工程变形监测方法总结

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：5.1.1 基坑监测的目的深基坑的开挖和支护过程中，一般要对基坑支护结构的应力变化和土体的变形进行监测，目的在于:保证基坑支护结构和邻近建筑物的安全，为合理制定保护措施提供依据。

随着我国城市化的发展、城市土地利用率的提高及高层建筑的逐渐增多，我国的基坑工程在数量、开挖深度等方面发展较快，在许多大型的建筑中，基坑开挖深度已达二十多米，甚至更深，以此来扩大空间、稳定建筑物。

自然界的土体千百年来在各种应力的作用下已达到平衡状态，基坑在开挖过程中，土体受到扰动，内部的应力必然由平衡状态转为不平衡状态，导致应力的重新分配、基坑支护结构及周围土体的位移变化。如果变形量超过允许范围，将导致基坑的失稳及破坏，有的甚至发生周围建(构)筑物、管线等的破坏。因此，在基坑工程中，特别是在深基坑的施工中采用实时监测的动态信息化管理是非常必要的。

5.1.1 基坑监测的目的

深基坑的开挖和支护过程中，一般要对基坑支护结构的应力变化和土体的变形进行监测，目的在于:

(1)保证基坑支护结构和邻近建筑物的安全，为合理制定保护措施提供依据。基坑开挖中，必将破坏原有的应力状态，这将影响到周围的建筑物、构筑物。应设法保证基坑支护结构和被支护土体的稳定性，避免和减少破坏性事故的发生，避免支护结构和被支护土体的过大变形导致邻近建筑物的倾斜、开裂和管线的破裂、渗漏等。

(2)检验设计所采取的各种假设和参数的正确性，及时修正与完善，指导基坑开挖和支护结构的施工。地下工程长期处于经验设计和经验施工的局面，土压力计算大多采用经典的公式。例如，朗肯土压力理论、库伦土压力理论等，由于其适用条件有限，因此与现场的实际土压力有差异。在基坑开挖和支护过程中进行施工监测，掌握应力和变形的实际量，并将土体和支护的动态信息及时反馈、修改支护系统设计，达到指导施工作业和管理的目的。

(3)积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。基坑的变形监测数据是应力从不平衡到平衡的外部表现，是支护结构和周围土体变形的反映，通过现场得到的监测数据可以较准确地验证建筑物、构筑物的稳定与否，为同类项目积累宝贵经验。

5.1.2 基坑工程的支护结构的类型

1. 地下连续墙

地下连续墙是在基坑四周浇注一定厚度的钢筋混凝土封闭墙体，它可以作为建筑物基础外墙结构，也可以是基坑的临时支护。地下连续墙不易透水、刚度大，能承受较大的竖向载荷及土压力、水压力等载荷。在基坑开挖前进行地下连续墙的施工，先在地面按建筑平面筑导墙，以防止表面泥土坍塌，利用挖槽或其他机械在泥浆护壁情形下开挖到设计深度，吊装钢筋笼置于槽段的墙内，浇注混凝土形成墙体。地下连续墙适用于各类土体，尤其适用于软土以及距相邻建筑物较近的工程。地下连续墙支护效果好，适于各类环境，但接头处较难处理，其造价高，需要的设备较多。

2. 土钉支护

土钉支护是在基坑逐层开挖过程中利用机械在基坑两帮打钻孔，放入钢筋注浆并配合两帮喷射混凝土及钢筋网(混凝土一般采用C20面层)以将两帮的土体固定。土钉支护提高边坡整体稳定性及承受坡顶的载荷，强化受力土体。土钉支护性价比较高，由于利用土体的握裹力来束缚土钉钢筋，以此对土体变形起约束作用，因此加固地区土体不应有水的侵蚀影响，否则，会影响加固的效果。

3. 深层搅拌水泥土墙

水泥土墙多用于饱和软土地基的加固，以水泥作为固化剂，利用钻机等设备将水泥在地基深处和软土搅拌，逐渐提升转头，形成具有一定强度和整体性的桩。它可以提高边坡的稳定性，防止地下水的渗透，且工程造价低。

4. 钢板桩支护

在基坑范围线周围将钢板桩利用锤击或震动打入土层，作为基坑开挖的支护。其施工迅速，支护完毕即可进行基坑的开挖。钢板桩可以重复利用，但一次性投资较大，由于钢板桩刚度较小，顶部需要拉锚或坑内支撑。

5. 悬臂式支护

悬臂式支护指借助于挡土墙、灌注桩、型钢等自身刚度及埋深来承受土压力、水压力及上部荷载，以保持平衡和稳定而不需设支撑、拉锚的支护结构。悬臂式支护不需要坑内支撑及桩顶拉锚或锚杆，但为保证整体强度需要连接成圈梁。为保证其稳定，悬臂部分不易太深。

6. 土层锚杆(索)

利用锚索机械将土层锚杆(索)打入基坑两帮，一端与挡土墙、桩连接，另一端利用混凝土等与地基土体相连来稳定两帮的土体。土层锚杆(索)对一般的黏土、砂土均可应用，而在软土、淤泥土中握裹力较弱，需进行验证后再应用。

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