基坑支護(hù)工程及環(huán)境監(jiān)測技術(shù)探索
時(shí)間:2022-08-13 09:27:58
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摘要:本文以新余市婦幼保健院門診保健綜合樓的基坑變形監(jiān)測為例,介紹高精度全站儀(LeicaTS30)采用邊角聯(lián)測法進(jìn)行變形監(jiān)測,測出各水平位移監(jiān)測點(diǎn)的水平位移變化情況,用數(shù)字水準(zhǔn)儀(LeicaDNA03)采用二等水準(zhǔn)測出各豎向位移監(jiān)測點(diǎn)的豎向位移變化情況,形成變形監(jiān)測成果。
關(guān)鍵詞:基坑工程;變形監(jiān)測;水平位移;豎向位移
1項(xiàng)目區(qū)概況
新余市婦幼保健院門診保健綜合樓項(xiàng)目,位于新余市城區(qū),東面為勞動(dòng)路,南面為醫(yī)藥公司家屬小區(qū),西面為老住院部大樓,北面緊鄰麗景路。本基坑工程平面上呈不規(guī)則的多邊形型,支護(hù)周長約398.0m,基坑開挖面積約8409m2。基坑開挖支護(hù)深度3.32~11.10m。擬建建筑由1棟4層綜合樓和1棟10層住院樓(含二層地下室)組成。擬采用筏板基礎(chǔ)型式,對差異沉降敏感程度屬敏感,框架-框剪結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高約黃海高程+56.40~+56.70m。該工程其周邊環(huán)境較復(fù)雜:北側(cè),紅線外為麗景路,路寬約5.0m,為市政次干道,以外為已建門診綜合樓,距離地下結(jié)構(gòu)邊線最近約3.9m;東側(cè),紅線外為勞動(dòng)路,路寬約30.0m,為市政主干道,人行道地下管線較多,距離地下結(jié)構(gòu)邊線最近約5.8m;南側(cè),為已建醫(yī)藥公司住宅區(qū)建筑,地下管線較多,距離地下結(jié)構(gòu)邊線最近10.0m;西側(cè),紅線外為居民樓、住院樓、花園草地、人行道,距離地下結(jié)構(gòu)邊線最近5.6m。場地勘察深度以內(nèi)地層主要有:第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl),巖性為粉質(zhì)粘土,近地表為雜填土層(Q4ml),下伏基巖為白堊系南雄組(K2n)泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖。場地內(nèi)各巖土層的分布、埋深、描述詳見工程地質(zhì)柱狀圖和工程地質(zhì)剖面圖。場地水文地質(zhì)條件較簡單,地下水主要由第四系上層滯水、基巖裂隙水組成。①上層滯水:第四系上層滯水主要賦存于填土層和軟塑狀粉質(zhì)黏土中,接受大氣降雨和生活水補(bǔ)給,賦水量小,水位隨季節(jié)的變化而變化,年變幅為1.00~3.00m。本次勘探期間測得該層地下水穩(wěn)定水位埋深1.80~2.10m,標(biāo)高為+53.61~+53.79m。該層地下水僅局部分布,為弱富水層。②基巖裂隙水:基巖裂隙水賦存于泥質(zhì)粉砂巖和砂礫巖裂隙中,揭露裂隙較發(fā)育,沿裂隙賦存基巖裂隙水,但多被泥質(zhì)充填,屬弱透水層,具弱承壓性,年變幅1.0~3.0m。本次勘探期間未見該層地下水初見水位,測得該層地下水穩(wěn)定水位埋深1.60~4.10m,標(biāo)高為+51.81~+54.04m。該層地下水,富水性弱,具弱承壓性。根據(jù)基坑設(shè)計(jì)的安全等級確定本次變形測量的等級為二級。
2數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.1監(jiān)測依據(jù)
(1)《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)。(2)《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GB12897-2006)。(3)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ1120-2012)。(4)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2009)。(5)《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2016)。(6)國家、地方和行業(yè)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和要求。(7)《新余市婦幼保健院門診保健綜合樓項(xiàng)目監(jiān)測方案》。
