探究深部水平位移量测技术在基坑开挖中的应用

刘香

（北京宏瑞通达工程勘察有限公司，北京100123）

1 引言

随着我国经济的不断发展，对我国的城市化建设提出了更高的要求，土地资源的日益紧张，使得地下空间的开发增多。当前形势下，地铁工程成为解决城市交通拥堵的重要手段之一。为降低施工事故发生，需要在基坑开挖中进行监测工作，通过对监测信息的研究，得出基坑的状态是否安全，为以后的基坑开挖过程提供可靠的技术支持和监测依据。

2 基坑测斜的原理

基坑测斜常用的仪器为测斜仪。在基坑开挖的过程中，测斜仪可以精确的测量沿垂直方向的土层以及围护结构内部的水平位移。测斜仪一般分为2种：活动式和固定式[1]。在基坑开挖支护监测中常用的是活动式测斜仪。在进行基坑开挖之前，通常会在围护结构或被支护的土体中设置4个相互垂直与导槽的测斜管，将活动式探头放入测斜中，在进行测量时，让探头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中，运动方向为顺着导槽滚动，活动式探头可以连续地测定整个深度的水平位移。测斜仪测量的相对位移是两对滚轮的，因此，需要将管底端视为小洞点，将小动点作为量测的基准点。

3 监测点的布设

监测点的布设主要可以分为2种方法。

3.1 方法一

测斜管需要埋设在围护的柱或墙体当中，当围护结构地测点和设计桩位或与连续墙的槽段相同时，通常采用绑扎大方法将测斜管和钢筋笼固定在一起，并一同放入沉入槽中，具体实施操作可以采用的几步：

在连接测斜管的管段的过程中需要将上、下管段的滑槽对准，不要出现缝隙或偏差的情况，将探头保持平稳滑行在管的内侧。需要进行密封处理对接头处，主要目的是为了防止泥浆进入管中，进行密封处理可以采用柔性密封材料在测斜管进行组装的过程中，并贴上密封条，安装时，需要安装在支护桩的钢筋笼上，同钢筋笼一同浇筑在混凝土中，在浇筑前需要注满清水在测斜管中，防止泥浆进入管中。同时，在绑扎过程中，一定要保证测斜管紧紧地固定在钢筋笼上，避免在浇筑混凝土时，测斜管发生偏移，从而影响数据的准确性[2]。

3.2 方法二

当测斜管没有按照方法一的步骤进行，没有及时安装在桩体内或是测量钢板桩维护挠曲变形之前，可以采用埋设方法为钻孔法。具体实施操作可以采用的几步：

在进行钻孔前，需要对维护结构的混凝土进行监测，必须保证混凝土达到规定的强度后，再进行钻孔，并且需要在紧邻监测的柱体的土层进行钻孔，可以采用小型的钻孔机，使孔深大于或等于需要量测的维护结构的深度。如果需要钻孔的环境土质较差，需要采用泥浆护壁的方式，将测斜管逐节安装在钻孔中，并且测斜管的底部应当装有底盖，随后注满清水。当测斜管下入到预定的深度后，需要采用在孔隙中填入细沙或水泥。埋设完成后，需要对其进行监测。

4 地铁站明挖基坑测斜监测技术的应用

4.1 工程概况

以某车站为例，以此来探究深部水平位移量测技术在基坑开挖中的应用，车站的主体的走向呈南北方向，中心里程DK19+765.165，此车站的设计范围从自车站起点里程DK19+644.965至车站的终点里程的DK19+819.965，自起点至终点的全长175.9m，并且车站的站厅、站台和出入口都在设计的范围内。

车站采用的是地下双岛式，覆土的厚度约为3.2m，分别设有地下1层和地下2层，地下1层是站厅层，地下2层是站台层，车站的全长为175m，宽为18.5m，此工程的站台宽度为10m，计算站台长度为118m。

车站的主体为采用的为2层框架，并且的结构的基坑的支护结构采用的是钻孔灌注加内支撑，钻孔灌注桩的为1000mm＠1400mm，基坑的桩顶设有冠梁，使降水流入坑内，方便排水。在基坑的四周设有4道钢支撑，4道钢支撑分别设置在不同的位置上，第1道钢支撑设在冠梁上，第2道钢支撑设在钢围檩的支持下设在-4.0m的位置上，第3道、第4道分别设在-9.0m、-14.5m。通常情况下，基坑的平面常采用对称的方式，基坑的端部和角部采用斜撑的方式。

4.2 测点布置

在此车站的围护结构的设置的测斜管，测斜管的位置为在结构每隔15m设置1个，并且安装的深度要与钻孔灌注桩的钢筋笼的深度持平，在和车站平行的方向街道两侧设置12个测斜管，与街道垂直的方向垂直的方向设置3个，需布置测斜管的总量为26个。

4.3 监测结果分析

4.3.1 监测结果

从开始对此车站进行围护结构结构，此车站中间历经了坑内降水、基坑开挖和主体结构施工，施工年限为1年，并且在此时间内对桩体深部水平位移进行长期监测，研究监测数据发现，车站基坑的四边桩体满足基坑的规范等级的变形控制要求。

4.3.2 监测结果分析

1）基坑开挖对桩体水平位移的影响

根据监测结果可以看出，基坑的开挖深度在不断增加，桩体的深部水平位移也随之在不断地加大，施工开挖阶段的水平位移占全部水平位移的60%～80%，基坑开挖的深度对上部桩体的水平位移有着很大的影响，对开挖的桩体影响不是很明显，基坑开挖可能会造成开挖面的卸载，导致桩及桩周土可能处于不平衡的状态，由此可能使桩体的变形增加。当基坑开挖时，应注意的是要对基坑壁进行支护，并且对桩体水平位移进行监测，从而方便施工。

2）基坑降水对桩体水平位移的影响

通常情况下，在基坑开挖前采用无隔水帷幕轻型井点降水法，可以有效防止在开挖的过程中，出现流沙河管涌的现象。土体骨架应力和孔隙水压力的总和为土体的总应力。当发生降水后，本应当由孔隙水承担的有效应力转移到了土体骨架中，造成桩周体的有效应力加大，使得桩体承载了更大的负荷，从而导致桩体发生形变。若基坑的降水周期比较短，桩体的下部强度充分，则桩体下部位移较小。因此，在基坑开挖的过程中，需要根据情况采取有效的降水措施。

5 结语

城市化进程的不断深入，人们对物质生活的不断提高，基坑监测已经越来越受到人们的重视，虽然我国的基坑监测技术起步比较晚，但是目前我国在深部水平位移量测技术在基坑开挖中取得了一定的成绩，监测单位在收集监测数据的同时，还要对数据进行更深的研究处理，从而实现设计的优化，并且建立一种实时动态联系，实现真正的信息化施工。