【摘 要】超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)重要的工作,本文對(duì)超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)特點(diǎn)、超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方法、超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)誤差進(jìn)行了分析,并探討了如何提升監(jiān)測(cè)精度,希望給我們的工作起到一定指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】超大型深基坑;變形監(jiān)測(cè);誤差;精度
1、引言
隨著社會(huì)的發(fā)展,各種超大型深基坑越來越多。在其施工過程中,由于基坑周邊環(huán)境較為復(fù)雜,影響因素也比較多,因此做好其變形監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)非常有必要的工作;诖耍疚年P(guān)于這方面的探討是有實(shí)踐指導(dǎo)作用的。
2、超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)特點(diǎn)分析
超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)工作中,主要具備以下幾個(gè)特點(diǎn):時(shí)效性、高精度、等精度。以下為詳細(xì)分析:
。1)時(shí)效性
對(duì)于一般的工程而言,時(shí)間效應(yīng)是不存在或者不明顯的,但在超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)中,由于監(jiān)測(cè)工作需要配合降水以及開挖的過程,因此時(shí)間性比較鮮明。正是由于變形監(jiān)測(cè)具備時(shí)間性,因此其測(cè)量結(jié)果屬于動(dòng)態(tài)結(jié)果,有時(shí)候幾個(gè)小時(shí)之前所測(cè)得的數(shù)據(jù)往往都不再具有意義;诖耍诔笮蜕罨幼冃伪O(jiān)測(cè)中,要確保隨時(shí)進(jìn)行,一般頻率取為1次/d,如果測(cè)量對(duì)象變化非?斓脑挘瑒t可以適當(dāng)增加每天測(cè)量的次數(shù)。另外,基于超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)時(shí)效性方面的考慮,需要監(jiān)測(cè)方案以及監(jiān)測(cè)設(shè)備具有全天候工作能力,即使在大霧天氣或者夜晚也能夠很好的適應(yīng)。
。2)高精度
在我們普通的工程中,誤差限制一般在數(shù)毫米之內(nèi)就足夠了,舉例來說,針對(duì)60m以下的建筑,高差中誤差限值取為2.5mm。但是對(duì)于超大型深基坑來說,在其施工過程中,其環(huán)境變形速率有可能處于 0.1mm/d以下,在這種情況下要想確保測(cè)量的精度,使用一些普通的方法以及儀器是難以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的,這就要求我們使用一些較為特殊的高精度儀器。
。3)等精度
在超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)過程中,監(jiān)測(cè)的往往不是絕對(duì)值,而是相對(duì)變化值。舉例來說,對(duì)于普通建筑,我們需要將建筑物在地面定位,而對(duì)于深基坑變形監(jiān)測(cè),則只需要對(duì)邊壁相對(duì)于原基準(zhǔn)位置的位移進(jìn)行測(cè)量就可以了。正是由于基坑變形監(jiān)測(cè)的等精度特點(diǎn),使得這一監(jiān)測(cè)工作中有很多自身的規(guī)律:基坑監(jiān)測(cè)過程中,考慮到環(huán)境條件影響,前后視距有可能無法相等,甚至前后視距具有非常大的懸殊,但其結(jié)果卻依然可用。
3、超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)技術(shù)方法
超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法是可以被細(xì)化為很多部分的,比如變形監(jiān)測(cè)首先又包括水平位移監(jiān)測(cè)、沉降位移監(jiān)測(cè)以及周邊水源的監(jiān)測(cè)。其中,水平位移監(jiān)測(cè)是我們工作的重點(diǎn),我們將主要對(duì)其進(jìn)行探討。
在基坑水平位移監(jiān)測(cè)過程中,存在著一些不同的方法,它們的精度也有著較大的差別,因此應(yīng)用過程中范圍也有所不同。具體來看:測(cè)小角法主要是在基坑之外的一段距離上建立一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),然后對(duì)基線進(jìn)行選定,最后于基準(zhǔn)點(diǎn)之上進(jìn)行精密經(jīng)緯儀的架設(shè)對(duì)基線和測(cè)站點(diǎn)至觀測(cè)點(diǎn)視線間微小的角度變化進(jìn)行精確測(cè)定,其中水平位移的變化主要可以利用Δi =Δ α· si /ρ這一公式進(jìn)行計(jì)算。整體來說,這一方法計(jì)算以及操作都非常簡(jiǎn)單,但由于場(chǎng)地要求比較高,而且基準(zhǔn)點(diǎn)距離基坑要達(dá)到一定的距離,這樣才可以基坑變形對(duì)測(cè)量精度的影響。此外,此方法對(duì)基坑形狀要求也有一定的要求。
至于交會(huì)法,主要是通過變形觀測(cè)點(diǎn)以及兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形,然后對(duì)三角形的邊角元素進(jìn)行測(cè)定,并最終求出變形觀測(cè)點(diǎn)位移變化量。此方法較多的應(yīng)用在曲線橋梁、拱壩等建筑物的位移監(jiān)測(cè)中,對(duì)于解決一些形狀不規(guī)則建筑物的基坑變形監(jiān)測(cè)發(fā)揮了不錯(cuò)的效果,但是此方法中,觀測(cè)次數(shù)比較多,而且測(cè)量誤差也比較大,計(jì)算較為繁瑣,因此也還有較多不足之處。,
活動(dòng)標(biāo)牌法主要是把活動(dòng)標(biāo)牌分別安置到每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之上,在觀測(cè)的過程中,確保標(biāo)牌中心于視線之內(nèi),這樣我們就可以直接在活動(dòng)標(biāo)牌讀數(shù)尺上測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)對(duì)于基準(zhǔn)線的偏離值。這一方法應(yīng)用過程中不需要進(jìn)行計(jì)算,可以直接獲取結(jié)果,但是其要求也比較高,加之成本也比較大,因此也并不完善。
