位移和沉降是樁體變形直觀的體現(xiàn)，是深基坑監(jiān)測(cè)中一個(gè)重要的項(xiàng)目。在基坑兩側(cè)的圍護(hù)樁頂部較為固定的地方各埋設(shè)了一個(gè)長(zhǎng)度為30cm、直徑為Φ25mm，頂部刻有“+”字絲鋼釘。兼做樁墻頂豎向及水平位移點(diǎn)，點(diǎn)編號(hào)為左側(cè)ZC2-1、ZS2-1；右側(cè)ZC2-2、ZS2-2。

1.3樁墻體水平位移

通過(guò)直接綁扎將測(cè)兩根斜管分別固定在兩側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁體的鋼筋籠上，鋼筋籠入鉆孔后澆筑混凝土。隨著基坑內(nèi)部土體大量移走，樁體在外側(cè)土壓力的作用下，產(chǎn)生變形，該監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可直觀反應(yīng)出樁體的變形狀態(tài)。點(diǎn)編號(hào)為左側(cè)ZT2-1、右側(cè)ZT2-2。

1.4支撐軸力

砼/鋼支撐對(duì)于基坑穩(wěn)定起關(guān)鍵作用，砼/鋼支撐受力狀態(tài)直接影響基坑安全穩(wěn)定，應(yīng)了解基坑開(kāi)挖和主體結(jié)構(gòu)施作中，支撐的軸力大小及其變化情況，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否安全進(jìn)行判斷。當(dāng)軸力計(jì)受軸向力時(shí)，引起彈性鋼弦的張力變化，改變了鋼弦的振動(dòng)頻率，而且張力與振動(dòng)頻率存在固定的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)頻率儀測(cè)得鋼弦的頻率變化，根據(jù)計(jì)算公式即可計(jì)算出軸力計(jì)受作用力的大小。第一層支撐為砼支撐，將四根鋼筋計(jì)均勻分布頭尾焊接在截?cái)嗟氖芰︿摻钌?，澆筑混凝土，點(diǎn)編號(hào)為ZL1-2；第二層、第三層和第四層為鋼支撐，點(diǎn)編號(hào)為ZL2-2、ZL2-3、ZL2-4。

2各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集及分析。

2.1地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集及分析

地表沉降觀測(cè)采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，使用精密水準(zhǔn)儀按照《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007三等垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)技術(shù)要求觀測(cè)。

地表監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)為已知高程點(diǎn)，利用測(cè)得的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的高差ΔH，可得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程 H，其與上次測(cè)得高程的差值Δh 即為該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降值，即： Δh（1，2）=H（2）-H（1）

測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到各點(diǎn)的累計(jì)沉降值，繪制成累計(jì)沉降-時(shí)間變化曲線圖。

2.2樁墻頂豎向位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集及分析

樁墻頂豎向位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集參照地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集的方法進(jìn)行。

測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到各點(diǎn)的累計(jì)沉降值，繪制成累計(jì)沉降-時(shí)間變化曲線圖。

2.3樁墻頂水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集及分析

樁墻頂水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集采用全站儀坐標(biāo)法方法進(jìn)行。沿著基坑前進(jìn)及垂直于基坑前進(jìn)方向分別假定為X軸和Y軸。由于基坑內(nèi)巖土體被移走，基坑導(dǎo)致側(cè)向壓力較大，從而使得Y方向位移影響較大。在基坑開(kāi)挖之前測(cè)取初值后，隨著開(kāi)挖深度的的變化，測(cè)取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，和初值坐標(biāo)進(jìn)行比較，計(jì)算獲得累計(jì)變化量。

2.4樁墻體水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集及分析

選用垂直測(cè)斜儀進(jìn)行樁墻體變形監(jiān)測(cè)，當(dāng)被測(cè)樁體產(chǎn)生變形時(shí)，測(cè)斜管軸線產(chǎn)生撓度，用測(cè)斜儀確定測(cè)斜管軸線各段的傾角，便可計(jì)算出樁體的水平位移。設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)為 O 點(diǎn)，坐標(biāo)為（X0，Y0），于是測(cè)斜管軸線各測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)由下列兩式確定：

2.5支撐軸力測(cè)數(shù)據(jù)采集及分析

當(dāng)軸力計(jì)受軸向力時(shí)，引起彈性鋼弦的張力變化，改變了鋼弦的振動(dòng)頻率，而且張力與振動(dòng)頻率存在固定的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)頻率儀測(cè)得鋼弦的頻率變化，即可測(cè)出軸力計(jì)受作用力的大小。采用頻率讀數(shù)儀測(cè)取各個(gè)鋼筋計(jì)及軸力計(jì)的頻率值，通過(guò)公式計(jì)算出受力大小。

式中：P-被測(cè)鋼筋計(jì)荷載（KN）；

K-鋼筋計(jì)的標(biāo)定系數(shù)（KN/Hz?）；

-鋼筋計(jì)輸出頻率實(shí)時(shí)測(cè)量平方值相對(duì)于基準(zhǔn)平方值得變化值（HZ?）；

b-鋼筋計(jì)的溫度修正系數(shù)（KN/℃）；

鋼筋計(jì)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量（℃）；

繪制是實(shí)測(cè)值-時(shí)間變化曲線圖。

3項(xiàng)目間的數(shù)據(jù)分析

由以上各個(gè)監(jiān)測(cè)圖表可看出，隨著基坑開(kāi)挖深度變化，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都有著不同程度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化。

變化速率較為穩(wěn)定，未出現(xiàn)突變。各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在2014年12月16日至2015年1月5日期間變化趨勢(shì)均較為平緩。

其中樁體水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總表最直觀反映出基坑側(cè)壁在開(kāi)挖后的變化為由兩側(cè)向基坑內(nèi)位移，并且中間部分位移較大，從而導(dǎo)致各層鋼支撐軸力變大。唯一變小的為砼支撐軸力。由于混凝土隨時(shí)間不斷穩(wěn)固 ，該地區(qū)在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)氣溫逐漸降低以及混凝土自重較大，據(jù)以上幾點(diǎn)分析符合正常的變化規(guī)律。樁頂水平位移監(jiān)測(cè)反映出隨著開(kāi)挖深度增大測(cè)點(diǎn)往基坑內(nèi)位移不斷增大。兩側(cè)累計(jì)變化值出現(xiàn)分群，主要是由于兩側(cè)巖土體不同，并且兩側(cè)車輛碾壓及人為是擾動(dòng)程度不同導(dǎo)致，但變化速率相近，符合變化規(guī)律。地表沉降累計(jì)變化也反應(yīng)出隨著開(kāi)挖深度增加，累計(jì)沉降值不斷增大，符合變化規(guī)律。各項(xiàng)變化斜率相近。并且各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以相互印證。

各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在同一斷面至關(guān)重要，在出現(xiàn)速率突變導(dǎo)致施工安全預(yù)警時(shí)可以相互參照，對(duì)比分析。增加監(jiān)測(cè)成果的可靠性及可信度。從而更好地指導(dǎo)安全施工，為施工安全準(zhǔn)確做出預(yù)報(bào)。