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浅谈岩土工程深基坑监测技术

王南周
  
安家(建筑与工程)
2022年31期
南京赛维测绘工程有限公司 江苏 南京 210000

摘要:深基坑开挖技术作为岩土工程中,至关重要的一种技术体系分支,在实际施工建设过程中具有较高的实践难度和技术要求。而深基坑监测技术的出现,则为我国岩土工程现代化安全施工管理体系的成型和完善,提供了非常有帮助的技术保障和安全管理帮助。本文重点就沿途工程中深基坑监测技术存在的问题及技术要点进行了探讨。

关键词:岩土工程;深基坑;监测技术;要点探究

引言:岩土工程是我国建筑工程项目实现的一个重要基础,建筑工程中涉及到的大量基坑开挖和基础施工作业内容,通常都需要归类与岩土工程的施工管理体系中。在进行深基坑开挖作业的过程中,科学的监测方法和技术体系,能够更有效地确保现场施工人员的生命安全和基坑开挖工程的实现质量。然而实际施工过程中,仍存在着很多尚未解决的基坑开挖技术问题与安全管理问题,这也是目前我国建筑行业首要解决的一个重要任务。

1  岩土工程深基坑施工存在的问题

1.1  支护结构设计及参数优化问题

深基坑结构为建筑工程项目的实施提供了重要的地质条件基础,然而由于深基坑结构本身所需要承受的压力和外部荷载水平非常高,这就使得通过增加支护结构来有效提高深基坑工程的抗压能力变得尤为重要。在进行支护结构设计的过程中,需要充分考虑到土质的性能、参数以及特点等,对于深基坑施工与知乎施工现场周围的地形地貌、土体密度、重量和含水量等多项参数,都要进行全面的考察和精准的记录。在选择支护结构的设计方案时,设计人员要有效的参考,根据土体参数计算出的支护结构抗压能力范围,以及标准的安全使用参数要求。依据支护工程中涉及到的土质含水率和粘聚力等重要参数,选择合适的施工工艺与支护加固措施,这样才能更有效的保障后续深基坑结构的稳定与安全。

1.2  深基坑土体取样及计算问题

对深基坑施工现场的土体进行取样分析,是岩土工程深基坑监测技术体系中不可缺少的一个重要环节,同时也是帮助工程设计人员和施工管理人员,进一步深入掌握施工现场周围环境和地质条件的真实情况、更为精准科学的设计出合理的施工方案的一种高效途径。在进行土地取样时,一定要选择具有代表性的土层结构,确保分析得到的土样指标能够具有更高的实际价值和数据可靠性。在此基础上,要控制好取样过程中的钻孔施工作业量、土样分析的工序以及数据整理的方法,尽可能通过更小的工作量来获取到更有价值的土样分析成果。而现场勘测技术人员则要在进行钻孔位置的选择,以及土体取样样品的保存和运输过程中,尽可能严格遵循标准规范的取样流程和样品管理制度,以此来降低随机性影响因素,对于土体取样分析结果的精确度与真实性所产生的不良影响。

1.3  深基坑施工技术人员专业水平有待提高

我国岩土工程领域中深基坑施工技术的研发与应用,相较于西方发达国家普遍较晚,因此技术体系的成型速度以及深基坑施工体制的完善效果,目前仍然有很大的可提升空间。在缺乏专业体制和技术体系的保障情况下,我国岩土工程领域对于深基坑施工技术人员的专业水准和资质审核,在严格度和门槛设置方面也受到了极大的影响。现阶段国内一些岩土工程施工单位的深基坑施工技术人员,很大一部分人员群体都没有经过专业的培训学习与技术指导,大多依据的多年的从业经历所积累下来的这些经验来进行工作。这种现象的产生,导致我国深基坑施工技术人员整体专业水平普遍较低,并且缺乏高水平的专精技术人才和具有良好综合素质的从业人员,极大的提高了我国岩土工程深基坑施工现场安全事故问题和质量问题现的可能性。

2  岩土工程深基坑监测技术内容分析

2.1  基坑支护移位监测技术

在岩土工程深基坑施工项目中,由于压力和应力的作用导致支护结构出现不同方向和不同程度的移位现象较为常见。而基坑支护移位监测技术便是通过科学的参数对比,及时的观测和反映出基坑支护移位问题的一种有效监测技术,其内容主要包括以下两个方面:第一,针对支护结构的水平移位和垂直沉降问题的监测。在进行深基坑支护施工的过程中,会相应的设置固定的参照点和标记点,其作用便是用于对基坑支护结构出现移位时,对移位方向与向量变化进行定位和确定;第二,支护结构倾斜移位监测。由于受力方向或深基坑支护结构所处环境的不规律变化,导致支护结构出现倾斜方向的位移,这种现象在实际的岩土工程项目中也非常常见。对于产生倾斜位移的支护结构,通常需要借助专业的测斜管和测读仪器等进行辅助监测。

2.2  基坑支护结构应力监测

深基坑结构及相应的支护结构由于长期处于高强高压的环境下,因此结构应力对于相应的支护结构稳定性和使用安全,会产生不可忽视的重要影响。基坑支护结构体系的内应力监测,主要针对的是由于钢筋和混凝土材料在高压高强环境下,所产生的塑性变形以及应变反应问题。在进行应力监测过程中,首先需要确定不同部位支护结构所承受的土压力大小,并根据压力的变化范围和混凝土材料的基本性能参数,计算出基坑支护结构安全内应力范围的相应数据。在实际工作过程,便需要根据支护结构应力检测结果安全应力变化范围的数据进行比对,来进一步深入分析判定基坑支护结构体系是否具有足够的稳定性和安全性。