最后,全站儀法主要是將高精度全站儀架設(shè)到一個(gè)固定測(cè)站點(diǎn)之上,然后選擇另一個(gè)固定點(diǎn)當(dāng)做后視點(diǎn),對(duì)各變形觀測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)進(jìn)行分別測(cè)定,在將所測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行比較,最終分析出水平位移變化值。此方法計(jì)算及操作是非常簡(jiǎn)單的,有很多優(yōu)勢(shì),不過成本較高;另外,當(dāng)前此方法最高精度為(1 + 1) ppm,也就是說還有很多基坑變形監(jiān)測(cè)需求是滿足不了的。
4、超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)誤差分析
受限于篇幅,很多問題不能夠得到有效地展開,這里主要對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)過程中的誤差進(jìn)行分析,為了更好地探討這一問題,筆者將借助以往工作的某一工程案例:某一二層地下停車場(chǎng),基坑開挖深度平均8.25m,周邊長(zhǎng)329m,平面面積5476㎡,支護(hù)形式為 “人工挖孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索”結(jié)構(gòu)。
在其水平位移監(jiān)測(cè)中,主要使用的方法為極坐標(biāo)法,共設(shè)20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)過程中嚴(yán)格遵循《工程測(cè)量規(guī)范》以及《建筑變形測(cè)量規(guī)范》。此外,在觀測(cè)的過程中,為減小誤差,主要使用多個(gè)測(cè)回測(cè)量取其平均值的方法。具體來說,點(diǎn)位中誤差可以通過以下公式進(jìn)行計(jì)算:
通過計(jì)算我們可以發(fā)現(xiàn),位移點(diǎn)點(diǎn)位誤差和觀測(cè)距離以及測(cè)角中誤差為正比例關(guān)系。
5、超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)精度提升措施
要想提升超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)的精度,可以從多個(gè)角度入手,而每一個(gè)角度又有很多方法可供選擇,這里依然以水平位移監(jiān)測(cè)為例進(jìn)行探討:
針對(duì)基坑形狀不規(guī)則的情況,要先于合適的位置選在固定的定向點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn),不需要對(duì)所布設(shè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否處于這條直線上進(jìn)行考慮。不過需要注意的是,盡量的使水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在基坑邊界線和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)至固定觀測(cè)點(diǎn)連線間的夾角盡量變小,針對(duì)具有比較大角度的水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),如果測(cè)距工具的精度并不是很理想,則我們可以通過適當(dāng)增加固定觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量來提升精度。此外,我們要對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在基坑邊界線和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)到固定觀測(cè)點(diǎn)連線之間夾角以及水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)到固定觀測(cè)點(diǎn)的水平距離進(jìn)行監(jiān)測(cè),并將其當(dāng)做對(duì)水平位移變化量進(jìn)行計(jì)算的元素。
基坑水平位移監(jiān)測(cè)的過程中,我們要于固定測(cè)站點(diǎn)之上架設(shè)高精度經(jīng)緯儀,然后依照準(zhǔn)定向點(diǎn)對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平角進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量過程中可以將首次作為初值,然后對(duì)測(cè)量角度和初值的差值進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際工作中,使用這一方法是完全可行的,不僅比較簡(jiǎn)單,而且非常方便,也能夠符合我們精度的要求。不過即便如此,我們還要注意一下兩個(gè)小的細(xì)節(jié),這有利于進(jìn)一步提升監(jiān)測(cè)精度。
首先,角度等于0的時(shí)候,如果缺少了距離方面的考慮,那么依照上文的方法進(jìn)行計(jì)算所得出的水平位移變化量相對(duì)于實(shí)際變化量是要大一些的,這種情況雖然可以對(duì)基坑安全性進(jìn)行提升,但導(dǎo)致了納偽誤差,因此要結(jié)合具體的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行具體的分析。
其次,對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)的時(shí)候,盡量使水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)至固定觀測(cè)點(diǎn)連線和其所在基坑邊界線間夾角小于 60°。如果不能夠滿足這一要求,而且測(cè)距工具的精度也并不是很理想,則可以增加固定觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量來解決這一問題。
6、結(jié)語(yǔ)
要想真正做好超大型深基坑變形監(jiān)測(cè)工作,以上內(nèi)容是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這是因?yàn)槭苤朴谄,文中有太多東西都沒有進(jìn)行詳細(xì)的探討。因此,我們還要加強(qiáng)這方面的研究和探索,不斷提升自身的技術(shù)水平,這樣才能真正做好這一工作。
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