基坑監(jiān)測的目的及常用監(jiān)測方法有哪些?
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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由于深基坑工程技術(shù)復(fù)雜,涉及范圍廣,事故頻繁,因此在施工過程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測。通過施工監(jiān)測對現(xiàn)場所得的信息進(jìn)行分析、進(jìn)行信息反饋、臨界報(bào)警,以便及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)、改進(jìn)施工方法,制定應(yīng)變(或應(yīng)急)措施保證基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工安全,達(dá)到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的目的。
常用基坑監(jiān)測方法有哪些?
一、水平位移監(jiān)測
水平監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)
土建施工基坑形狀大多數(shù)為長方形和不規(guī)則基坑,為確保按照《建筑物變形測量規(guī)程》的二級精度進(jìn)行水平位移觀測視線長度≤300m,在基坑周邊相對穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)布設(shè)2-4個(gè)工作基點(diǎn),因基坑拐角處變形最小,工作基點(diǎn)墩位置一般布置在基坑拐角處;根據(jù)設(shè)計(jì)確定的支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(墻)頂水平位移點(diǎn)的位置和數(shù)量,在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的冠粱頂上布設(shè)觀測點(diǎn),觀測點(diǎn)采用埋設(shè)觀測墩的形式;在建立好工作基點(diǎn)墩后,將儀器架設(shè)在工作基點(diǎn)墩上,沿基坑邊布設(shè)觀測墩,觀測點(diǎn)位置必須選擇在通視處,要避開基坑邊的安全欄桿等影響視線的物體。一般情況下觀測點(diǎn)距離基坑300比較合適。
水平位移檢測方法主要有五點(diǎn)
1、基坑水平位移監(jiān)測可采用小角度法和極坐標(biāo)法進(jìn)行水平位移觀測。對工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性宜采用前方交會(huì)、導(dǎo)線測量和后方交會(huì)法觀測。
2、在基坑變形監(jiān)測中,對于基坑的位移變化量,利用極坐標(biāo)法進(jìn)行基坑水平位移監(jiān)測,一般選擇基坑長邊為X軸,垂直基坑長邊為Y軸。
3、小角度法主要用于基坑水平位移變形點(diǎn)的觀測。小角度法必須設(shè)置觀測墩,采用強(qiáng)制對中方式。
4、前方交會(huì)觀測法,盡量選擇較遠(yuǎn)的穩(wěn)固目標(biāo)作為定向點(diǎn),測站點(diǎn)與定向點(diǎn)之間的距離要求一般不小于交會(huì)邊的長度,觀測點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在適合不同方向觀測的位置。
5、導(dǎo)線測量法主要用于基坑周邊建筑物、構(gòu)筑物密集,對工作基點(diǎn)穩(wěn)定性檢查用前方交會(huì)法和后方交會(huì)法都難以實(shí)現(xiàn)的情況下,通過導(dǎo)線測定工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性。
二、沉降監(jiān)測
沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)
在基坑外相對穩(wěn)定且不受施工影響的地點(diǎn)埋設(shè)基點(diǎn)3個(gè),利用這3個(gè)基點(diǎn)相互檢核其穩(wěn)定性;支撐立柱沉降監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置:在支撐立柱的頂部焊接符合要求的鋼制加工件;周邊建(構(gòu))筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置:在建筑物或構(gòu)筑物的拐角處,離地面20,且避開雨水管、窗臺(tái)線、電路開關(guān)等有礙設(shè)標(biāo)與觀測的障礙物,并應(yīng)視立尺需要離開墻(柱)面一定距離;周邊土體沉降監(jiān)測點(diǎn): 沉降觀測點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)原狀土層中,加設(shè)保護(hù)裝置,沉降觀測點(diǎn)穩(wěn)定后,方可進(jìn)行初始觀測和一般觀測。
沉降監(jiān)測方法主要有四點(diǎn)
1、沉降監(jiān)測工作基點(diǎn)埋設(shè)后根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的分布情況,首先沿監(jiān)測點(diǎn)規(guī)劃一條水準(zhǔn)線路,采用閉合水準(zhǔn)路線,觀測時(shí)應(yīng)滿足變形監(jiān)測路線固定、儀器固定、人員固定的“三定”要求。
