專利名稱：一種基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑施工中的地基基礎工程，是開挖基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測的一種方法。
背景技術：
水平變形監(jiān)測是基坑及邊坡、特別是深基坑和永久邊坡支護工程的重要指標。在工程施工期間，隨著基坑內(nèi)土體的挖出，基坑支護結(jié)構(gòu)兩側(cè)土體產(chǎn)生壓力差，從而引起土體由基坑外側(cè)向內(nèi)側(cè)的水平移動。通過水平變形監(jiān)測，及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，判斷地層、支護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性、判斷基坑開挖施工對圍護結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境的影響程度，能夠控制施工安全以及降低基坑施工對周邊環(huán)境的影響，并對可能發(fā)生的危及環(huán)境和本身施工安全的隱患或事故提供及時、準確的預報，提前采取預防措施，避免事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
常規(guī)水平變形監(jiān)測方法是由專業(yè)的測量人員使用精密測量儀器進行測量，優(yōu)點是數(shù)據(jù)準確，但存在缺點是現(xiàn)場每測量一回次以及資料整理需要花費較多的人力物力，受費用影響，測量人員往往不是隨工程施工全程跟蹤，而是間隔2-3天測量一次，間隔時間較長。本發(fā)明的目的是通過在開挖的坡體內(nèi)埋設監(jiān)測設施，進行水平變形監(jiān)測，代替精密測量儀器進行的水平變形監(jiān)測，通過這種經(jīng)濟、省時、便捷的方法，達到隨時對坡體進行水平變形監(jiān)測，隨時對坡體穩(wěn)定性進行分析的監(jiān)控目的。實現(xiàn)本發(fā)明目的技術方案是一種基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征是通過簡易監(jiān)測點布設，達到方便快捷準確進行基坑水平變形監(jiān)測，施工步驟是(a)基坑未開挖前，在基坑周邊監(jiān)測點布設位置挖出溝槽或孔；呈水平向；(b)成槽或成孔后下入鋼筋，根據(jù)設置監(jiān)測點的破裂面位置，確定監(jiān)測點布設鋼筋自由段的長度和固定端位置，自由段外側(cè)穿隔離塑料管，臨土內(nèi)側(cè)用膠帶封死，鋼筋外露一端綁扎或焊接鋼尺，鋼尺刻度面朝上；(c)鋼筋另一端采用水泥漿形成錨固體，鋼筋自由段塑料管外進行注漿加固形成注漿體，地表開槽作業(yè)用砼加固；(d)孔口插入硬質(zhì)塑料管，管露出坡體混凝土面墻，管外用水泥漿固定；(e)通過直接讀測鋼尺讀數(shù)或采用游標卡尺量測面墻外鋼筋長度的方法進行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)數(shù)據(jù)變化計算基坑水平位移；(f)根據(jù)設計和規(guī)范要求的基坑深部變形監(jiān)測坡面位置，并根據(jù)設計和規(guī)范要求的監(jiān)測頻率，在基坑中部、下部重復a-e條布設監(jiān)測點并進行數(shù)據(jù)采集，開展監(jiān)測工作。開挖溝槽深度0. 3-0. 5m,或在地面下1. 0-1. 5m位置成孔，孔徑150mm。鋼筋采用IO 12-16熱軋螺紋鋼筋，隔離塑料管②采用030塑料管，鋼筋外露尺寸不小于200mm。