城市快速道路深基坑监测方法研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

魏春辉

河北道桥工程检测有限公司 河北省石家庄市 050000

摘要

道路深基坑监测对于保障施工安全、指导施工决策、保护周边环境和实现信息化施工具有重要意义。通过对城市快速道路深基坑的监测目的、项目内容以及监测方法展开研究,结合实际工程案例分析监测数据的应用,验证了监测方法在保障道路工程安全和优化施工方面的重要作用。


关键词

快速道路;深基坑监测;研究

正文


引言

目前深基坑的理论指导和技术还不够成熟,基坑的设计方法和支护技术都是建立在一定的假设作为基础的前提下的。而实际工程应用中,由于复杂的周边环境和地质情况导致这些理论和技术在实际应用中存在许多不便和问题。而通过大量基坑工程实例表明:只靠理论分析和经验估计得到的结果与实际监测存在比较大的出入。

1城市快速道路深基坑监测目的

在对城市快速道路深基坑进行监测时,要监测基坑开挖过程中地表及地下管线的沉降变形情况,防止因沉降过大导致管线破裂或周边建筑物受损。通过监测支护结构的应力变化,掌握基坑支护结构的倾斜、位移和沉降情况,了解基坑支护结构的受力状态,为支护结构的优化设计提供依据。对基坑内的支撑结构进行轴力和应力监测,确保支撑结构能够承受基坑开挖产生的荷载;监测基坑底部地基的隆起情况,防止因地基隆起导致基坑失稳。监测基坑内外的地下水位变化以及水土压力情况,确保基坑开挖过程中地下水的稳定和水土压力的平衡,为工程设计施工提供必要数据。

2城市快速道路深基坑监测内容

2.1基坑支护结构监测

1)水平位移监测。采用全站仪或测斜仪监测支护桩(墙)的水平位移,了解其在不同深度和方向上的变形情况。水平位移基准网共分为6个工作基点,基准点和工作基点采用具有强制对中装置的现浇混凝土观测墩或埋设专门观测标石的方式进行布设。2)竖向位移监测。利用水准仪测量支护结构顶部的竖向位移,掌握基坑的沉降变化情况。利用冲击钻在被测物结构层上打孔,灌注桩区域在围护桩体冠梁底面的测点位置埋入,测点为光滑的凸球面的钢制测钉位置,并以钢制测钉十字丝竖向水平方向布置,交点必须为观测点位置[3]。监测点应设置警告标识,并对监控区域进行监测标记。3)深基坑内力监测。深基坑内力监测是确保基坑工程安全、保护周边环境及施工设施的重要环节。深基坑内力监测主要分为基坑支护桩的内力监测、锚索拉力监测以及深层水平位移监测,通常采用钢筋应力计来监测支护桩结构钢筋的应力,通过计算反算出支护桩的弯矩和轴力,有效判断支护结构的稳定性。锚索拉力监测则主要采用振弦式锚索测力计来监测锚索拉应力的变化情况,及时掌握预应力锚索锚固力的动态变化。

2.22基坑周边土体监测

基坑周边土体监测主要包括土体应力监测、土体位移监测、深层水平位移监测、孔隙水压力监测以及地下水位监测[5]。通过安装土压力计或土应变计,测量基坑周边土体的应力或应变分布,判断基坑开挖是否会引起土体重排、失稳、松弛或滑移。通过布设沉降观测点,定期测量土体表面的垂直位移,评估基坑开挖对周边环境的影响。通过安装孔隙水压力计,测量基坑周边不同深度土层的孔隙水压力变化,以分析土体的有效应力。通过安装水位计或压力计,监测基坑周边地下水位的变化,以判断基坑开挖是否引起地下水位降低,从而影响土体稳定性和支护结构安全。

2.3基坑周边环境监测

基坑周边环境监测是指在道路基坑施工中,对基坑周边建筑物、道路、管线等近接结构进行实时监控,包括建筑物沉降和倾斜监测、地下管线变形监测,以及道路和地表沉降监测。通过在周边设置沉降观测点和倾斜观测标识,定期测量其沉降和倾斜情况,对临近基坑的地下管线进行位移和沉降监测,监测周围建筑物的裂缝、沉降变化,评估基坑施工对地面交通的影响[6]。使用测斜仪对围护墙或土体的深层水平位移进行监测,确保地下结构的稳定性。