2、依據(jù)水準(zhǔn)控制線路,觀測周圍的各建(構(gòu))筑物沉降點(diǎn)、支撐立柱沉降點(diǎn)、采用閉合水準(zhǔn)線路測量各沉降點(diǎn)高程。建筑物沉降點(diǎn)觀測時(shí),各觀測也可采用支點(diǎn)觀測,但支點(diǎn)不得超過2站,且支點(diǎn)觀測必須進(jìn)行兩次觀測。為保證高程基點(diǎn)的可靠性,每次觀測前應(yīng)對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測,并作出分析判斷,以保證觀測成果的可靠性。
3、監(jiān)測系統(tǒng)對監(jiān)測原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)改正、平差計(jì)算、生成監(jiān)測報(bào)表和變形曲線圖、計(jì)算各點(diǎn)的高程及沉降量、累計(jì)沉降量。
4、建筑物傾斜觀測的方法是通過測量建筑物基礎(chǔ)相對沉陷的方法來確定建筑物的傾斜,利用沉降觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物傾斜計(jì)算。
三、測斜監(jiān)測
測斜管埋設(shè)
測斜管宜選在變形大或危險(xiǎn)的位置埋設(shè),一般在基坑的中部。測斜管埋設(shè)的方法有三種:鉆孔埋設(shè)、綁扎埋設(shè)、預(yù)制埋設(shè)。
1)鉆孔埋設(shè):鉆孔埋設(shè)主要用于圍護(hù)樁、連續(xù)墻已經(jīng)完成的情況和土層鉆孔測斜。鉆孔孔徑應(yīng)略大于測斜管外經(jīng),孔深要求穿出結(jié)構(gòu)體3~8米,根據(jù)地質(zhì)條件確定鉆孔深度。測斜管與鉆孔之間的空隙回填細(xì)沙或水泥與膨潤土拌合的灰漿。埋設(shè)就位的測斜管必須保證有一對凹槽與基坑邊沿垂直。
2)綁扎埋設(shè):通過直接綁扎或設(shè)置抱箍將測斜管固定在鋼筋籠上,綁扎間距不宜大于1.5米。測斜管與鋼筋籠的綁扎必須牢靠,以防澆筑混凝土?xí)r測斜管脫落。同時(shí)必須注意測斜管的縱向扭轉(zhuǎn),防止測斜儀探頭被導(dǎo)槽卡住。
3)預(yù)制埋設(shè):主要用于打入式預(yù)制樁的測試。在預(yù)制排樁時(shí)將測斜管置入樁體鋼筋籠內(nèi),應(yīng)進(jìn)行局部保護(hù)防止沉樁時(shí)捶擊對測斜管的破壞。
測斜方法有兩點(diǎn)
1、測斜觀測分為正測與反測,觀測時(shí)先進(jìn)行正測,然后進(jìn)行反測。一般每0.5米讀數(shù)一次,測斜探頭放入測斜管底部應(yīng)等候5分鐘待探頭適應(yīng)管內(nèi)水溫后讀數(shù),應(yīng)注意儀器探頭和電纜線的密封性,防止進(jìn)水。
2、測斜觀測時(shí)每0.5米標(biāo)記讀數(shù)點(diǎn)一定要卡在相同的位置,電壓值穩(wěn)定后才能讀數(shù),確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性。
四、維護(hù)體系內(nèi)力監(jiān)測
主要包括:
主要包括支撐內(nèi)力、錨桿拉力、圍護(hù)墻內(nèi)力、圍檁內(nèi)力、立柱內(nèi)力等。
對設(shè)置內(nèi)支撐的基坑工程,一般選擇部分典型支撐進(jìn)行軸力監(jiān)測,以掌握支撐系統(tǒng)的受力情況;鋼筋混凝土支撐其內(nèi)力和軸力通常是測定構(gòu)件受力鋼筋的應(yīng)力然后根據(jù)鋼筋與混凝土的共同受力狀態(tài)下變形協(xié)調(diào)條件計(jì)算得到,鋼筋應(yīng)力一般通過在構(gòu)件受力鋼筋上串聯(lián)鋼筋應(yīng)力傳感器予以測定。軸力計(jì)可直接監(jiān)測支撐軸力,表面應(yīng)變計(jì)則是通過量測到的應(yīng)變再計(jì)算支撐軸力,鋼筋應(yīng)力計(jì)則通過鋼筋和混凝土應(yīng)變協(xié)調(diào)的假定來換算支撐軸力。
傳感器的安裝應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
1、焊接法連接將鋼筋插入預(yù)留孔內(nèi),端頭焊接均勻,焊接時(shí)采用冷卻措施,以防溫度過高損壞電磁線圈和改變鋼弦性能。
2、螺紋連接,把鋼筋螺紋端與傳感器連接,擰緊前在螺紋部位涂一層環(huán)氧樹脂膠,以防螺紋間隙影響應(yīng)力傳遞。
五、孔隙水壓力監(jiān)測
主要用于:
主要用于堆載預(yù)壓的施工速率控制、沉樁施工及基坑開挖等施工項(xiàng)目中。
靜態(tài)孔隙水壓力監(jiān)測相當(dāng)于水位監(jiān)測。潛水層的靜態(tài)孔隙水壓力測出的是孔隙水壓力計(jì)上方的水頭壓力,可以通過換算計(jì)算出水位高度。
結(jié)合土壓力監(jiān)測,量測結(jié)果可應(yīng)用于固結(jié)度計(jì)算及進(jìn)行土體有效應(yīng)力分析,作為土體穩(wěn)定計(jì)算的依據(jù)。不同深度孔隙水壓力監(jiān)測可以為圍護(hù)墻后水、土壓力分算提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
孔隙水壓力計(jì)安裝
孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作,一孔內(nèi)埋設(shè)多個(gè)孔隙水壓力計(jì)時(shí),壓力計(jì)間隔不應(yīng)小于1m,并作好各元件間的封閉隔離措施。
埋設(shè)順序?yàn)?
