基于虛擬斷面法的基坑水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

曲政

[摘要]隨著大中型城市地下空間不斷利用與開發(fā)，基坑的規(guī)模不斷朝著大、深的方向發(fā)展，對(duì)深基坑變形監(jiān)測(cè)的精度要求也越來越高。結(jié)合廣州市生物島基坑監(jiān)測(cè)工程實(shí)例，介紹在工期較緊、施工速度較快的條件下，虛擬斷面法成功監(jiān)測(cè)基坑水平位移變形情況。此新型監(jiān)測(cè)方法適應(yīng)性強(qiáng)，質(zhì)量可靠，能快速準(zhǔn)確地完成水平位移監(jiān)測(cè)工作。

[關(guān)鍵詞]深基坑；虛擬斷面法；水平位移；監(jiān)測(cè) 文章編號(hào)：2095-4085（2018）06-0015-02

1 工程概況

1.1 基坑概況

廣州國(guó)際生物島AH0915011-1項(xiàng)目位于廣州蘿崗區(qū)生物島，項(xiàng)目擬建兩層地下室，開挖深度為9.70m，基坑支護(hù)周長(zhǎng)為1016m，基坑北側(cè)可用地范圍較大區(qū)域擬采用“放坡+灌注樁十錨索”的支護(hù)方式，東北角擬采用“灌注樁+支撐+錨索”的支護(hù)方式，南側(cè)及東側(cè)可用地范圍較小的區(qū)域擬采用“灌注樁+錨索”的支護(hù)方式，西側(cè)與相鄰基坑挖通處理，基坑周邊采用攪拌樁進(jìn)行封閉止水。

1.2 監(jiān)測(cè)難點(diǎn)

基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，布點(diǎn)困難。監(jiān)測(cè)精度要求高。社會(huì)影響力大。

2 主要關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐

2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)強(qiáng)制對(duì)中設(shè)置

水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)采用強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩（見圖1），布置在基坑周邊四角冠梁上方。在確定的位置上鉆孔，孔深300mm，在孔內(nèi)埋設(shè)多根0.6m長(zhǎng)Ф25鋼筋，選用管徑250mm的PVC管作為外模并澆筑混凝土觀測(cè)墩，墩尺寸為長(zhǎng)×寬×高=250mm×250mm×1200mm，墩頂部埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中螺栓和儀器整平鋼板，螺栓直徑為10mm，并刻十字絲。在觀測(cè)墩旁做防護(hù)圍欄，保護(hù)基準(zhǔn)點(diǎn)不被破壞。另在對(duì)角設(shè)置其他位移基準(zhǔn)點(diǎn)，以作為定向和檢核。

2.2 測(cè)點(diǎn)布設(shè)

在基坑四邊的支護(hù)結(jié)構(gòu)冠梁頂上布設(shè)了56個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)號(hào)為WY1～WY56。監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用鉆孔埋設(shè)，孔深100mm，在孔內(nèi)埋設(shè)位移監(jiān)測(cè)專用小棱鏡，并填充植筋膠固定。

2.3 虛擬斷面法原理

虛擬斷面法是一種通過對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)到虛擬斷面線之間的垂距變化，進(jìn)而得出基坑邊水平位移變形的監(jiān)測(cè)方法。如圖2所示，假定基坑如下圖所示。假定測(cè)點(diǎn)A（XA，YA），測(cè)點(diǎn)B（XB，YB），DM1、Dm2為基坑轉(zhuǎn)角點(diǎn)，用于設(shè)定虛擬段面。

A（XA，YA）為DM1-Dm2斷面上的點(diǎn)，則A至定線距離為：

點(diǎn)到虛擬斷面的距離的變化量即為基坑頂部水平位移變化量。

距離正負(fù)號(hào)約定：

虛擬段面定義要沿著基坑順時(shí)針或者逆時(shí)針排順序，如DM1-Dm2，Dm2-DM3……。

方位角：αDM1Dm2=

RDM1Dm2，若XDm2-XDM1>1，YDm2-YDM1>0

180-RDM1Dm2，若XDm2-XDM1>0，YDm2-YDM1<0

180+RDM1Dm2，若XDm2-SDM1<0，YDm2-YDM1<0

360-RDM1Dm2，若XDm2-XDM1<0，YDm2-YDM1>0αDM1A、αDM1B同理可得。

若虛擬段面沿基坑逆時(shí)針方向設(shè)置，則距離正負(fù)號(hào)判定如下：

αDM1A<αDM1Dm2，表示A點(diǎn)在基坑范圍（虛擬斷面）內(nèi)，距離值為正。

αDM1A>αDM1Dm2，表示A點(diǎn)在基坑范圍（虛擬斷面）外，距離值為負(fù)。

3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

以往的視準(zhǔn)線法一次架站只能測(cè)量一邊的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，需要多次架站，工作量大；距離架站點(diǎn)越遠(yuǎn)，精度越差。虛擬斷面法通過基準(zhǔn)點(diǎn)的靈活選擇，可在影響區(qū)域外設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，采用測(cè)量基坑斷面端點(diǎn)形成虛擬斷面線，以直觀、快捷、精度高的方式完成基坑邊水平位移的監(jiān)測(cè)工作。

4 實(shí)施效果

通過采用虛擬斷面法進(jìn)行基坑水平位移變形監(jiān)測(cè)，圓滿完成了廣州國(guó)際生物島AH0915011-1項(xiàng)目的基坑監(jiān)測(cè)任務(wù)，虛擬斷面法主要優(yōu)點(diǎn)如下。

1.適應(yīng)性強(qiáng)通過外業(yè)直接測(cè)量坐標(biāo)、內(nèi)業(yè)繪制基坑虛擬斷面線、計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)到虛擬斷面線的垂距、本次垂距減去上次垂距等于本次位移變化量，使得水平位移測(cè)量完全擺脫了視準(zhǔn)線的束縛，設(shè)站在可在場(chǎng)地范圍內(nèi)自由選擇，適宜于各種形態(tài)的建筑變形水平位移測(cè)量。

2.質(zhì)量可靠由于虛擬斷面線只初始觀測(cè)一次，實(shí)際成為“基坑虛擬邊線”，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所測(cè)到基坑虛擬斷面線的垂線每次都部分相互重合或平行，本次垂距減去初始垂距必然等于累計(jì)位移值，從根本上保證了每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量成果相對(duì)準(zhǔn)確；測(cè)站點(diǎn)的相對(duì)減少，也減少了誤差的累計(jì)，提高了監(jiān)測(cè)成果的質(zhì)量。

3.效率提高設(shè)站位置不受視準(zhǔn)線限制，只需滿足規(guī)范要求及測(cè)量方便，坐標(biāo)系統(tǒng)按需設(shè)置，工作效率提高。

5 結(jié)語

隨著民用基坑項(xiàng)目朝著大、深、多的方向發(fā)展，為保證基坑施工安全，基坑的安全監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警愈發(fā)重要起來。虛擬斷面法基坑水平位移監(jiān)測(cè)方法因其準(zhǔn)確便捷快速的特點(diǎn)，必將成為深基坑監(jiān)測(cè)中的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法得到推廣。

參考文獻(xiàn)：

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