基坑变形监测范文第1篇
1 工程概况
广州国际商贸广场工程位于广州市中山三路与较场西路交汇西北繁华地段, 由两栋超高层65层和28层塔楼及6层至9层裙楼组成, 其中地下室4层, 底板设计标高-13.9 m, 基坑平面形状呈L形, 北面为高层商住楼, 南面为工厂大楼, 东南角为变电房, 周围环境较为复杂。基坑设计采用人工挖孔桩及预应力锚杆支护形式支护, 基坑支护安全等级为一级。该基坑变形监测的内容主要有:支护结构桩顶水平位移、支护桩体侧向位移及土体侧向位移 (测斜) 、地下水位监测。
2 监测目的
根据现场监测可以追求更确切的施工安全性及经济性。在地下工程施工中, 根据测定施工过程中的支护结构顶和周边相关实体的变形, 随时把握周围土体及支护材料的动态, 比较其在施工过程中的变化, 进行合理的、定量的分析、判断和评价土体及支护结构的状态, 及时提供便于迅速变更相应设计的数据, 并指导施工管理, 确保施工的安全性、合理性、经济性。
3 监测技术措施及方法
3.1 监测项目及精度要求
根据建设方提供的基坑支护监测布置图及其施工特点, 并考虑施工过程中支护结构和周围土体的相互作用, 确定以下监测项目:支护结构桩顶水平位移、支护桩体侧向位移及土体侧向位移 (测斜) 、地下水位。
如表1所示。
3.2 监测时间及频率
基坑开挖之前先测定初始值。在基坑开挖阶段, 每三天测一次, 开挖急剧或变形速度加快时, 每天测一次或两次。在地下室施工阶段, 每七天观测一次。如有不正常变形或连续下雨天应每天测一次, 出现报警值时则加密监测 (每天二次) 。
由于工地现场施工情况不同, 具体测量次数、测量时间可根据有关管理单位要求、现场工程进度和测量反馈作相应调整。
3.3 监测项目报警值
如表2所示。
备注:d为天数。
3.4 支护结构顶水平位移监测
3.4.1 控制点及观测点埋设
在施工区影响范围之外, 保证基准方向通视良好, 不受旁折光的影响的地方布设三个控制基准点, 其中两点组成一个边角控制网, 另外选取远处的一个固定目标作为定向及检查。控制基准点按此标准制作:在混凝土地面上钻孔, 深100mm, 孔内埋设直径12mm的钢筋, 并浇筑混凝土墩, 墩的尺寸为:长×宽×高=300×300×1200mm, 墩顶部设强制对中螺栓和仪器整平钢板, 螺栓尺寸根据仪器基座丝口尺寸决定, 并在螺栓顶部打一小孔 (小孔直径约0.3mm) , 在墩的中间增加加强钢筋, 每个墩都加工一个钢盖板, 不使用控制点时将盖板扣上, 以保护其不受破坏。
观测点的埋设根据设计图纸的要求共布设36个点, 观测点的埋设方法与工作基准点的埋设方法相同, 但混凝土墩的尺寸有所减少, 其尺寸为:长×宽×高=200mm×200mm×200mm。
3.4.2 监测方法
水平位移点监测方法:本基坑采用极坐标法进行水平位移监测;角度采用方向法观测, 观测2测回, 距离观测1测回。分别在基准点上设站。对工作基点的稳定性检查宜采用前方交会、导线测量和后方交会方法监测。极坐标法外业监测采用全站仪TOPCON 102N监测, 进行野外采集;监测系统对监测数据进行数据改正、平差计算、生成监测报表和变形过程线图、变形速率及变形预报图。
极坐标法是利用数学中的极坐标原理, 以两个已知点为坐标轴, 以其中一点为极点建立极坐标系;测定观测点到极点的距离, 测定观测点与已知坐标轴的角度, 来计算观测点的坐标。如图1所示。
测定待求点C坐标时, 先计算已知点A、B的方位角:
测定角度a和边长BC, 根据方位角计算公式, 计算BC方位角:
计算C点坐标:XC=XB+S×COSaBC;
YC=YA+S×SINaBC
3.5 测斜监测方法
3.5.1 测斜管埋设
钻孔埋设主要用于围护桩、连续墙已经完成的情况和土层中钻孔测斜。首先在围护桩上钻孔, 孔径略大于测斜管外径, 一般测斜管是外径Φ70mm, 钻孔内径Φ110mm的孔比较合适, 孔深大于基坑深度, 然后将在地面连接好的测斜管放入孔内, 测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆, 埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。测斜管的上下管间应对接良好, 无缝隙, 接头处牢固固定、密封。测斜管安放就位后, 调正方向, 使管内的一对测斜槽垂直于测量面。