鉆孔到設(shè)計(jì)深度;
放入第一個(gè)孔隙水壓力計(jì),觀測段內(nèi)應(yīng)回填透水填料,再用膨潤土球隔離;
回填膨潤土泥球至第二個(gè)孔隙水壓力計(jì)位置以上0.5m;
放入第二個(gè)孔隙水壓力計(jì)至要求深度,回填透水填料;
回填膨潤土泥球…,以此反復(fù),直到最后一個(gè);
回填封孔。
注意事項(xiàng):
1、孔隙水壓力計(jì)應(yīng)按測試量程選擇,上限可取靜水壓力與超孔隙水壓力之和的1.2倍。
2、采用鉆孔法施工時(shí),原則上不得采用泥漿護(hù)壁工藝成孔。如因地質(zhì)條件差不得不采用泥漿護(hù)壁時(shí),在鉆孔完成之后,需要清孔至泥漿全部清洗為止。然后在孔底填入凈砂,將孔隙水壓力計(jì)送至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,再在周圍回填約0.5m高的凈砂作為濾層。
3、在地層的分界處附近埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)時(shí)應(yīng)十分謹(jǐn)慎,濾層不得穿過隔水層,避免上下層水壓力的貫通。
4、在安裝孔隙水壓力計(jì)過程中,始終要跟蹤監(jiān)測孔隙水壓力計(jì)頻率,看是否正常,如果頻率有異常變化,要及時(shí)收回孔隙水壓力計(jì),檢查導(dǎo)線是否受損。
5、孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)后應(yīng)量測孔隙水壓力初始值,且連續(xù)量測一周,取三次測定穩(wěn)定值的平均值作為初始值。
6、當(dāng)一孔內(nèi)埋設(shè)多個(gè)孔隙水壓力計(jì)時(shí),壓力計(jì)間隔不應(yīng)小于1m,并作好各元件間的封閉隔離措施。
六、土壓力監(jiān)測
主要用于:
基坑工程土壓力監(jiān)測主要用于量測圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)的土壓力。用土壓力盒進(jìn)行量測時(shí),主要是針對法向的總應(yīng)力。結(jié)合孔隙水壓力監(jiān)測,可以進(jìn)行土體有效應(yīng)力分析,作為土體穩(wěn)定計(jì)算的依據(jù)。不同深度土壓力的監(jiān)測可以為圍護(hù)墻后水、土壓力分算提供設(shè)計(jì)依據(jù)。量測所獲得的土壓力可能為土中壓力和土體結(jié)構(gòu)間接觸壓力。
土壓力計(jì)安裝
1、鉆孔法
鉆孔法是通過鉆孔和特制的安裝架將土壓力計(jì)埋入土體內(nèi)。具體步驟如下:
先將土壓力盒固定在安裝架內(nèi);
鉆孔到設(shè)計(jì)深度以上0.5m-1.0m;放入帶土壓力盒的安裝架,逐段連接安裝架,土壓力盒導(dǎo)線通過安裝架引到地面。然后通過安裝架將土壓力盒送到設(shè)計(jì)標(biāo)高;
回填封孔。
2、掛布法
掛布法用于量測土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間接觸壓力。具體步驟如下:
先用帆布制作一幅掛布,在掛布上縫有安放土壓力盒的布袋,布袋位置按設(shè)計(jì)深度確定;
將掛布綁在鋼筋籠外側(cè),并將帶有壓力囊的土壓力盒放入布袋內(nèi),壓力囊朝外,導(dǎo)線固定在掛布上引至圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部;
放置土壓力計(jì)的掛布隨鋼筋籠一起吊入槽(孔)內(nèi);
