基坑监测技术在深基坑中的相关问题研究

2022-06-30郭军海武汉地质勘察基础工程有限公司湖北武汉430070

中国房地产业 2022年16期

文／郭军海武汉地质勘察基础工程有限公司湖北武汉 430070

1、工程深基坑监测的特点与技术应用要点

1.1 深基坑监测的特点

众所周知，每次项目在实施时便要进行开始前的一系列研究与分析，深基坑作业在开工动土前自然也不例外，而且它不同于别的建筑施工，对数据分析的要求更高。另外，由于技术实施上的一些限制，不同地区在实际施工技术上对深基坑施工也存在一定的差异理解。这就要求施工人员在进行基坑工程前必须立足实际，从保障作业人员的生命安全的基础观念出发，对作业现场有一个精准而全面的勘察与探测。对相关环境有一个基本把控，再以实际工程建设情况为准，秉承上差异化的施工建设原则，因地制宜地设计施工图纸，满足人们出行安全需要。因此深基坑监测的特点首先必须要满足差异化施工，同时要有针对性，这里的针对性是对施工当地的人文环境而言，工程师要对当地的地质条件进行提前勘测。其次就是等精度特点，除了监测技术要满足标准外，在监测工具的选择上也显得尤为重要，其次监测位置，方案的实施更是要有一个工程性的规划。再者就是时效性的问题，深基坑监测技术借用互联网大数据进行工程分析，要对施工进程进行实时监视，保证作业进度与施工情况的实时反馈，以便于工程施工人员及时做出技术等方面的改进与调整。这样才能满足这项复杂工程的施工需要，才能使监测数据达到科学化的使用标准，也才能更好的为工程施工提供技术支撑。

1.2 深基坑监测技术应用要点

（1）控制监测频率，控制监测频率要建立在工程施工过程中度工程进度的综合把控上，需要施工技术人员依照具体的施工进度来做出调整，并且要在调整周期上加以时间分段。若施工地的地质条件复杂多变，那么就需要缩短监测周期频率，同时加快数据分析，以保障安全的工程进度。当然这个周期可以随着时间的推移做出相应的调整，若地质条件先谷底稳定，那么则可以相应的降低监测频率。（2）处理监测数据，在得到监测数据后要保证数据的实施分析，通过对施工前后的进度与技术难点的突破与处理手段的分析上，以期能够得到具有突破意义的工程指导性技术研发，以此来提高工程的施工进度，提升地基建设支护的稳定性和安全性。得到监测数据之后，技术人员还需要对其进行处理和分析，通过对比前后数据的差距判断工程进行的状态，通过数据相关标准规范的比对判断工程施工的稳定性。若与平时出现较大程度的技术偏移，就需要工程师对施工问题进行紧急处理，期间可能造成施工暂停与延后，故此，在监测数据的处理上，需要技术人员严格执行。以提高工程施工人员的责任感与踏实认真的态度。

2、深基坑支护技术在建筑工程施工中的关键技术分析

2.1 钻孔灌注桩支护施工技术

顾名思义，该项技术是以钻孔为技术前提，再进行机械灌注的方式来完成作业的。但是由于技术层面的发展的硬性限制，该技术在打孔阶段无法利用机械臂操作，而还是要借助于人力。尽管提高了工程成本，但是保障了施工精度，在安全使用年限保障上提供了一定的支撑。它的具体操作流程是首先利用人工处理钻井钻孔作业，然后采用专门的施工设备对钻孔利用满足施工规格的钢筋进行笼化箍固定位，最后利用水泥注灌的一种施工技术。虽然其实施只有三个步骤，但是在实际操作中实在受限于很多技术因素。首先第一个步骤，钻孔就要求工程师对施工环境进行严格科学分析，尤其是对当地的地质条件具体情况必要时做化验处理，通过地质层化学分析选择最佳的施工钻孔地点，同时要严格把控施工时的支护桩位的位置紧密度。以此来保障施工安全。同时由于一些施工现场地下水渗透程度浅，水位高，将又会增加施工难度，作业人员要在混凝土桩位的规格及位置选择上进行合理设计，在做到及时止水的同时又得以保证施工进度。同时又要缩短施工时间，避免由于坍塌造成的一系列不良影响。

2.2 地下连续墙支护施工技术

在地下基坑建设的施工炼造中，很多优秀的施工技术人员在摸索中发现了一种较为理想的基坑防护技术。但是由于其自身的严谨性限制，要想达到最佳的防护效果，在实际操作中就得依赖于工程人员的过硬的综合素质能力，因此在施工难度和工程造价方面又增加了施工难度。该项技术还是钢筋混凝土承重，但是要求在其表面进行承浆面处理。表现在它面前的主要有以下技术突破难点：一是连续墙的厚度的选择上必须要解决渗水问题，但是由于混凝土自身凝固需要一定的时间，这样一来就加大了施工难度。其二就是对连续墙的承浆面水泥规格的选择，往往要经过一定的技术处理，不然一般规格的水泥不能满足隔水需要，一旦失去防护效果，造成连续墙塌方，将对施工人员的生命安全产生严重损伤。三是对于挖陷的地质环境呀留足其成槽时间，以避免泥浆发生压力差喷发外漏，在此期间，可利用一定的导管深入导流，从根源上解决渗水问题。