2.2監(jiān)測項(xiàng)目的基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)和坐標(biāo)系統(tǒng)
在施工期間進(jìn)行基坑支護(hù)工程及周邊環(huán)境監(jiān)測,其中:布設(shè)基坑水平位移監(jiān)測點(diǎn)22個(gè),豎向位移監(jiān)測點(diǎn)22個(gè),基坑鄰近建筑沉降監(jiān)測點(diǎn)24個(gè),道路沉降觀測點(diǎn)5個(gè)?;颖O(jiān)測點(diǎn)的布設(shè),見圖1。(1)基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)本工程監(jiān)測點(diǎn)擬埋設(shè)在周邊市政道路上。基準(zhǔn)點(diǎn)成組埋設(shè),每組3個(gè),其相互間距不應(yīng)過大,測站數(shù)控制在2~3個(gè)測站以內(nèi);基點(diǎn)埋設(shè)在監(jiān)測影響范圍外的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi),視野開闊、牢固之處。每次觀測時(shí)基點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行聯(lián)測,以保證精度的可靠性和穩(wěn)定性。(2)基坑變形監(jiān)測點(diǎn)位的布設(shè)在基坑邊坡頂部的冠梁及周邊道路布設(shè)大頭釘,作為水平位移監(jiān)測和豎向位移監(jiān)測的監(jiān)測點(diǎn),見圖2。在基坑周邊建筑物的觀測點(diǎn),采用Φ20mm不銹鋼在結(jié)構(gòu)上經(jīng)鉆孔后埋設(shè)“L”型點(diǎn)位標(biāo)志的方法,見圖3。(3)坐標(biāo)系統(tǒng)平面坐標(biāo)系統(tǒng):以工作點(diǎn)C點(diǎn)為坐標(biāo)零點(diǎn),即坐標(biāo)(0,0)。沿道路方向以直線CA為X軸,以垂直于CA方向?yàn)閅軸,建立獨(dú)立坐標(biāo)系。高程系統(tǒng):以C點(diǎn)為高程0點(diǎn),進(jìn)行監(jiān)測。
2.3監(jiān)測儀器設(shè)備
用于水平位移監(jiān)測的儀器是leicaTS30全站儀,測角精度為0.5″,測距精度為±(1mm+1ppm);用于豎向位移監(jiān)測的儀是瑞士產(chǎn)徠卡DNA003電子水準(zhǔn)儀(標(biāo)稱精度為±0.3mm/km),2米條形碼銦瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺。外業(yè)記錄由儀器自動(dòng)記錄存儲,觀測中超限,則提醒重測。所用測量儀器均經(jīng)過檢定。
2.4觀測精度及觀測方法
根據(jù)基坑設(shè)計(jì)的安全等級確定本次變形測量的等級為二級,豎向位移監(jiān)測采用獨(dú)立高程系統(tǒng),以工作點(diǎn)C為基準(zhǔn)點(diǎn),布設(shè)二等水準(zhǔn)路線,聯(lián)測出其它工作點(diǎn)、檢核點(diǎn)及監(jiān)測點(diǎn)的高程。水平位移監(jiān)測采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),以工作點(diǎn)C點(diǎn)為坐標(biāo)(0,0),沿道路方向以直線CA為X軸,以垂直于CA方向?yàn)閅軸。利用LeicaTS30用多測回法邊角聯(lián)測,聯(lián)測出其它工作點(diǎn)、檢核點(diǎn)及監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)值。(1)豎向位移監(jiān)測:豎向位移觀測主要技術(shù)要求:①水準(zhǔn)觀測限差(mm),見表1。每次觀測前均對儀器i角進(jìn)行檢查,i角不得大于15″。首次測量采用往返觀測,經(jīng)簡易平差求得各點(diǎn)高程作為第一次觀測值。