基坑支护变形监测自动化处理分析

2015-10-12熊议鹏广州亚奥建设工程咨询有限公司广东广州510000

建材与装饰 2015年51期

熊议鹏（广州亚奥建设工程咨询有限公司　广东广州　510000）

基坑支护变形监测自动化处理分析

熊议鹏
（广州亚奥建设工程咨询有限公司广东广州510000）

近几年来，伴随着国内经济的快速发展，我国的城市化水平大大提高。就现阶段的建筑中的基坑支护变形监测来说，极大的影响建筑物的施工。具有很强的时效性。通过对基坑支护变形的监测以及自动化的处理，可以改变传统的人工监测的时效性差以及精度低缺点，并且自动化监测具有实时性以及精度高和全天候等优点。本文结合则身经验，通过对广州市相关工程案例的探讨，进一步分析基坑支护变形监测自动化处理的相关内容。

基坑支护；变形监测；自动化处理

1　引言

进入21世纪以来，伴随着我国经济的快速发展，城市建筑的施工水平得到了显著的提高。但是对于基坑支护施工来说，依旧存在着较多的问题有待解决。特别是广东等沿海城市，这些地方的土质比较复杂，并且这些地区的淤泥质软土的灵敏度较高。在进行地下室基坑支护以及土方开挖时，风险较大。因此，项目相关的设计方以及开发商和施工方等单位，一定要对地下室基坑支护相关施工的造价问题以及土方开挖过程中的安全状况进行考虑，并且根据多年基坑施工经验，运用基坑支护变形监测自动化处理的手段，控制好施工过程中的安全问题，并且能够使成本控制与安全保障之间取得较好的平衡。以下文章从广州市的某工程出发，通过具体案例的分析，进一步探讨基坑支护变形监测自动化处理。

2　工程概况

该施工工程位于我国的广州市海珠区南洲路星群制药厂的西侧，工程北临海珠区的南洲路。并且在项目红线内，将建设十字规划路口，并于十字路口四角分别建设四栋商住用房。其中建筑的高度从30～86m不等，并且这个工程各带四层地下室，总建筑面积18万m2。其中基坑西侧是南洲的粮油城，距离10～12m不等，项目的东侧为桥建集团一栋三层的办公厂房，并且有一栋九层的办公楼。办公楼带有一层地下室（层高4.5m），距离基坑边线分别21.2m及23m。其中工程的北侧为南洲路，南侧为南环高速公路，距离71m。

本工程主体基坑根据基坑深度和重要性确定为一级，基坑侧壁重要性系数为 1.1。其中工程的主体基坑尺寸为长度为211.0m，宽度为198.0m，深度19.1m。围护结构采用地下连续墙加三道混凝土内支撑的支护方式。地下连续墙采用0.8m厚的（局部1m）钢筋混凝土墙，混凝土等级为C30，单元连接位采用2条800@600旋喷桩止水，结合基坑顶面的截水沟、路面硬化等措施，能满足基坑止水要求。

目前基坑处于土方开挖阶段，B、C区第二道支撑已浇筑完毕，D区第一道支撑已浇筑完毕。

3　现阶段基坑支护变形自动化监测系统的简介以及监测数据

近几年来，伴随着计算机技术以及网络技术和电子测量仪器、设备技术、数据处理模型理论的不断发展，基坑支护变形自动化监测技术有了较快的发展，并且做到了真正意义上的自动化实时的基坑支护变形监测。这样一来，不仅能够快速获取基坑结构变形监测数据，并且可以通过系统分析以及处理自动生成各类统计和分析图表，能够实现快速的预警。现阶段应用较广的是瑞士Leica自动型全站仪以及相关的系统软件、计算机及专用通讯电缆等。表1是该工程中使用的仪器设备名称以及相关参数。

表1　工程中用到的仪器以及相关参数

通过自动化的变形监控，并且通过GPRS、Internet通讯技术实时传发监测成果，能够较好的把握基坑支护的变形监测。其中，广州市涛景综合服务市场项目基坑监测工程2014年12月26日以及31日，2015年1月5日监测数据如下：一方面，连续墙顶的水平位移最近周期水平位移△L：当次变形最大值为S4 的0.8mm；累计变形最大值为S3的1.3mm。变化值、累加值在警戒值以内。另一方面，连续墙顶的沉降最近周期垂直沉降△Z：当次变形最大值为S11的-0.6mm，其中累计变形最大值为S15的-1.1mm。变化值、累加值在警戒值以内。此外，建筑物沉降量最近周期垂直沉降△Z：当次变形最大值为Q17的-0.7mm；累计变形最大值为Q17的-1.1mm，变化值、累加值在警戒值以内。另外，地面沉降最近周期的垂直沉降△Z：当次变形最大值为D15的-1.7mm；累计变形最大值为D15的-3.1mm其中变化值、累加值在警戒值以内。立柱沉降最近周期垂直沉降△Z：当次水位变化最大值为0.02m、孔号为W5，最大累计变形值为0.80m、孔号为W5，最大水位深度为12.56m、孔号为W5，变化值、累加值在警戒值以内。基坑监测按极坐标自动测量法施测，即平面和垂直控制自动测量方法。周边沉降监测按闭合高程测量法；本周期监测工程是按照合同约定计划执行，与计划进度相符，下周期将按合同约定进行基坑监测。