鋼筋另一端錨固體長度不小于3m,地表開槽作業(yè)的輪加固厚度不小于150mm?？卓谟操|(zhì)塑料管長度不小于I米，直徑> 100m，塑料管露出坡體混凝土面墻外不小于50mmo通過讀測塑料管側(cè)每次鋼尺值Ln，與臨近的上次讀測值Llri進行比較，計算基坑的水平位移值，或采用游標卡尺，每次量測鋼筋端頭與硬質(zhì)塑料管端頭距離dn，與臨近的上次量測值Cllri進行比較，計算基坑的水平位移值。本發(fā)明的優(yōu)點(I)變形監(jiān)測點施工簡單，安裝方便。近地表的監(jiān)測點挖設壕溝鋪設即可；下部監(jiān)測點可利用錨桿或土釘施工機械成孔，監(jiān)測點埋設類似錨桿，施工技術成熟可靠。(2)監(jiān)測方便簡捷，監(jiān)測中可以通過直接讀取埋設點上的標尺進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，也可采用游標卡尺進行精密測量，然后計算變形量。對監(jiān)測設備要求低，工地現(xiàn)場施工人員即可進行測量，數(shù)據(jù)讀取方便。(3)監(jiān)測頻率可以根據(jù)工程需要每天1-2次，甚至更多。(4)經(jīng)濟效益明顯，監(jiān)測點埋設費用低，僅需要成孔費和鋼筋及其它少量配套費用，與護坡的單根土釘費用相當；監(jiān)測設備費用低；現(xiàn)場施工人員單人即可進行測量，人員費用成本低。(5)監(jiān)測精度高，水平變形監(jiān)測精度，誤差與實際值比較< 1mm。附圖及實施方式以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

圖1是水平變形監(jiān)測方法示意2是多層水平變形監(jiān)測點埋設示意3是實例一層流池護坡工程復合土釘墻水平變形監(jiān)測示意圖；圖4是實例二公寓樓護坡工程鋼管樁水平變形監(jiān)測示意圖；圖5是實例三基坑護坡工程土釘墻加樁錨聯(lián)合支護水平變形監(jiān)測示意圖；圖6是實例三基坑護坡工程樁錨支護水平變形監(jiān)測示意圖；圖7是實例四基坑護坡工程復合土釘墻水平變形監(jiān)測示意圖。圖中1、012-16 II級熱軋螺紋鋼筋；2、0 30隔離塑料管；3、鋼尺；4、錨固體；5、鋼筋塑料管外注漿體；6、孔口硬質(zhì)塑料管；7、混凝土面墻；8、土釘或錨桿；9、根據(jù)規(guī)程確定的破裂面。該監(jiān)測的具體步驟為(a)基坑未開挖前，在基坑周邊監(jiān)測點布設位置挖出溝槽，若地表硬層較厚，可在地面下，采用洛陽鏟或錨桿鉆機成孔，呈水平向；開挖溝槽深度0. 3-0. 5m，或在地面下1.0-1. 5m位置成孔，孔徑150mm ；(b)成槽或成孔后下入鋼筋1，根據(jù)設置監(jiān)測點的破裂面9位置，確定監(jiān)測點布設鋼筋I自由段的長度和固定端錨固體4位置，自由段外側(cè)穿隔離塑料管2，臨土內(nèi)側(cè)用膠帶封死，鋼筋外露段綁扎或焊接鋼尺3，鋼尺刻度面朝上；鋼筋I采用1012-16熱軋螺紋鋼筋，隔離塑料管2采用0 30塑料管，鋼筋外露尺寸不小于200mm ；(c)鋼筋后端采用水泥漿形成錨固體4，鋼筋自由段塑料管外進行注漿加固形成注漿體5，地表開槽作業(yè)的用砼加固；鋼筋后端錨固體4長度不小于3m，地表開槽作業(yè)的砼加固厚度不小于150mm ；(d)孔口插入硬質(zhì)塑料管6，管露出坡體混凝土面墻7，管外用水泥漿固定；孔口硬質(zhì)塑料管6長度不小于I米，直徑> 100m，塑料管露出坡體混凝土面墻7外不小于50_ ；(e)通過直接讀測鋼尺3讀數(shù)或采用游標卡尺量測面墻外鋼筋I長度的方法進行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)數(shù)據(jù)變化計算基坑水平位移；通過讀測塑料管側(cè)每次鋼尺值Ln，與臨近的上次讀測值Llri進行比較，計算基坑的水平位移值，或采用游標卡尺，每次量測鋼筋端頭與硬質(zhì)塑料管端頭距離dn，與臨近的上次量測值Cllri進行比較，計算基坑的水平位移值；(f)根據(jù)設計和規(guī)范要求的基坑深部變形監(jiān)測坡面位置，并根據(jù)設計和規(guī)范要求的監(jiān)測頻率，在基坑中部、下部重復a-e步驟布設監(jiān)測點并進行數(shù)據(jù)采集，開展監(jiān)測工作。本監(jiān)測方法適用于復合土釘墻支護、樁錨支護、土釘墻加樁錨聯(lián)合支護的基坑工程，以及各種臨時、永久性的邊坡護坡工程。本發(fā)明與傳統(tǒng)的儀器基坑監(jiān)測方法在原理上和做法上有重大不同。本方法通過(a)、(b)、(c)、(d)4步驟形成完整的水平變形監(jiān)測構(gòu)件；通過(e)、(f)2步驟實現(xiàn)對基坑水平變形的直接監(jiān)測；而傳統(tǒng)的儀器監(jiān)測，則是在變形觀測位置埋設變形觀測點、通過全站儀等儀器測量系列坐標值，或在護坡樁樁身中埋設測斜管、通過讀取測斜數(shù)據(jù)在計算出監(jiān)測點的水平變形值，是間接測量方法。本方法監(jiān)測原理是根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120中確定基坑破裂面位置方法，來設置監(jiān)測桿體的自由段長度和固定端位置，固定端設置在破裂面影響范圍之外。通過監(jiān)測桿體與坡面的相對關系，來確定基坑的水平變形。傳統(tǒng)的儀器監(jiān)測，則是在基坑邊緣頂部設置變形監(jiān)測點，在基坑頂面意外穩(wěn)定區(qū)域設置控制點，通過儀器來監(jiān)測基坑頂部監(jiān)測點的變形，或通過護坡樁身埋設測斜管，通過讀取測斜數(shù)據(jù)進行變形監(jiān)測。如圖1所示，在基坑周邊監(jiān)測點布設位置挖出0. 3-0. 5m溝槽；或在地面下1.0-1. 5m位置，采用洛陽鏟或錨桿鉆機在坡體中成孔，孔徑150mm，呈水平向；成孔后下入1012-16 II級熱軋螺紋鋼筋I ;鋼筋外穿10 30隔離塑料管2，鋼筋從后端起留3m不穿，塑料管孔內(nèi)側(cè)用膠帶封死；鋼筋前端露出坡面不小于200mm、并綁扎或焊接鋼尺3，鋼尺刻度面朝上，方便讀數(shù)；孔口封堵好后，孔內(nèi)常壓灌注純水泥漿或水泥砂漿，強度> IOMPa (地表開槽作業(yè)的灌注150mm砼)，鋼筋后端形成3m長的錨固體4，鋼筋塑料管外形成注漿體5 ；漿體初凝前，從孔口插入直徑大于100_的硬質(zhì)塑料管6，長度lm，管露出坡體混凝土面墻7外不小于50_。接著開挖坡面，施工坡體其它土釘或錨桿8，噴射混凝土面墻7。根據(jù)設計和規(guī)范要求的邊坡深部變形監(jiān)測坡面位置要求，在基坑中部、下部，挖土至預埋監(jiān)測點位置下0. 5m位置時，采用洛陽鏟或錨桿鉆機成孔，重復上述步驟，完成監(jiān)測點埋設。
具體實施例實例一如圖3所示，層流池護坡工程復合土釘墻水平變形監(jiān)測工程概況本工程基坑長93. 6m,寬63. 9m,基礎埋深13. 3m。采用土釘墻加3道預應力錨桿護坡，放坡坡角59度(1:0. 6)，并在-5. Om,-10. Om處各留1. Om寬的平臺。監(jiān)測點埋設在剖面-0. 5m處按圖1步驟埋設變形監(jiān)測點2個，監(jiān)測點布設長度L為 12. 5m。變形監(jiān)測結(jié)果期間共監(jiān)測25次,剖面最大水平變形15mm。