以上两项技术是目前深基坑支护最常用的两项支护挡土技术。

3、加强工程深基坑监测技术应用效果的策略

3.1 完善勘察方案设计

施工前的勘察无论在哪一行都是必要的前提。对于基坑建设施工更是重要的基础性工作。因此在施工前进行施工环境的地质土层勘察是每一个技术人员的必修课。这项工作要求工程人员对施工场地进行科学探究与分析，找出最合适的基础施工地点，并给出合理化施工建议。再遇上、剥离冻土层等复杂的地质条件时，看是否可以利用科学的建筑手段进行常规处理。若不能，看能否将这段施工地进行战略性舍弃，以此来控制工程成本，又不妨碍工程进度，还能保障工程使用安全。这些都是在施工前要做的。

3.2 合理选择勘察技术

要了解和分析所要进行作业地点的地质状况，就要提前对该地区的基本地貌层进行科学勘察。勘察的手段有很多种，在选择上，工程勘测人员应该在技术水平和勘察要求的指导下做合理选择，一般最常用的就是钻探、井探以及实验三种勘察技术。钻探主要用作于一些超高层建筑的施工前，技术人员利用一种专业的汽车钻井技术来展开；井探技术则是利用人工钻孔选择合适的勘察点，再在其中插放进专业的探测地质仪头，进行深入式勘察，具有一定的准确性；而实验技术说白了就是在取得原始地质数据后通过再分析的方式，来减小勘察的误差，以保障施工的质量。

4、沉降监测技术及控制

4.1 沉降监测方法

沉降监测方法在沉降监测点位的选择上有一些限制与要求：

监测点的位置布置要满足施工条件的要求，同时要不能影响到施工进度，多个监测点之间要保证互通互联，要有稳定的监测数据传输。以保证对施工环境的实时数据监视，它在对支撑立柱的监测上尤其是沉降稳定性方面起着重要的作用。此外就是在施工过程中施工人员要注意避让其延展的监测线路，避免周围有障碍物的遮挡，同时又要放在比较显眼的地方，避免造成过失性损伤。因此可以选择为其单独建造一个微型监测基站，以保证监测的准确性。而对施工环境周遭的沉降松土层的监测上，要选择将其深埋进施工地当中，以此来增加监测直径，已达到数据范围收割的技术要点。而在对于建筑物的垂直监测过程中，要利用沉降连线监测，可以在建筑物的首尾两端各自设置监测点，以其为支点进行观测，并以此来进行垂直基准点的可靠性分析。另外，此项技术还可用来进行工程作业中的建筑倾斜度监测，采用的是水平基准点的监测手段。

4.2 监测控制与预警

深基坑在施工安全技术监测上一直是一个重点和难点问题，监测控制上要做到的是一个统筹的概念。安全预警更是重中之重。在监测预警值的设置上要满足多项指标标准规定限值的要求。比如基坑规格设定，地下基坑，以及施工周遭居民与生态环境的保护控制等各个方面。同时预警设置完成后要项目主要负责人签字确认。预警就意味着停工处理，因此在监测预警值的设置方案上还应综合考虑各种施工条件的影响，比如遇到能统筹处理的突发情况，只要其在一定的累计范围内，就可以先不触发报警。

5、深基坑检测项目介绍

5.1 工程概况

武汉某综合楼开发项目B4/5地块，该工程由一幢高度为170m的住宅和2～5层的商业裙楼组成，该项目北临规划黄埔二路，东侧为中山大道，南侧为新建街，西侧为轻轨一号线线路及解放大道，主体结构均设置三层地下室。基础采用桩筏基础，桩基拟采用钻孔灌注桩。基坑规模：基坑面积约为28870m²，周长约为688m，基坑形状大致呈矩形，本项目基坑深基坑支护由华东建筑设计院设计，基坑支护形式为地下连续墙+混凝土支撑形式。基坑重要性等级为一级。

本场地基坑规模大，坑壁土层为杂填土一般粘性土；坑底土层主要为(2-3)粉质粘土夹粉土；上述各土层中工程性能差，抗剪强度低，须加强支护措施。场地内承压水埋藏较浅，对基坑工程有较大影响，坑内有工程桩需要保护。

