岩土工程基坑监测方法技术探究

岩土工程基坑监测方法技术探究

1岩土工程基坑监测的内容

1.1岩土工程基坑支护结构的位移监测

第一,水平位移监测和垂直沉降监测。在对基坑进行监测的过程中,最重要、最直接的内容有两个,其一是支护顶部的水平位移监测,其二是支护顶部的垂直沉降监测。这两者的监测目的是:对支护顶部的水平位移、垂直沉降与参照点进行对比,将其变化用图表的形式表现出来。第二,倾斜位移监测。岩土工程基坑支护的深层挠曲变形是通过支护的倾斜位移体现出来的。对支护的倾斜位移进行监测,需要通过测斜装置来实现。通常使用的测斜装置有以下几种,分别是:测斜管、测读仪和测斜仪。在监测的过程中,要将支护结构的长度和测斜管保持一致。

1.2岩土工程基坑支护结构的应力监测

第一,内力监测。对岩土工程基坑支护结构的内力的监测包括两方面的内容,分别是:支护结构的监测和支撑结构的监测。第二,土压力监测。土压力的监测主要是在迎土面上埋设土压力计来进行,在进行混凝土浇筑的时候,要保证土压力计不会被混凝土包裹。第三,基坑土层监测。基坑土层监测指的是对基坑底部的垂直隆起进行监测,一般情况下,对坑内土层进行监测可以使用的仪器有水准仪。第四,孔隙水的压力监测。孔隙水的压力变化能够反应土层的沉降状况,在监测孔隙水压力的时候,可以使用的仪器是孔隙水压力计。

2工程案例分析

2.1工程背景

某岩土工程的基坑属于深基坑,该基坑的深度是28.9米,地面的高程在7米和11米之间,高差相对较小,地质条件从下到上分析如下:最下层是卵砾石,然后向上依次是粉细砂、粉质粘土夹粉砂、淤泥质粉质粘土、粉质粘土和杂填土。其中,基坑开挖的地层是淤泥质粉质粘土层。含水层的土质条件是淤泥质粉质粘土和粉质粘土。该工程的地下水属于孔隙潜水,透水性比较差,上层潜水位在地下0.2米和1米之间,承压水在地下55米和61米之间。

2.2基坑支护结构设计

该基坑的围护结构是直径为12米的地下连续墙,该墙的深度是61米,使用的是支撑系统,结构是钢筋混凝土结构。为了保证地下连续前的稳定性,对其进行加固处理,加固的深度为地下15米。地下连续墙的施工以导墙为标准,在加固完成之后再进行导墙施工,导墙的厚度要大于地下连续墙的厚度,导墙混凝土的强度等级为C25,导墙的高度要比地面的水平高度高10米。地下连续墙在成槽的时候要使用顺槽法,泥浆的水平面要控制在地下水位之上0.5米的位置。在成槽之后安放钢筋笼,在钢筋笼上安放基坑监测设备,然后安放各种预埋件。该工程的地下连续墙的混凝土的强度等级是C35,抗渗等级分别是P10和P8。

3岩土工程基坑监测技术的应用

因为该工程的基坑深度是28.9米,属于深基坑。所以,在监测的时候要对以下几个方面的内容进行监测。监测的内容分别是:土体和连续墙的侧向变形监测、连续墙结构的内力监测、连续墙墙体的水平位移监测和竖向沉降监测、支撑结构的轴力监测。

3.1土体和连续墙的侧向变形监测

对土体和连续墙的侧向变形进行监测,首先要将变形监测管埋设在连续墙墙后的土体中,变形监测管的埋设距离要控制在15米和20米之间。变形监测管的材质属于PVC管,该管的直径是7厘米,管内要安设两对相互垂直的导槽,其中一对成角为180度的导槽要和基坑的内侧对应,这个方向是后续监测时的位移方向,也是土体和地下连续墙的水平位移方向。在测量深层水平位移的时候,可以使用测斜仪来进行,使用测斜仪产生的测量结果的精度能控制在0.25毫米每米以上,分辨率能保持在0.02毫米每5米以上,系统精度能控制在7毫米每30米左右。

3.2连续墙结构的内力监测

对连续墙的内力结构进行监测,要在每个监测断面上布设测点,测点的布设间隔为5米,每个断面布设的监测点要控制在3处以上,钢筋计的布设总数要为6个。钢筋计的量程要为设计量程的1.2倍,钢筋计的精度要在0.5%以上,钢筋计的分辨率要控制在0.2%以上,钢筋的最大拉应力要控制在30帕以上。

3.3连续墙顶部的水平位移监测和竖向沉降监测

对连续墙顶部的水平位移和竖向沉降进行监测,要布设测点,测点布设的距离要控制在10米和15米之间,测点要以支护方式为准来进行合理的布设。在浇灌压顶梁的过程中,要将直径为12毫米的螺纹钢嵌入压顶梁内部,将其作为连续墙顶部位移的观测点。为了方便对水平位移进行观测,可以在测点的钢筋端头位置加锯十字丝。在进行水平位移监测的过程中可以使用的监测方法有两种,分别是:视准轴线法和小角法。在监测之前要对基准点的稳定性和工作基点的稳定性进行校准。垂直沉降位移的监测要使用精密水准测量法,为了控制测量结果的准确性,在测量的时候要控制测量时间,在垂直沉降测量的过程中使用的仪器是全站仪,全站仪可以将读数精确到0.1毫米,将误差控制在1毫米以内。在监测的过程中,在观测首次垂直沉降的时候可以使用单程观测或者往返观测的方式来进行观测,在后续的观测过程中可以使用单程观测的方法来进行。在监测的过程中为了保证监测效果,要将每个监测站的视线长度控制在50米以下,将前后视线的距离差控制在2米以下,将视线的高度控制在3厘米以上。

3.4支撑结构的轴力监测

在支撑结构的轴力进行监测通常可以使用的仪器有两种,分别是:钢筋应变计、混凝土应变计,在监测的时候可以应变计埋设在支撑结构的内部或者放置在支撑结构的表面。为了保证支撑结构的精度,为了有效的保护测点,在监测的时候一般只使用四个钢筋计,只需要将钢筋计安放在四个支撑角上即可。钢筋计在使用的过程中要将其量程控制为设计量程的1.2倍,钢筋计的精度要在0.5%以上,钢筋计的分辨率要控制在0.2%以上。如果在测量的过程中,钢筋计失效,有可能是因为超出了量程范围或者是布设的位置不合理。

4结束语

在岩土工程中施工中,基坑施工是其中非常重要的一个环节,基坑施工的质量对岩土工程的施工质量有着非常重要的影响。在基坑施工的过程中,基坑的支护结构很可能会发生水平位移或者垂直沉降位移,为了防止这些位移情况的出现,对基坑施工进行监测具有重要的意义。岩土工程基坑监测可以从四个方面来进行,分别是:土体和连续墙的侧向变形监测、连续墙结构的内力监测、连续墙墙体的水平位移监测和竖向沉降监测、支撑结构的轴力监测。做好基坑监测工作,保证基坑施工质量,对维护基坑的稳定性,对维护整个岩土工程的质量具有重要的意义。

作者:赵宇 单位:江西省地质矿产开发研究中心