全站儀準確測量結(jié)果全站儀監(jiān)測共布設監(jiān)測點20個，監(jiān)測次數(shù)15次，剖面最大水平變形值15. 8_。結(jié)果比較從變形趨勢和變形速度上變形監(jiān)測結(jié)果與全站儀精確測量結(jié)果接近，滿足工程監(jiān)測要求。實例二 如圖4所示，公寓樓護坡工程鋼管樁水平變形監(jiān)測工程概況本工程基坑東西長45m，南北寬22m，基礎埋深從地面算10. Om深。本基坑為垂直護坡，采用一排微型鋼管樁加4道土釘墻加2排預應力錨桿的支護方式。變形監(jiān)測結(jié)果在剖面-0.5m處埋設2個監(jiān)測點。監(jiān)測點布設長度L為12. 0m。監(jiān)測次數(shù)25次。變形測量結(jié)果剖面向坑內(nèi)最大水平變形10mm。全站儀準確測量結(jié)果全站儀監(jiān)測共布設監(jiān)測點8個，監(jiān)測次數(shù)12次，剖面最大水平變形9. 1_。結(jié)果比較變形監(jiān)測結(jié)果與全站儀精確測量結(jié)果接近。實例三如圖5、圖6所示，基坑護坡工程土釘墻加樁錨支護、樁錨支護水平變形監(jiān)測工程概況本工程基坑長約85m，寬約55m，基礎埋深16. 70m?；幼o坡主要分兩個剖面，I剖采用護坡樁加3道預應力錨桿護坡，樁頂以上5. Om采用土釘墻護坡，按59度(I 0. 6)放坡；2剖采用護坡樁加4道預應力錨桿護坡，護坡樁從地表做起。變形監(jiān)測結(jié)果1剖在-0. 5米處布設監(jiān)測點，布設長度12. 5m，如圖5所示；2剖在-0. 5m、-5. Om處布設兩個監(jiān)測點，長度分別為12. 5m、9. 5m，如圖6所示。通過監(jiān)測結(jié)果，變形測量結(jié)果I剖最大水平變形18mm，2剖兩個監(jiān)測點最大水平變形分別為10mm、5mm ；全站儀準確測量結(jié)果I剖根據(jù)全站儀監(jiān)測結(jié)果最大變形17.1mm, 2剖根據(jù)測斜儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，在_0. 5m、-5. Om處最大水平變形9. 62mm、4. 27mm。結(jié)果比較與全站儀精確測量比較，變形測量結(jié)果能夠滿足基坑變形監(jiān)測要求。實例四如圖7所示，基坑護坡工程復合土釘墻水平變形監(jiān)測本工程基坑長194. 9m,寬161. 9m，基坑深度16. 7m，采用復合土釘墻護坡，按1:0. 3放坡，在一 8. Om處預留一寬1. Om平臺。在地面下共設6排土釘和4道錨桿。變形監(jiān)測結(jié)果在剖面-0. 5米處布設監(jiān)測點，監(jiān)測次數(shù)32次。通過監(jiān)測結(jié)果，變形測量結(jié)果剖面最大水平變形13. Omm ；全站儀精確測量結(jié)果基坑周邊布設監(jiān)測點36個，監(jiān)測次數(shù)18次。剖面最大水平變形 12. 3mm。結(jié)果比較變形測量結(jié)果接近全站儀精確測量結(jié)果，能夠滿足基坑變形監(jiān)測要求。
權(quán)利要求
1.一種基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征是通過簡易監(jiān)測點布設，達到方便快捷準確進行基坑水平變形監(jiān)測，施工步驟是Ca)基坑未開挖前，在基坑周邊監(jiān)測點布設位置挖出溝槽或孔，呈水平向；(b)成槽或成孔后下入鋼筋(I)根據(jù)設置監(jiān)測點的破裂面(9)位置，確定監(jiān)測點布設鋼筋(I)自由段的長度和固定端位置，自由段外側(cè)穿隔離塑料管(2)，臨土內(nèi)側(cè)用膠帶封死， 