调正后盖上顶盖, 保持测斜管内干净, 通畅、平直, 管顶高出地面约10cm～50cm。进行钻孔和测斜管之间的回填, 宜选用中粗砂缓慢进行, 注意采取措施避免塞孔使填料无法下降形成空洞, 回填过程中通常灌水, 间隔一段时间后检查, 发现会填料有下沉时, 继续回填。
为确保测斜管与桩体、墙体、土体同步变形。埋设时间应在基坑开挖或降水之前, 并至少提前两周完成。做好清晰的标示和可能的保护措施, 保护措施一般是用砖砌一个保护墩。
3.5.2 测斜测量方法
测斜观测分正测和反测, 观测时先进行正测 (每个测斜仪的导轮架上都标有一个正方向) , 再进行反测;测量时, 将测斜仪探头沿测斜管十字定向槽放至测斜管底, 从底至顶每0.5m测一次数值, 得到每0.5m的偏斜量, 基坑开挖过程中测量值与初值比较的差值即是每0.5m由于开挖引起的位移量 (测斜管埋入基岩, 认为管底不动) 。探头的双测头结构可以一次测量正交两个方向的偏斜量, 可根据十字导槽的方向计算位移的方向。
测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置, 每次读数一定要等候电压值稳定才能读数, 确保读数准确性。测斜管布设如图2所示。
测斜原理图如图3所示。
计算公式为:
某一深度的水平变位移值δi可通过区段变位Δi的累计得出, 即;
设初次测量的变位结果为δi (0) , 则在进行第j次测量时, 所得的某一深度上相对前一次测量时的位移值∆xi即为:
相对初次测量时总的位移值为:
3.6 基坑外地下水位监测
水位孔埋设根据设计图纸的要求进行。水位监测仍采用钻孔测水井高程方法先在设计点位钻孔, 然后用pvc管护壁, 用水位计定期测量孔内水位高程 (水位孔埋设见示意图) 。
如图4所示。
4 监测数据的采集整理及信息反馈
4.1 数据的采集整理
监测过程中, 采用专用的表格记录数据, 保存原始资料, 并按要求进行签字、计算、复核。将原始数据及时整理成正式记录, 根据不同原理的仪器和不同的采集方法, 采取相应的检查和鉴定手段, 包括严格遵守操作规程、定期检查维护监测系统。
4.2 数据的处理和分析
对每次监测数据及时进行处理和反馈, 对测量产生的系统误差、偶然误差等各种误差用对比检验、统计检验等方法进行处理。利用已经得到的监测信息进行反分析计算, 提供基坑支护结构和周围建筑物的变形状态, 预测未来变化情况, 以便提前采取相应的技术措施, 验证设计参数和施工方法。
4.3 信息反馈
对监测数据全部输入计算机, 由计算机计算并描绘出各种表格、图形及变形曲线, 包括如下。
(1) 边坡顶部水平位移监测成果表及“时间—位移”曲线图。
(2) 土体侧向位移 (测斜) 监测成果表及“时间—土体侧向位移 (测斜) ”曲线图。
(3) 地下水位监测成果表及“时间—地下水位”曲线图。
(4) 基准点及监测点平面位置示意图。在监测过程中, 若发现位移、沉降变形较大等异常情况, 立即向上级部门汇报, 并提供报表;测量结果正常, 则在测量结束后一天内提供报表。当整个监测工作结束后, 向业主提供满足要求的监测报告。
摘要：通过对某深基坑支护工程变形监测的原理、方法的介绍, 对监测成果数据处理, 及时反馈基坑变形的信息, 从而科学指导施工, 表明基坑变形监测的重要意义。
关键词：深基坑支护,变形,监测方法,成果数据处理
参考文献
[1] GB5006-2007, 工程测量规范[S].
[2] JGJ 8-2007, 建筑变形测量规范[S].
[3] JGJ120-99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[4] GJB 02-98, 广州地区建筑基坑支护技术规定[S].
[5] GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].
