监测技术在深基坑开挖工程中的应用

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1、67—72．2010地质学刊第34卷第l期doi：10．3969／j．i鹪n．1674．3636．20lO．01．67监测技术在深基坑开挖工程中的应用王道远1，刘刚2(1．浙江有色建设工程有限公司，浙江绍兴312000；2．江苏省中成建设工程总公司，江苏南京210041)摘要：在深基坑的设计施工过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他条件的复杂影响，以及基于当前土压力计算理论和边坡计算模型的局限性，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题。所以在基坑的开挖施工中，对支护结构、基坑邻近建筑物、地下管线以及周围土体等在理论分析指导下有计划地监测，以

2、此监测数据为依据，对基坑支护进行动态设计，是十分必要的。关键词：深基坑；变形；位移；监测；控制中图分类号：7rU473．1文献标识码：A文章编号：1674—3636(20lO)0l—0067一061基坑变形机理深基坑的变形包括周边地表沉降、围护结构位移和坑底隆起3个方面。无论是哪种形式的变形，究其原因，主要是由于基坑开挖而导致的基坑周围地层移动。基坑的开挖过程是基坑开挖面上卸载的过程，卸载会引起土体在水平或垂直方向原始应力的改变。随着基坑的开挖，水平方向由于坑内外土压力的作用而使围护结构产生位移，周边地表产生沉降。垂直方向由于基坑内外高差所形成的加载和地面各种超载

3、的作用而使坑底产生向上的隆起。2基坑变形监测2．1基坑变形监测的目的由于基坑工程造价较高，但又是临时性工程，因而也是降低整个工程造价和确定工程质量的重点。因为一旦基坑工程出现事故，所造成的经济损失和社会影响将十分严重。因此，根据信息化施工的特点，工程监测的目的为：①为施工开展提供及时的信息反馈；②作为设计和施工的重要补充手段；③作为施工开挖方案修改的依据；④积累经验以提高基坑工程设计和施工水平。2．2监测仪器的安装使用方法及工作原理现场监测常用的仪器有水准仪、经纬仪、测斜仪、分层沉降仪、钢筋计、土压力计、孔隙水压计等。2．2．1水准仪、经纬仪①水准仪：在基坑施工中

4、，水准仪作监测仪器用，应用于以下方面：基坑围护结构的沉降。基坑周围地表、地下管线、四周建筑物的沉降。基坑支撑结构的差异沉降。确定分层沉降管、地下水位观测孑L、测斜管的管顶标高。②经纬仪：在基坑监测中，经纬仪可作以下用途：周围建筑物、地下管线的水平位移。围护结构的顶面及各层支撑的水平位移。测斜管顶的绝对水平位移。2．2．2测斜仪测斜管有圆形和方形两种，国内多采用圆形，直径有50mm、70姗等，每节一般为2m长，采用钢材、铝合金、塑料等制作，最常用的还是PVC塑料管。测斜管在吊放钢筋笼之前，连接至设计长度，绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入桩孔内。测斜管的底部与顶部要用盖

5、子封住，防止砂浆、泥浆及杂物落入孔内。测斜仪按其工作原理有伺服加速度式、电阻应变片式、差动电容式、钢弦式等多种。比较常用的是伺服加速度式、电阻应变片式两种，伺服加速度式测斜仪精度较高，目前用得较多。测斜仪上下各有一对滑轮，上下轮距500--吼，收稿日期：2009一08一03；修订日期：2009一08—10；编辑：侯鹏飞作者简介：王道远(1957一)，男，浙江绍兴人，工程师，主要从事岩土工程勘察工作地质学刊20lO年3月其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤垂直线间的倾角，倾角的变化可由电信号转换而得，从而可以知道被测结构的位移变化值。

6、埋入测斜管，应保持垂直，如埋在桩体或地下连续墙内，测斜管与钢筋笼应绑牢。测斜管有两对方向互相垂直的定向槽，其中一对要与基坑边线垂直。测量时，必须保证测斜仪与管内温度基本一致、显示仪读数稳定才开始测量。由于测斜仪测得的是两滑轮之间(500mm)的相对位移，所以必须选择测斜管中的不动点为基准点，一般以管底端点为基准点，这各点的实际位移是测点到基准点相对位移的累加。测斜管埋入开挖面以下：岩层不少于lm，土层不少于4m。2．2．3钢筋计①钢筋计的安装。钢筋计焊接在钢筋笼主筋上，当作主筋的一段，焊接面积不应少于钢筋的有效面积，在焊接钢筋计时，为避免热传导使钢筋计零漂移增加，

7、需要采取冷却措施，用湿毛巾或流水冷却是常用的有效方法。在开挖侧与挡土侧的主筋对应位置都安装钢筋计，钢筋计布置的间距一般为2000mm一4000mm，视结构的重要性和监测需求而定。②钢筋计的原理。钢筋计有振弦式和电阻应变式两种，接收仪分别为频率仪和电阻应变仪。振弦式钢筋计的工作原理是：当钢筋计受轴力时，引起弹性钢弦的张拉拢变化，改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出钢筋所受作用力的大小，换算而得混凝土结构所受的力。电阻应变式钢筋计的工作原理是：利用钢筋受力后产生的变形，粘贴在钢筋上的电阻片产生变形，从而测出应变值，得出钢筋所受作用力的大小。③钢筋计

8、的用途和使