3城市快速道路深基坑监测方法

全站仪测量法全站仪具有高精度、自动化程度高的特点,可用于支护结构的水平位移和竖向位移监测。通过在监测点上设置反射棱镜,全站仪能够快速准确地测量监测点的坐标变化,从而计算出位移量。3.2测斜仪测量法测斜仪主要用于测量土体深层水平位移和支护结构的水平位移。将测斜管埋设在监测对象中,通过测量测斜管内探头的倾斜角度,经过数据处理得到位移曲线。3.3水准仪测量法水准仪是测量竖向位移的常用仪器,通过建立水准测量控制网,定期测量监测点的高度变化,进而进行测量计算沉降量。3.4应力应变监测法在支护结构和土体中埋设应力计、应变计等传感器,实时监测其应力应变变化,采用数据采集系统进行自动采集和传输。3.5自动化监测方法随着信息技术发展,自动化监测方法在深基坑监测中得到越来越广泛地应用。如基于全球定位系统(GPS)、机器人全站仪、光纤光栅传感技术等自动化监测系统,能够实现实时、连续、高精度地开展监测,提高了监测效率和数据可靠性。

4深基坑监测发展趋势分析目前,基坑施工阶段的监测和设计往往与运营阶段的需求脱节,造成监测方法和设备受到限制。在设计监测方案时,要充分考虑施工阶段和运营阶段的安全需求,采用统一的监测方法标准和设备,实现数据的连续采集和分析,为基坑工程的施工提供安全保障。5.1基坑工程的挖掘机械化在城市快速道路深基坑施工中,机械化挖掘是提升施工效率、缩短建设周期、降低资源消耗及保障施工安全的关键手段。随着城市化进程的加快和施工技术的进步,基坑工程的机械化水平不断提高,未来将朝着小型化、智能化、专用化的方向发展,以适应复杂多变的基坑形状和地质条件。5.2技术手段更为先进1)预应力控制变形技术推广:通过施加预应力主动控制基坑变形,将逐渐得到广泛应用。这种方法可以在一定程度上减少基坑的变形量,提高支护结构的稳定性。2)土体加固技术发展:在基坑底部或被动区实施深层搅拌或注浆技术,对土体进行加固,实现控制变形的目的,降低地基工程量对周边环境的影响。3)新型监测方法应用:基于物联网、大数据、人工智能等技术的智能监测系统,能够实现实时、自动化的数据获取与处理,增强监测的效率和准确性,多源数据融合技术可以对多种类型的信息进行综合计算,更全面地分析了解基坑状态。4)数值模拟与监测数据结合:利用数值模拟方法对基坑施工阶段进行预报,与现场监测数据进行对照和检验,不断优化模拟模型,为施工决策提供更可靠的依据。

结束语

城市快速道路深基坑监测方法是保障工程安全和周边环境稳定的重要手段。通过合理选择监测内容和方法,准确采集和处理监测数据,能够及时发现基坑建设中的问题和情况,为施工决策提供科学依据。在实际工程中,还应根据工程特点和周边环境条件,制定针对性地监测方案,严格按照规范要求进行监测和数据分析。

随着城市建设的逐渐发展,深基坑建设的规模越来越大,建设难度将不断增大,对监测方法的要求也将越来越高。未来,对深基坑的监测方法将向高精度、自动化、智能化方向发展,多传感器融合、物联网技术、大数据分析等技术将在深基坑监测中得到更广泛的应用,为城市快速道路深基坑工程的建设施工提供更加可靠的安全保障。

参考文献

[1]宋斌.深基坑支护结构影响因素及其监测分析研究[J].工程建设与设计,2024(8):28-30.

[2]李飞.福州地区某深基坑工程变形监测及分析[J].建筑与预算,2023(12):43-45.

[3]巩林.市政道路下穿现有高速的隧道基坑位移监测技术研究[J].交通科技与管理,2024,5(6):19-21.

[4]赵月,李贵阳,秦龙飞.淤泥质地层地铁站深基坑施工过程变形规律分析[J].黑龙江交通科技,2024,47(7):129-132,137.

 

 


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