基坑变形监测范文第2篇
在经济发展和城市建设越发迅速的当今社会, 城市人口越来越多, 城市中的高层建筑也越来越多。为了实现城市基础设施建设的完善, 各大城市已经开始逐渐对地下空间进行挖掘和利用。在地下工程的建设过程中, 深基坑支护技术应用和降排水措施的选择, 决定着建设的质量。[1]在越来越多的城市开始使用支护技术, 这项技术在不断总结经验和技术完善的过程中是技术水平越发完善。
一、施工位置所处环境
所选基坑处于闹市区, 这个项目在周边都临着公路, 并且道路非常窄, 在所选的位置附近有传统的砖混楼, 这些楼有着一定的历史价值, 需要完好的保管, 并且施工现场的情况非常复杂, 容易受到多方面因素的影响。所选的基坑长约八十一米, 宽为五十四米的四边形。[2]深度在十八米到二十二米之间。这个土层属于典型的内土层, 土层的中的主要土质是含水量比较大的粘土和粉质粘土。并且厚度达到十六米。
工程的一般开挖深度在达到最大值的时候有接近二十二米深, 所设置的电梯井基坑的深度也在二十二米左右。这种基坑属于超深工程。围护体所采用的地连墙是两墙合一的形式。而支撑体系为典型的眼睛式。这种支撑体系能够使施工过程中挖土的面积最大化, 并且基坑能够承受住更大的压力。
二、施工环节和现场情况
这个项目沿用了传统的每层地下室都设置一道支撑体系的建造方式。这个工程的地下室顶板离地面的距离大约二点八米, 地下一层的层高是四点六米, 二层的层高比一层少零点三米, 地下三层的深度是九点八米。这就使基坑的最大深度接近四层地下室的深度。
将之前各个设计方案的安全效果和经济效果进行比对, 这个支撑体系采用创新性的三道钢筋混凝土支撑体系, 这种支撑体系能够实现四层深度的地下室支护工作的完工。第一道支撑体系要安置在地下一层顶板的上方, 主要是为了方便将拆撑后的地连墙移走。并且要计算好加厚地连墙的厚度, 来保证外面的环境不受到破坏。并且在施工的过程中, 一定要做到对所有的施工环节和影响因素都做到实时的监测。随着施工的进行, 我们不难发现, 监测
到的所有的位置变动情况全部是在不断的向着基坑的内侧发生较大程度的偏移。起重墙身的偏移程度最大, 在一个点位上的最大距离甚至达到了8.5米, 而累计的位移量最高达到了31.19米。基坑位置的地连墙位移情况也比较严重。
三、检测结果分析
1、地下连续墙水平位移
当基坑从表面挖到基底之后, 地连墙在不同的监测位置发生的位移程度不同, 但是大都具有较大程度的水平位移。通过可靠的计算软件, 我们计算出基坑在开挖的过程中, 围护结构的变形情况极为明显, 对于这个变形情况进行模拟分析, 总结出在地连墙的最底部, 墙体几乎没有发生任何的位移。[3]这就反映了墙体在基坑中下埋的深度比较合理, 这也证明了深层的土体对地连墙能够产生比较大的摩擦, 进而实现对连体墙的固定。而在具体的观测中, 我们可以发现南侧的地连墙发生的最大位移要比东侧地连墙发生的位移大, 但是这两侧的地连墙发生最大水平位移的位置高度几乎一样。而北侧和西侧的位移情况是北侧明显大于西侧。但是发生水平位移的位置与其它几个位置相比, 有了一定程度的上移。这个位置大约在墙顶下方9.5米的位置。[4]结合到基坑各个方向的实际情况, 得出了位移程度不同的具体原因是东侧地连墙在厚度上强过西侧和北侧。并且由于在施工的过程中, 提前对地连墙外进行了一定程度上的加固, 并且安装了搅拌桩内插型钢。而在施工的过程中, 由于施工的车辆在基坑的西房和北方向进行行驶, 这就使增加里地面对于地下基坑位置的压力。并且使连体墙比东侧的厚度小了许多。而由于在地连墙的外围没有选择有效的手段对外形进行相应的控制, 这就使基坑在北侧出现了局部的深坑。
而这些情况与运用有限元计算出来的情况基本一致, 这就使人们意识到了这种计算方法的准确和合理性。
2、冠梁和腰梁的水平位移
在基坑开挖的时候, 为了观察冠梁和腰梁在工程施工过程中的位移变化情况, 在冠梁和两个腰梁上都布置了大量的观测点, 最后测得的情况是圆形支撑中心位置发生最大程度的位移, 而在冠梁的对撑位置未发生位移。
3、基坑外侧地表沉降
在整个施工过程中, 对于地面沉降情况一直进行了不间断的观测, 分析出了基坑开挖的过程中对于周围环境造成影响程度的。
结束语
基坑工程在城市化进程的发展过程中, 会越来越多的出现在大中型城市中。建筑从地面向地下发展是科技进步的必然趋势。我国对于基坑工程的经验主要是来自于我国国内极少的施工过程所总结的内容, 以及对于国外成功的施工案例进行查阅和探讨出一些规模的施工方案, 这种情况出现, 说明了我国在坑基建设过程中依然存在了一定的不足之处。相关的科研人员不能够满足于现状。要坚持对当前技术的研究, 以及对变形的计算方法进行了解。并且在工作的过程中要不断对所出现的问题进行整理和分析, 争取创新出更加科学的计算方法, 实现基坑工程的高质量完工。
摘要：由于基坑工程开挖实测变形的计算过程需要一定的数据作为参考, 因此本文以某基坑支护工程为例进行相关的探讨。并且通过对整个项目的施工思路进行整理, 由于项目为深度达到十米左右。所以采用的支撑体系为具有创新性的连墙结合三道钢筋混凝土的支撑体系。依靠这个体系来处理这个深度的基坑支护问题以及环境保护的相关问题。实现缩短工期和减少成本预算目标的同时, 对周围的环境进行一定程度的保护。通过对监测到的数据以及实际的理论计算结果进行对比分析, 得出后续的设计数据, 为基坑工程的安全施工提供保障。
关键词：基坑支护,地连墙,两墙合一,变形
参考文献
[1] 赵晨玲, 吴刚.天津某基坑工程开挖实测变形与理论计算分析[J].中国水运 (下半月) , 2016, (10) :233-235.