4　基坑支护变形监测自动化处理的要点

4.1基坑支护变形监测的主要内容

就现阶段的基坑支护变形监测工作来，主要有以下几点内容。第一，就是围护构造以及相关的自然环境和施工工况等。同时还有地下水的状况以及基坑的底部和周围的土体、建筑物，以及附近的地下埋有的管线和相关设施等。其中重要监测的是基坑的开挖期间，要保证围护结构的稳定的性能，也就是变形的状况，以及基坑的周边环境中的地面和相关建筑物的不均匀的沉降，并且要监测相关管线的变形的程度。

4.2监测点的选择及监测仪器的埋设

对于监测点的布置来说，一般是降水和相关土体开挖受到影响的地方，并且要注意的是要比两倍的基坑的深度要大，并且这一过程中要保证布设合理。在进行测点的布设工作之前，要对基坑的位置条件以及相关的地质条件和基坑的围护的设计可进行了解，再凭借相关的经验和实践得来的理论来进行布设的范围以及密度的设计。现阶段在布设原则上，能预埋的监测点，一般在工程开工之前要进行埋设，并保证有一段时间的稳定期。另外在项目正式施工之前，还要使静态的初始数值都进行测量并且要保证测量完毕。对于测斜管安装方面的相关工作，一定要应根据地质的情况进行，尽量埋设在较易有塌方问题出现的部位，比如基坑的比较靠中部的位置或者是阳角处。一般这一过程中，要沿与围护结构相互平行的方向按20～30m的间距进行布设。在进行围护桩体中的测斜管的安装工作中，一般在围护桩进行浇灌时进行放入。另外，在基坑在开挖前，基坑所在位置必须降水。当基坑所在位置的地下水位降低之后，一定会引起周围地下水向基坑所在位置进行汇集，这就会造成地下水的流动从而导致塌方。因此在这一过程中一定要重视地下水的观测，从而保证基坑的安全。此外，需要注意的是水位观测管的相关的埋设应根据施工当地的水文情况资料进行。并且在含水量较多以及渗水性能较强的位置，一定要在紧靠着基坑的位置外边做20～30m的埋设。其中，埋设的方法一般与地下的土体的测斜管埋设方法相同。另外，分层的沉降管的埋设工作要保证同地下土体的测斜管的埋设的方法一样。在埋设时，注意波纹管的铜环不能遭到破坏。现阶段，铜环一般是1m距离埋设一个。

4.3监测频率与调整

要注意的是基坑工程的监测的频率，要反映出监测项目的实时变化。其中基坑水平位移的观测，在基坑开挖前一定要进行初始值的测取。另外，基坑开挖过程中，要根据不同工程的机动性的调整，实时的制定出合理的监测方案。要注意的是开挖过程中，监测间隔时间必须短，并且一旦中间遇到外界条件的变化，要增加监测。同时，还要保证基坑的垂直位移以及基坑的土体位移和地下水位的监测与水平位移监测同时进行。对于基坑是周边建筑物的沉降监测的周期来说，要根据实际情况及时的增加监测的次数。同时在开挖竣工后，要延长监测的时间。这一过程中，要特别注意的就是施工期间的巡查。在基坑的施工期间，一定要做个到每天有监测人员进行专门的巡查，并且保证监测人员要有一定的专业技术水平。在巡查的同时还要与施工单位进行实时的沟通，以加强对监测点的保护，保证监测工作的质量，这一工程中的监测频率如表2。

4.4异常及应对措施

在基坑支护变形监测工作中，经常会出现一些问题，下面对工程中容易出现的问题进行探讨，并提出相应的解决措施。①地表开裂。当工程的土方开挖到一定深度的时候，基坑附近的地表容易出现平行于基坑的裂缝，然而这时的土体深层水平位移值并未报警，表明土体的变形还在容许范围内，但这是应该采取相应措施。一方面，要及时的用水泥浆对裂纹进行灌实，避免这一过程中地表水的渗入。另一方面，可以严格控制基坑周边的施工荷载。比如严禁超载，或者是不得扰动土体等措施。此外，可以对主动区顶部进行适当的卸土操作。②出现局部崩塌。一旦土方开挖到接近设计深度之际，容易出现局部崩塌。一旦出现这一问题，一方面可以对局部崩塌段进行立即回填，并且要保证静置一段时间。另外，可以对被动区进行加固处理。此外，若场地条件容许，还可以对主动区顶部进行适当卸土处理。此外，对于一些较为经济的设计方案，一定要报请监理以及业主和设计等各方，保证问题能够得到较为妥善的处理。