混凝土澆筑時(shí),掛布將受到流態(tài)混凝土側(cè)向推力而與槽壁土體緊密接觸
3、注意事項(xiàng):
1) 土壓力計(jì)應(yīng)按測試量程選擇,上限可取預(yù)計(jì)最大量程的1.5倍。
2) 壓力盒固定在安裝架時(shí),壓力盒側(cè)向的固定螺絲不能擰得太緊,以免造成壓力盒內(nèi)鋼弦松弛。
3) 壓力盒沉放過程中,始終要跟蹤監(jiān)測土壓力盒頻率,看是否正常,如果頻率有異常變化,要及時(shí)收回,檢查導(dǎo)線是否受損。
4) 壓力盒沉放到位施壓前,到檢查壓力盒是否垂直,壓力盒面的方向是否與被測土壓力的方向垂直。
5) 采用掛布法安裝時(shí),由于土壓力盒掛在鋼筋籠外側(cè),因此在鋼籠下槽過程中,要格外小心壓力囊經(jīng)過導(dǎo)墻時(shí)受擠壓、摩擦而破損漏油。掛布要盡可能兜住鋼筋籠外側(cè),防止混凝土澆筑時(shí)水泥漿液流到掛布外側(cè)裹住土壓力盒。
七、地下水位監(jiān)測
基本內(nèi)容
基坑工程地下水位監(jiān)測包含坑內(nèi)、坑外水位監(jiān)測?;庸こ痰叵滤槐O(jiān)測又有淺層潛水和深層承壓水位之分。通過坑內(nèi)水位觀測可以檢驗(yàn)降水方案的實(shí)際效果,如:降水速率和降水深度??觾?nèi)應(yīng)采用大井。通過坑外水位觀測可以了解坑內(nèi)降水對周圍地下水位的影響范圍和影響程度,防止基坑工程施工中坑外水土流失。坑外水位監(jiān)測為基坑監(jiān)測必測項(xiàng)目。
水位管的安裝
水位管選用直徑50mm左右的鋼管或硬質(zhì)塑料管,管底加蓋密封,防止泥砂進(jìn)入管中。下部留出0.5~1m的沉淀段(不打孔),用來沉積濾水段帶入的少量泥砂。中部管壁周圍鉆出6~8列直徑為6mm左右的濾水孔,縱向孔距50~100mm。相鄰兩列的孔交錯(cuò)排列,呈梅花狀布置。管壁外部包扎過濾層,過濾層可選用土工織物或網(wǎng)紗。上部管口段不打孔,以保證封孔質(zhì)量。
先用水位計(jì)測出水位管內(nèi)水面距管口的距離,然后用水準(zhǔn)測量的方法測出水位管管口絕對高程,最后通過計(jì)算得到水位管內(nèi)水面的絕對高程
水位監(jiān)測注意事項(xiàng)
1) 水位管的管口要高出地表并做好防護(hù)墩臺(tái),加蓋保護(hù),以防雨水、地表水和雜物進(jìn)入管內(nèi)。水位管處應(yīng)有醒目標(biāo)志,避免施工損壞。
2) 水位管埋設(shè)后每隔1天測試一次水位面,觀測水位面是否穩(wěn)定。當(dāng)連續(xù)幾天測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定后,可進(jìn)行初始水位高程的測量。
3) 在監(jiān)測了一段時(shí)間后。應(yīng)對水位孔逐個(gè)進(jìn)行抽水或灌水試驗(yàn),看其恢復(fù)至原來水位所需的時(shí)間,以判斷其工作的可靠性。
4) 坑內(nèi)水位管要注意做好保護(hù)措施,防止施工破壞。
5) 承壓水位管直徑可為50~70 mm,濾管段不宜小于1m,與鉆孔孔壁間應(yīng)灌砂填實(shí),被測含水層與其它含水層間應(yīng)采取有效隔水措施,含水層以上部位應(yīng)用膨潤土球或注漿封孔,水位管管口應(yīng)加蓋保護(hù)。
6) 重點(diǎn)是管口水準(zhǔn)測量,要與絕對高程統(tǒng)一。
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