基坑变形监测范文第3篇
1 工程概况
宁波市轨道交通1号线一期工程TJ-Ⅶ标车站总长448m, 包括海晏北路站及西延段, 本文以海晏北路站西延段为主要研究对象。海晏北路站及西延段为1号线中间站, 车站位于东部新城规划宁穿路下, 沿宁穿路布置, 呈东西走向。
1.1 工程地质条件
海晏北路站西延段场地第四纪地层发育, 厚度大于70m, 成因类型以海相沉积为主, 总体特征为: (1) 沉积物粗细韵律变化明显, 总体趋势呈自老至新粒度变细, 具多旋回性。 (2) 沉积物的沉积环境由陆相向海相过渡。中更新世早期以洪积为主, 中更新世晚期～晚更新世早期以冲积、冲湖积为主, 晚更新世晚期以海陆交互沉积为主, 全新世则以海相沉积为主。车站基坑至上而下地层为:杂填土、粘土、淤泥质粘土、淤泥、淤泥质粘土、灰色粉砂土、粉质粘土夹粉砂、灰色粉质粘土。地下水由浅部土层中的潜水、砂土中的微承压水及深部砂土层中的承压水组成。
1.2 基坑围护结构设计概况
海晏北路站西延段车站基坑长180.80m, 标准段基坑宽21.30m, 西端盾构井宽25.76m。基坑标准段深约16.5m, 西端头井基坑深度约18.74m, 围护结构采用800mm厚地下连续墙, 标准段设5道支撑加一道倒撑, 西端盾构井段设6道支撑, 第一道为8 0 0 m m×800mm钢筋混凝土支撑, 钢筋混凝土支撑水平方向平均9m间距布置;钢支撑水平方向间距2.8m～3.5m布置, 标准段第四道钢支撑为双拼支撑。
1.3 基坑开挖前加固情况
西延段车站西端头井段基底采用三轴深层搅拌桩加固, 标准段采用裙边加抽条加固 (基坑周边裙边加固区宽度4m;每条加固区宽3m, 两条加固区间距一般为9m, 共计14条抽条加固区) , 三轴搅拌桩强加固范围为基底以下3m, 弱加固区为基底以上范围, 强加固区水泥掺量为20%, 弱加固区水泥掺量为7%, 水泥搅拌桩为密排桩。在三轴搅拌加固区裙边采用旋喷桩加固, 强加固范围为基底以下3m, 弱加固区为基底以上范围, 强加固区水泥掺量为20%, 弱加固区水泥掺量为7%。西端盾构井墙拐角处采用双重管高压旋喷桩加固, 每个地连墙接缝处采用3根三重管高压旋喷桩止水, 加固区水泥掺量为35%。
2 深基坑施工过程围护结构的变形规律及原理原理分析
2.1 围护结构的变形特点及规律
经过对宁波软土地区海晏北路站及西延段基坑施工的大量监测数据分析及过程控制总结得出以下几点围护结构的变形特点及规律 (本文主要以西延段西端CX45和CX57号测斜孔为例) 。
(1) 基坑开挖前连续监测报告显示连续墙基本无变形。
(2) 基坑开挖后 (在开挖到第二层土后) , 钢支撑架设一道或两道, 墙体变形最大量在开挖面以下4m左右, 如图1所示。
(3) 基坑开挖到基底时, 连续墙日变化率最大。最大变形量发生在基底以下4m～5m, 最大变形量一般为50mm左右。
(4) 通过对整个施工过程中围护结构地下连续墙变化特点的研究, 可以发现:围护结构的最大变形量一直发生在开挖面以下3m～5m, 从开挖到结束的整个过程中, 基坑一直处于动态平衡或动态趋近平衡过程中。地连墙变形量最大的地方应为围护结构受力 (外部水土侧压力与基坑内支撑的支撑力) 最不平衡的位置 (或者说是内外受力偏差最大的地方) 。
2.2 围护结构变形原理分析
(1) 在基坑未开挖前地连墙基本没有变化, 开挖后未架支撑前因为基坑内部没有与外部主动土压力 (侧压) 平衡的力, 所以此时围护结构变形速率最大。经统计, 在架设支撑后连续墙还会继续变形, 只是速率会慢慢变小, 或者偶尔出现反弹现象, 直到内部支撑的支撑力与围护结构外部水土侧压力达到或趋于平衡, 这时的地连墙变形量最小, 或在来回波动中趋于平衡, 因为在施工过程中有很多因素 (比如施工过程中的机械振动、坑外水位随气候的变化、基坑开挖的继续进行等) 会导致这种平衡不能达到稳定或静态, 所以这种平衡有时会来回的波动。