5.2 监测目的

（1）对于施工技术和获得的参数的分析，主要得益于勘测器监测到的数据和预测到的数值，在分析过程中将会比较明显地看出工程队对工程进度的把控程度，以期能达到数字化管理的目的。（2）通过监测围护体系的变形和受力情况，了解其变化规律，使整个基坑在开挖期间始终处于安全运营状态。（3）通过对施工周遭的环境监测，能比较直观地勘查到哪一块位置受施工影响，地下水位浮动变化较大，再利用现代化手段对该块地下水环境进行一定量的修复，以减少人为对地下微生物环境不可挽回的破坏。（4）通过监测桩外土压力，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。（5）通过数据监测与分析，能使工程施工技术人员对地下水渗透问题得到及时查知，便于相关团队及时开展工程防漏填补工作。（6）通过施工数据的及时传输与处理，使得工程设计师及时优化和改进施工方案，从而减少工程成本。

5.3 监测项目

（1）周边环境监测包含基坑周边建筑物沉降监测和基坑周边道路；轻轨桥墩及地下管线沉降监测。（2）支护结构监测包含支护结构顶（冠梁）水平位移、竖向位移监测；连续墙围护结构深层水平位移监测；基坑周边土体深层水平位移监测。（3）支撑结构体系监测包含支撑内力监测和立柱沉降监测。（4）其他监测，包含基坑外潜水及承压水位监测、建筑物倾斜观测等。（5）目视及巡视，包含基坑支护结构及基坑周边建筑物目视巡视。具体检测项目及数量如表1：

表1 主要监测项目及测点管理一览表

基于武汉永清综合楼开发项目深基坑工程监测，我们在施工方案中加以实际应用，以用技术措施实施保障，为施工安全，与技术作业保驾护航。现将应用若干展示如下：

6、技术保证措施

6.1 测试方法

(1)责任到具体测试人，避免数据差异。(2)责任到具体测试机器，避免工具差异。(3)责任到具体路线，避免温湿度传感差异。(4)责任到具体方法，避免影响到测试结果。

6.2 测试仪器

(1)提前进行科学化检测仪器的测试，对单位量校准。(2)设置仪器的自查功能，进行数据登记与汇报。(3)损坏的测试仪或零部件做到及时更换或修理，但要对历史数据进行备份，以备后期数据查验。

6.3 监测点保护

(1)对监测点进行标志化标识，或对监测点周围进行防护作业后，可自行选择是否需要与会说明，以避免监测点发生意外人为破坏。(2) 在围檀制作过程中，应对埋设在围护墙体内的监测组件进行巡视。(3) 在基坑开挖过程中，对布设有监测组件的部位用醒目标志进行标识。

7、主要监测仪器类型及性能指标

本次基坑监测选用的主要仪器设备的种类、型式及主要技术指标如下，其性能指标及可靠性均满足监测要求：

7.1 监测仪器

索佳全站仪（SET210K），测角中误差±1.0秒，测距1±1.5ppm。

科利达经纬仪，测角中误差±2.0秒。

电子水准仪壹台（ZDL700），0.7mm/Km。

索佳水准仪（B20+OM5）两台

测斜仪2台，测量范围：±54度；灵敏度：每500mm，测管±0.02mm。

振弦仪1台，灵敏度：0.1Hz。

钢尺水位仪1台

7.2 仪器设备现场检验

监测仪器自成品首次合格率监测外，在正式投入使用前再进行一次全面测试，包括以下几个方面的检查：（1）出厂时仪器资料参数卡片是否齐全，仪器数量与发货单是否一致；（2）零部件的配备与工程进货单的一致性检查；（3）监测仪肉眼可见的漆皮磨光粗细检查；（4）工作主板线路安全检查；（5）绝缘防护标准检查；（6）监测仪数值测定准确率检查。

8、监测结果

根据2016年9月9日监测单位最后一期的监测，具体监测成果如下：

(1)对基坑地连墙墙顶进行位移监测点ZD1-ZD28进行了第397次观测，最大位移量为19mm（ZD23）;根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB-50497-2009)和监测方案,本项目报警值为：30mm或速率已连续3日大于2mm/d。观测结果表明，各点位移均无异常。（2）对基坑地连墙墙顶进行沉降监测点ZD1-ZD28进行了第397次观测，最大位沉降量为18.8mm（ZD23）;根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB-50497-2009)和监测方案,本项目报警值为：20mm或速率已连续3日大于2mm/d。观测结果表明，各点沉降均无异常。（3）对周边建环境及轻轨沉降监测点进行了第397次观测，最大位沉降量为18.2mm（ZD5）/轻轨部分最大沉降为1.5mm（QG4）；根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB-50497-2009)和监测方案,本项目报警值为：35mm（轻轨为10mm）或速率已连续3日大于2mm/d(轻轨为1mm/d)。观测结果表明，各点本次沉降均无异常。（4）对墙体和土体测斜监测点进行了观测，墙体最大变形量为15.40(CX5)/土体为15.72mm(TX3);根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB-50497-2009)和监测方案,本项目报警值为：40mm。观测结果表明，各点本次变化均无异常。