以后均采用單程閉合觀測,并定期檢查基準(zhǔn)點(diǎn)。并盡可能做到每次觀測同路線、同儀器、同人員進(jìn)行。以第一次測量的觀測點(diǎn)高程作為起始高程,往后每次測得的高程與前一次進(jìn)行比較,差值Δh即為該觀測點(diǎn)的沉降量。高程測量和計(jì)算過程中取位至0.01mm,沉降量取位至0.1mm。(2)水平位移監(jiān)測水平位移觀測按《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2016)二級變形測量要求進(jìn)行。采用徠卡‘TS30’0.5秒級全站儀進(jìn)行,按極坐標(biāo)法觀測,計(jì)算坐標(biāo)及其兩次觀測的坐標(biāo)差確定其位移量。觀測人員現(xiàn)場測量時(shí)必須將量測的濕度、氣壓參數(shù)輸入到儀器進(jìn)行測距參數(shù)改正后方可進(jìn)行測量。其技術(shù)要求見表3。2.5監(jiān)測頻率及監(jiān)測報(bào)警當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值時(shí),必須立即向建設(shè)單位或施工單位報(bào)警;若情況比較嚴(yán)重,應(yīng)建議立即停止施工,并對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊的保護(hù)對象采取應(yīng)急措施。監(jiān)測報(bào)警值見表4。
3數(shù)據(jù)處理
3.1基坑工程豎向位移監(jiān)測
自2019年03月19日進(jìn)行第一次觀測,至2020年01月13日進(jìn)行最后一次觀測,在此期間共進(jìn)行79次變形觀測,基坑工程的51個(gè)豎向位移監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)豎向位移量在0.1~3.6mm之間,均未超過報(bào)警值;基坑監(jiān)測點(diǎn)豎向位移變化速率在0.0~1.0mm/d之間,均未達(dá)到報(bào)警值(3.0mm/d)。51個(gè)豎向位移監(jiān)測點(diǎn)豎向位移變化最大為K18監(jiān)測點(diǎn),其累計(jì)豎向位移量為3.6mm;最大變化速率為K10監(jiān)測點(diǎn),變化速率為1.0mm/d,均未達(dá)到報(bào)警值。各豎向監(jiān)測點(diǎn)豎向位移變化情況見圖4。在基坑開挖到設(shè)計(jì)深度后的監(jiān)測過程中,各監(jiān)測點(diǎn)的豎向位移變化均呈收斂趨勢,在最后幾次觀測中,各點(diǎn)變化值接近0.0mm,表明基坑在土方開挖及地下結(jié)構(gòu)施工過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3.2基坑工程水平位移監(jiān)測
自2019年03月19日進(jìn)行第一次觀測,至2020年01月13日進(jìn)行最后一次觀測,在此期間共進(jìn)行79次變形觀測,基坑工程的22個(gè)水平位移監(jiān)測點(diǎn)的水平位移累計(jì)量在5.9~24.5mm之間,均未超過報(bào)警值;水平位移變化速率在0.0~1.0mm/d之間,均未達(dá)到報(bào)警值(3.0mm/d)。22個(gè)水平位移監(jiān)測點(diǎn)位移累計(jì)量最大為K14監(jiān)測點(diǎn),其水平位移累計(jì)量為24.5mm;最大變化速率為K16監(jiān)測點(diǎn),變化速率為1.0mm/d,均未達(dá)到報(bào)警值。各水平監(jiān)測點(diǎn)水平位移變化情況見圖5。在基坑開挖到設(shè)計(jì)深度后的監(jiān)測過程中,各監(jiān)測點(diǎn)的水平位移變化均呈收斂趨勢,在最后幾次觀測中,各點(diǎn)變化值接近0.0mm,表明基坑在土方開挖及地下結(jié)構(gòu)施工過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。
4結(jié)語
在本次基坑變形監(jiān)測全過程中,水平位移和豎向位移的變化皆呈收斂趨勢,在最后幾次觀測中各點(diǎn)變化值接近0.0mm,說明此基坑在施工過程中一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。
作者:蔣敏 伍麗萍 單位:江西省煤田地質(zhì)局測繪大隊(duì)