(2) 随着基坑开挖的进行, 坑内土体的卸载量越来越大, 开挖面以下的土体的泄压速率和泄压量也会越来越大, 同时伴随的坑内土体的上浮量 (隆起量) 也会越来越大, 速率也会慢慢变快 (因为越往下的土体在原始状态下的受压越大, 密度也会整体呈上升趋势, 但是如果开挖的工期很长, 开挖面下地层的土压卸载和土体上浮已经达到平衡, 也会导致继续开挖时土体上浮量的减少) 。所以相应坑外土体的主动侧压力也会越来越大, 在基坑内土体开挖后连续墙的变形速率和变形量也会越来越大, 直到支撑架设之后与之达到相对的动态平衡, 这种变化就会趋于平缓。
(3) 在基坑开挖到基底的时候坑外土体主动侧压力与坑内支撑反力差在相应位置 (基底一下4m～5m) 达到最大, 在这个位置也就形成了围护结构变形量最大区域。在基底以下4m～5m位置墙外土体侧压力与坑内支撑反力差达到最大的原因是:在基坑开挖到基底时, 由于基底以下一定深度的土体一直在泄压和上浮且受到一定扰动, 所以结构发生了变化, 同时密度减小、主动压强降低。所以基底往下延伸一定深度时所增加的侧压量小于相同情况下墙外土体的增量, 但是越往深处延伸, 土体的扰动、泄压、结构变形量越小, 地连墙内外土体的侧压力会越来越接近, 所以会越来越接近平衡, 无论开挖到哪一层土, 情况一般都是相似的。
3 深基坑施工过程中对围护结构变形的控制措施及其建议
通过对软土地区基坑施工的大量经验与实践的总结, 对深基坑施工时围护结构地下连续墙变形控制提出以下几点措施和建议。
(1) 提高围护结构地下连续墙施工质量。 (2) 严格按照时空效应理论指导开挖, 合理分布钢支撑位置, 加快支撑架设速度, 减少无支撑暴露时间, 科学对钢支撑加力 (分2～3次加力, 每次时间间隔5～10分钟, 最终达到适当大小的预加力) 。 (3) 加快基底垫层、防水和底板的施工 (基底垫层施工应分段进行, 不宜过宽, 最好以6m左右为一个单位进行, 这样会加快垫层施工速度, 减少无支撑暴露时间。基底垫层的铺设可以大大减缓基底以下土体的上浮泄压, 也减缓基底土体结构的变化, 同时也作为一道强有力的板撑控制墙内外压力的平衡;底板的铺设直接作为一个强大的刚性体, 平衡墙外土体的压力, 提高地连墙的刚度和扭矩) 。 (4) 尽量减少施工时重载机械的扰动和墙外一定范围内的 (如土体、钢筋等) 的重物堆载。 (5) 基坑开挖时维护结构的渗漏会引起坑内土体的浸润湿化作用, 从而改变了土体的含水率等宏观物理指标, 诱发 (粘性土) 土体微结构失稳, 同时渗漏和降水会引起坑内外土体的渗流和负孔隙水压力的消散从而导致土体物理性质和内结构的改变。这些都会加大基坑开挖时内外力的不平衡, 造成更大的变形。所以要做好连续墙接缝处止水桩质量, 保证止水效果。 (6) 在基坑开挖时, 架设第一道支撑前应尽量减少基坑开挖的深度, 把第一道支撑在合理的标高上 (尽量降低) 与冠梁结合起来, 减少基坑变形量;开挖到基底时, 最后一道钢支撑的标高应在不影响主体结构施工的条件下尽量放低, 以减少基坑内外应力不平衡的空间, 能有效减少基坑的变形量。 (7) 在围护结构变形速率较大的地方 (如设置下翻梁的位置) , 如一时得不到很好的控制, 应及时补加临时钢支撑, 待变形趋于稳定且相应结构施作完成后再拆除临时支撑。 (8) 深基坑内基底加固对深基坑开挖时连续墙的变形有很好的缓冲作用。如果这种缓冲作用很小的话, 在软土地区基坑开挖时很容易造成坑外土体的快速变形而造成土体结构严重失稳, 这将会快速增大水土的侧压力, 对控制基坑变形极为不利。所以一定要做好深基坑内基底加固质量, 尤其是裙边加固时加固体一定要与围护结构地下连续墙紧密结合, 不能出现连接缝隙, 加固深度最好达到基底以下6m范围 (由于考虑到施工成本问题, 设计上一般只设计加固到基底以下3m范围) 。 (9) 根据现场监测数据及实际情况可知, 基坑施工周期越短、施工速度越快, 对基坑变形控制越有利。所以在基坑开挖施工前一定要组织和安排好各方面准备工作 (如基坑施工方案、施工计划、组织管理方案、施工人员、施工设备、出土设备及准备工作等) , 一旦开挖, 最好顺利、快速进行。 (10) 通过对围护结构地下连续墙外水土主动侧压力的科学计算, 合理设计地下连续墙的结构构造, 降低施工的难度也增加施工的安全性。