2.3  孔隙水压力监测

深基坑支护结构在较大的受力情况下,会存在一定程度的可能性现垂直沉降或不均匀沉降问题,这种沉降现象的出现主要源于之后结构体系中孔隙部位水压力分布不均衡,或者由于局部应力集中而造成结构变形等问题导致。因此,为避免不良的地质条件对深基坑支护结构的稳定性造成影响,必须要设置有效的孔隙水压力监测项目,实时分析并提前预警基坑支护沉降问题,从而从根本上消除岩土工程安全事故及其他隐患问题发生的可能。

2.4  坑内土层参数监测

深基坑土层结构对于基坑支护及自身结构的稳定性所具有的影响是不容忽视,因此设置必要的坑内土层监测,是为了更有效的保障深基坑结构的使用寿命和上层地表结构的安全与稳定。基坑内部土层监测及参数测定,必须要借助具有高精准度水平的专业测量仪器,对基坑底层土层隆起及塌陷情况等进行有效监测。在坑内土层的监测及参数分析过程中,对于发现的土层参数异常变化的问题,要尽快上报并及时的做出针对性解决方案,以此来避免由于坑内土层的不良变化没有得到及时处理,而导致后续更为严重的安全事故和经济损失。

3  岩土工程深基坑监测常用监测仪器分析

3.1  深层沉降仪

深层沉降仪是岩土工程深基坑土层监测工作中必不可少的一种专业仪器,这种监测设备最重要的部分便在于配备了刻度尺和探头的检测部位。通过运用深层沉降仪能够精确的测定土层隆起或沉降的范围,其原因在于探头主要是由高精度和高敏感度的磁性材料制作而成。这种材料在与深基坑内土层不同部位预埋的磁性探测圆环相接触时,能够快速的进行反应,并给出相应的标高和其他刻度参数。深层沉降仪的应用大幅度降低了,由于深基坑内土层隆起或沉降而导致的安全事故问题发生的概率,对于提高岩土工程深基坑监测技术应用效果和监测结果的精确度水平,提供了至关重要的设备保障和技术支持。

3.2  测斜仪

测斜仪主要用于对深基坑支护结构发生单向位移情况时,对位移矢量等参数进行测定与分析的一种标准监测仪器,这种设备通常还用于对简单的双向位移问题,进行定量分析与基础测量。通常情况下,测斜仪需要与提前预埋的侧斜管等相应设备进行配合使用,在确保监测仪器参数调试以及功能完好的情况下,对于深基坑支护结构的侧向位移常能够进行非常精确的定位测量。

4  岩土工程深基坑监测技术要点

4.1  水平位移监测技术要点

深基坑支护结构土层水平位移问题,普遍存在于土层结构不稳定或土壤参数变化波动较大等情况下,进行水平位移监测的目的,是为了确保能够提前测算出水平位移的位移量,从而降低支护结构变形量和位移现象。为确保水平位移监测结果的精确性和准确性,要在深基坑内不同深度的土层中分别设置相应的监测点,并合理利用投点法、小脚法等检测方法,对深基坑内土层远离监测点或不利于进行大范围水平位移监测的部位,进行一定程度的定位和测量,这样才能够有效的保障深基坑支护结构的整体稳定和安全。

4.2  变形监测技术要点

在岩土工程深基坑施工项目中,变形监测技术的应用范围较为广泛,并且监测对象的设置以及标准的设定也不尽相同。变形监测的目的通常是用于对深基坑支护结构或其他承载结构,在高强度应力或压力作用下产生微量塑性变形的情况下,快速的对变形情况进行掌握并及时进行补救。因此,变形监测技术的重点在于对变形原因的分析和变形量的检测,在应用变形监测技术是要科学划分不同变形量水平,以及由于不同原因而引起的结构变形问题,从而才能够依据工程设计方案和现场施工管理资料,快速制定出针对性的解决方案,以避免更加严重的大变形量事故及滑坡等问题出现。

4.3  地下水位监测技术要点

地下水位监测技术的应用主要用于避免由于水位上涨或渗水问题的产生,而对深基坑支护结构造成破坏。在进行地下水位监测时,主要应用的是电子传感器等相关设备,通常情况下水位上涨主要源于降水或地下水的流动,因此主要的监测内容便是水位的上涨或下降幅度。通常岩土工程深基坑底部是最容易产生渗水或漏水等问题的关键部位,因此地下水位监测的探测点要选择在合适的位置,以此来更加及时、准确的获取到水位变化的真实情况。在掌握地下水位变化的异常信息时,监测人员要及时的进行分析和制定应急方案,水位的快速升高会增大基坑支护结构所承载特点压力水平,因此要通过快速的应对和及时反应,来更有效的体现地下水位监测技术的应用价值。

结束语:综上所述,岩土工程基坑监测技术的核心,在于对信息变化的准确、及时掌握。实际建设工程项目中,要将基坑监测的重点放在对地形地貌、水文条件以及由于人为因素而导致的基坑参数变化问题方面。并且在监测过程中要科学应用专业的检测设备与监测方法,在完善的监测技术体系保障下加快工作效率和实施效果,并做好对不同种类深基坑监测项目的结果分析与类型划分,以便在未来的施工过程中更好的应对相似的监测项目和工作任务。

参考文献

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