鋼筋外露一端綁扎或焊接鋼尺(3)，鋼尺刻度面朝上；(C)鋼筋另一端采用水泥漿形成錨固體(4)，鋼筋自由段塑料管外進行注漿加固形成注漿體(5)，地表開槽作業(yè)用砼加固；Cd)孔口插入硬質(zhì)塑料管(6)，管露出坡體混凝土面墻(7)，管外用水泥漿固定；Ce)通過直接讀測鋼尺(3)讀數(shù)或采用游標卡尺量測面墻外鋼筋(I)長度的方法進行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)數(shù)據(jù)變化計算基坑水平位移；Cf)根據(jù)設計和規(guī)范要求的基坑深部變形監(jiān)測坡面位置，并根據(jù)設計和規(guī)范要求的監(jiān)測頻率，在基坑中部、下部重復a-e條布設監(jiān)測點并進行數(shù)據(jù)采集，開展監(jiān)測工作。
2.如權(quán)利要求1所述的基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征在于開挖溝槽深度O. 3-0. 5m,或在地面下1. 0-1. 5m位置成孔，孔徑150mm。
3.如權(quán)利要求1所述的基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征在于鋼筋(I)采用 1Φ 12-16熱軋螺紋鋼筋，隔離塑料管(2)采用Φ30塑料管，鋼筋外露尺寸不小于200mm。
4.如權(quán)利要求1所述的基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征在于鋼筋另一端錨固體(4)長度不小于3m,地表開槽作業(yè)的輪加固厚度不小于150mm。
5.如權(quán)利要求1所述的基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征在于孔口硬質(zhì)塑料管(6)長度不小于I米，直徑> 100m，塑料管露出坡體混凝土面墻(7)外不小于50_。
6.如權(quán)利要求1所述的基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，其特征在于通過讀測塑料管側(cè)每次鋼尺值Ln，與臨近的上次讀測值Llri進行比較，計算基坑的水平位移值，或采用游標卡尺，每次量測鋼筋端頭與硬質(zhì)塑料管端頭距離dn，與臨近的上次量測值Cllri進行比較，計算基坑的水平位移值。
全文摘要
一種基坑及邊坡支護水平變形監(jiān)測方法，是通過在開挖的坡體內(nèi)埋設監(jiān)測設施，代替精密測量儀器進行水平變形監(jiān)測，在監(jiān)測點位置地表挖溝槽、或地表下采用洛陽鏟或錨桿鉆機成水平向孔，孔內(nèi)埋設鋼筋，坡體滑裂面外鋼筋設置固定段；坡體破裂面內(nèi)側(cè)設置自由段，在坡面鋼筋出露處埋設硬質(zhì)塑料管，根據(jù)監(jiān)測時間要求對坡面外露的鋼筋進行多次讀數(shù)，通過外露鋼筋的讀數(shù)變化計算基坑的水平位移值。本方法與常規(guī)的精密儀器測量方法相比可節(jié)約費用達40-60%以上，測精度誤差與精密測量值比較＜1mm，對監(jiān)測設備要求低，并且數(shù)據(jù)讀取方便，較常規(guī)精密儀器測量工作量大大減小，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號E02D33/00GK103046523SQ20121057033
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者于元峰, 李強, 韓國峰, 施建秋, 郭利, 郭丹, 張純波 申請人:北京愛地地質(zhì)勘察基礎工程公司