4 结语
以上是对软土地区深基坑施工过程围护结构地下连续墙变形规律和原理的一点不成熟的认识, 以及对如何更好的控制深基坑变形给出了一些措施和建议, 望各同行给予批评和指正, 同时也希望能给日益增加的软土地区深基坑施工人员一点参考。
摘要：通过对宁波软土地区深基坑施工过程监测数据的统计与分析并应用反演法, 作者得出软土地区深基坑开挖过程中围护结构的变形特点和规律, 并对控制深基坑变形提出了合理的建议及措施, 对软土地区深基坑施工的变形及安全控制也具有重要意义。
关键词：软土,深基坑,地下连续墙,变形,动态平衡
参考文献
[1] 刘国彬, 王卫东, 等.基坑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.
[2] 张润钊.明挖地铁车站施工中基坑变形及控制[J].市政技术, 2010.
基坑变形监测范文第4篇
随着经济的快速发展, 近年正大力兴建高速铁路工程。高速铁路周边经常会大面积开挖, 因工程建设的增加, 使高铁周边地表发生变形, 高铁桥墩基础及结构受到影响, 产生变形并发生位移。因此, 必须对高铁结构采取一定的监测措施, 掌握高铁周边基坑施工对结构产生的变形情况, 保障高速铁路列车运行安全。
根据《上海铁路局营业线施工工务安全监督管理办法》有关规定, 为保证高铁结构的安全性、稳定性与平顺性, 应采取高精度监测方法对临近工程施工过程中的高铁结构进行全方位监控与量测。
目前国内对高铁桥墩等设施的监测通常使用传统人工测量的方式进行, 然而传统的测量方式需要安排一定数量的监测人员进行逐站进行观测, 容易受到高铁现场环境的限制, 随着监测频率、精度的不断提高, 传统人工测量的局限性更加凸显。同时, 随着测量机器人的发展和计算机软件技术的应用, 利用测量机器人进行自动化监测的研究已有一定的发展[1]~[2], 但仍缺乏具体实力应用中的技术分析与对比。本文以镇江并行及穿越京沪高速铁路工程高铁第三方监测项目实施方案为例, 针对临近高铁的工程周期, 利用研发的自动化监测系统对高铁结构进行实时监测与分析, 获得高铁结构的变形情况并对高铁的安全性做出评估[3]。
2 工程背景
工程位于京沪高速铁路北侧转向西, 沿京沪高速铁路走线, 穿越公路后转向南, 从京沪高速铁路桥墩中间穿越。新建双孔电缆隧道, 断面平面尺寸6950×3450 (宽×高) , 底板埋深4.0~5.0m, 混凝土强度等级为C30, 抗渗等级P6。
下穿高铁段:位于京沪高铁大桥桥墩之间, 下穿段全长32.6m。下穿高铁段施工范围内9m钢板桩作业与桥墩上海方向距离为13.15m净高13.16m, 南京方向最近为9.85m, 净高为14.19m;高铁并行段:并行京沪高铁大桥桥墩之间, 总长度为588.37m。并行高铁段位于京沪高铁大桥桥墩东侧。基坑开挖边与相对应高铁桥墩边缘距离为15~17m, 基坑开挖底标高低于相对应高铁桥墩底标高0.63~2m。施工期间使用机械高度最高的为钢板桩施工机械, 举起9m钢板桩后高度约12m。
监测周期:工程施工开始至结束后, 且监测值稳定一周后即停止监测作业, 整个监测周期约6个月。
3 自动化监测
3.1 沉降监测
静力水准仪布设在监测范围的桥墩墩底 (可与自动化监测点同一位置布设) 。
沉降监测采用静力水准自动监测, 运用远程自动化监测系统进行管理, 对观测值采用本公司研发的“高铁隧道结构自动化监测系统”进行数据处理, 该系统基于传感器原理、移动通信技术, 整合了一套完整的硬件结构, 实现了高铁结构变形数据实时采集。多元传感器数据采集平台集成了测量机器人、精力水准、电子水平尺等设备, 确保了观测数据的可靠性, 将观测数据通过控制箱传输至数据处理系统, 进而实现数据的平差处理、查询、存储及下载。
3.2 桥墩水平位移及桥墩倾斜监测
桥墩水平位移及桥墩倾斜监测使用3套LeicaTM30 (0.5″, 0.6+1ppm) 测量机器人进行数据采集, 为自动化监测系统24小时提供原始数据, 确保实现实时监测以保障高铁运行安全。具体指标要求如下所示。
根据TM30 (±0.5″, ±0.6mm+1ppm) 的仪器精度及以往类似监测项目的数据统计分析, 自动化水平位移监测精度优于±0.5mm, 测量精度满足项目要求。
基准点测量:利用变形区域内的工作基点与区域外稳固可靠的基准点组成监测控制网, 利用测量机器人多测回导线测得各基准点的斜距、水平角、天顶距三维观测值, 计算得到各点的三维坐标。之后基准网测量采用空间后方交会的测量方法, 监测系统实时根据“VT统计检验法”判定基准点的稳定性并及时更新不稳定点。
监测点测量:在工作基点上安置测量机器人并接入自动化监测系统, 采用远程终端网络控制测量机器人, 采集获取基准点、工作基点及监测点的三维观测数据, 通过首次学习测量得到各点初始值, 之后利用多台测量机器人对变形区域内的高铁桥墩进行实时监测, 获得高铁桥墩的各项变形值, 根据各期变形值得到某阶段监测点变化量。
4 人工监测
4.1 沉降监测
人工沉降监测采用精密水准测量方法进行监测。根据《高速铁路工程测量规范》 (TB10601-2009) 变形监测要求, 精密水准监测基准网按二等沉降监测控制网的技术要求作业, 并布设成闭合水准路线。精密水准监测点按二等沉降监测网技术要求作业, 并布设成附合水准路线。仪器使用Leica DNA03 (±0.3mm/km)
注:n为测站数。
基准点及监测点布设及测量:基准点是沉降监测的基准, 其稳定性十分重要。根据现场条件, 本项目在变形区外高铁桥墩上共计布设4个基准点 (JZ1, JZ2, JZ3, JZ4) , 基准点布设位置便于保存与观测。基准点及监测点布设及测量:在京沪高铁桥墩底部顺桥向与横桥向两侧底部分别布设1个沉降监测点, 每个桥墩共布设2个沉降点 (分离式桥墩包括两个墩柱的, 每个墩柱布设1个) 。为不影响桥墩既有结构, 沉降监测点布设采用强力胶把特制的沉降L型沉降板安置在桥墩结构上。
严格控制往返测高差、水准环线闭合差等外业控制指标, 各项精度满足规范后进行内业平差解算。平差解算后, 获得各个监测点的高程值, 从而计算各点沉降量。相邻两期高程差值作为本期沉降量, 本次高程与初始高程之差作为累计沉降量。
5 监测效果及分析
本文采用该项目2016年3月至2016年10月高铁桥墩的自动化静力水准与人工水准监测数据进行对比分析。
人工沉降基准网:为监测基准点高程的变化情况, 每月对桥墩基准网进行复测, 各基准点各期及变化量曲线见图1。
如图1所示, JZ1作为起算点, 在每月对基准网线路中的其余三点进行复测与判定, 各期监测成果均满足项目方案及规范要求, 数据真实可靠, 可以作为人工监测的起算数据。
人工沉降与自动化沉降自2016年3月开始监测, 在同一监测时间阶段内, 将自动化与人工监测沉降数据进行对比分析, 数据对比如图2所示:
在本项目自动化监测过程中, 同时采用传统人工监测手段进行比较测量。根据现场施工过程的具体工况以及变形量确定人工监测的频率。对人工监测数据成果进行处理后, 与同期同时间的自动化数据进行对比, 以分析研究自动化监测系统的实用性与稳定性。若两者成果不符合 (为当期人工监测数据中误差, 为当期自动化监测数据中误差) 时, 通过自动化监测系统管理平台对监测频率进行实时调整。根据上图可得, 自动化监测数据与同期人工监测数据符合2倍差值中误差控制标准, 最大较差为0.3mm, 且变形趋势一致。
本项目实例数据分析可知, 传统的人工沉降测量与自动化测量整体偏差较小, 变形趋势也较为一致。因此, 自动化监测系统获取数据可靠性较高, 各项精度符合控制指标要求, 可用于生产实践。此外, 监测系统实现了复杂环境下对高铁结构24小时实时监测, 节约了人力物力, 避免受到外界情况影响, 提高了监测的稳定性, 可应用于其他类似工程项目[4]。
5 结论
本文通过具体项目实例, 分析了基于测量机器人的自动化监测系统在高铁结构变形监测方面的应用, 对传统人工监测与自动化监测数据进行对比, 得到以下结论:
1) 项目从监测开始至结束, 高铁墩柱沉降、高铁墩柱倾斜 (横桥向、顺桥向) 、高铁墩柱水平 (横桥向、顺桥向) 位移、桥墩裂缝变化量较小, 监测数据变化平缓, 无明显异常波动, 土方开挖及主体结构施工阶段, 监测数据虽有微小波动, 但远小于各测项预报警控制标准, 高铁桥墩结构处于安全稳定状态。
2) 自动化监测能够不受高铁现场环境和监测时间的限制, 实时获取观测数据, 能够保证列车正常运营过程中对高铁结构进行监测, 提高了监测效率。
3) 自动化监测对数据进行实时采集、处理与发布, 具有高效率、高精度的特点, 且监测数据成果与传统人工监测数据成果较为一致, 达到监控指标, 满足高铁结构变形要求, 实用性较强, 适宜在其他类似项目中应用。
摘要：临近基坑施工易导致高铁区间结构变形不稳定, 存在较大安全隐患。本文介绍了测量机器人在自动化实时监测在高铁结构变形监测与分析中的技术要点;并将自动化监测成果与人工监测成果对比, 分析其监测精度。结果表明, 自动化监测精度良好, 且具有实时监测、快捷高效的优势, 适宜在今后类似项目中得到应用。
关键词：高铁结构,结构变形,自动化监测,人工沉降,基坑施工
参考文献
[1] 储征伟, 钟金宁, 段伟, 等.自动化三维高精度智能监测系统在高铁变形监测中的应用[J].东南大学学报:自然科学版, 2013, 43 (S2) :225-229
[2] 张正禄, 孔宁, 沈飞飞, 等.高铁变形监测方案设计与变形分析[J].测绘信息与工程, 2010, 35 (6) :25-26
[3] 肖晓春, 何拥军, 朱雁飞, 等.地下空间开发中变形监测的新技术[J].现代隧道技术, 2007, 44 (1) :44-50
基坑变形监测范文第5篇
通过过去的六周对《变形监测技术及应用》的学习，让我对变形监测有了初步的了解以及更深一层的认识。首先知道了变形、变形体和变形监测等的概念。并且对变形监测所涵盖的范围，对变形监测的对象、内容、目的与意义有了清楚地了解及认识。其次学习到了变形监测两大类的监测方法、变形监测点和变形监测网数据处理的方法与变形监测网的稳定性分析。虽然在变形监测网数据处理的方法与变形监测网的稳定性分析学习的不是很透彻，但是也是有了很深刻印象。同时还了解了一下变形监测技术发展史。
变形监测中主要分为：工程建筑物变形的监测、基坑工程施工监测、边坡工程变形监测、桥梁变形观测。而变形监测的种类也分成了水平位移监测、垂直位移监测、倾斜观测、挠度观测、裂缝观测、摆动和转动观测，以及其具体监(观)测设计和方法等种类。并且通过几次室外的实习，深刻的学习到了什么是垂直位移监测，知道了如何将理论应用到实际中。更加认识到了变形监测的重要性。此外通过对边坡工程变形监测的学习，我学习到了边坡工程监测的目的、监测特点、内容、技术手段、方案审计以及最后的工作施工和监测资料汇总分析。并且通过老师的讲解，也知道到了一些书本上没有提到的注意事项，以及老师在以往的工作时的经验总结。同时也学习到了，一些比较陌生的测绘术语，像基坑工程监测，知道了他的概念，监测意义、方法等。真的是受益匪浅啊!