摘 要：通過廣州市軌道交通三號線大石站土建工程所采用的基坑動態(tài)監(jiān)測手段，介紹了測斜儀、鋼筋計(jì)、土壓力計(jì)等儀器在深基坑開挖監(jiān)測中的安裝使用方法。

　　關(guān)鍵詞：動態(tài)監(jiān)測；深基坑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；測斜管；鋼筋計(jì)；土壓力計(jì)

　　鑒于深基坑的復(fù)雜性和不確定性，理論計(jì)算還難以全面準(zhǔn)確地反映工程進(jìn)行中的各種變化，故在理論分析指導(dǎo)下有目的地進(jìn)行工程監(jiān)測十分必要。利用其反饋的信息和數(shù)據(jù)，一方面可及時(shí)采取技術(shù)措施防止發(fā)生重大工程事故，另一方面亦可為完善計(jì)算理論提供依據(jù)。

　　1、工程概況

　　大石站位于廣州市番禺區(qū)北組團(tuán)中心區(qū)規(guī)劃的新光大道下。車站呈一字型南北走向。車站總長279.444m，基坑標(biāo)準(zhǔn)段寬19.7m，北端屏蔽線換乘區(qū)寬度為38.64m，開挖深度平均為13.8m.北端布置屏蔽線，車站呈丁字形換乘，總體為明挖地下兩層車站。標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土雙層雙跨結(jié)構(gòu)。

　　車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁，直徑為1200mm，間距1350mm，樁長18m～25m.樁間止水采用Φ600mm單管旋噴樁，深入不透水層1.0m.內(nèi)支撐采用三道Φ600鋼管支撐，第一支撐間距5.6～6.5m，施加200kN預(yù)應(yīng)力，第二、三道支撐間距2.8～3.5m，分別施加600kN及350kN預(yù)應(yīng)力。

　　2、監(jiān)測項(xiàng)目

　　基坑開挖過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力、支撐軸力等都有變化，采用多項(xiàng)監(jiān)測手段，其結(jié)果可以互相驗(yàn)證。監(jiān)測項(xiàng)目及方法見表1.監(jiān)測頻率為：基坑開挖過程中每天一次，主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)3天一次。

　　3、監(jiān)測方式與方法

　　3.1 地面沉降、樁頂水平位移

　　沉降觀測使用儀器是精密水準(zhǔn)儀和銦合金水準(zhǔn)尺。樁頂水平位移使用全站儀。這些都是常用的測量儀器。在這里要注意的是，要使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測者按同一方案施測。而且測量控制點(diǎn)要安全，其位置不要設(shè)在變形、位移區(qū)內(nèi)。

　　3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)、被圍護(hù)土體的側(cè)向位移

　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)和被圍護(hù)土體的側(cè)向位移監(jiān)測使用的儀器是測斜儀。測斜儀是一種可以精確地測量沿鉛垂方向土層或圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移的工程測量儀器，可以用來測量單向位移，也可以測量雙向位移，再由兩個(gè)方向的位移求出其矢量和，得到位移的最大值和方向。本工程采用加拿大RockTest公司制造的測斜儀，精度0.5mm；測斜管采用Φ70高精度PVC專用測斜管，單位測量深度為0.5m.

　　3.2.1 測斜管的埋設(shè)

　　（1）圍護(hù)樁內(nèi)的測斜管在吊放鋼筋籠之前，就綁扎在鋼筋上，隨鋼筋籠一起放入樁孔內(nèi)；土體內(nèi)的測斜管就在預(yù)定的測斜管埋設(shè)位置鉆孔。根據(jù)基坑的開挖總深度，確定測斜管孔深。即假定基底標(biāo)高以下某一位置處圍護(hù)結(jié)構(gòu)后的土體側(cè)向位移為零，并以此作為側(cè)向位移的基準(zhǔn)。

　�。�2）安裝測斜管時(shí)，隨時(shí)檢查其內(nèi)部的一對導(dǎo)槽，使其始終分別與坑壁走向垂直或平行。測斜管頂部和底部都要裝上蓋子，防止砂漿、泥漿及其他雜物入內(nèi)。

　�。�3）測斜管固定完畢后，用清水將測斜管內(nèi)沖洗干凈，將探頭模型放入測斜管內(nèi)，沿導(dǎo)槽上下滑行一遍，以檢查導(dǎo)槽是否暢通無阻，滾輪是否有滑出導(dǎo)槽的現(xiàn)象。由于測斜儀的探頭十分昂貴，在未確認(rèn)測斜管導(dǎo)槽暢通時(shí)，不允許放入探頭。

　�。�4）測量測斜管管口坐標(biāo)及高程，做出醒目標(biāo)志，以利保護(hù)管口�，F(xiàn)場測量前務(wù)必按孔位布置圖編制完整的鉆孔列表，以與測量結(jié)果對應(yīng)。

　　3.2.2 操作要點(diǎn)

　�。�1）連接探頭和測讀儀。當(dāng)連接測讀儀的電纜和探頭時(shí)，要使用原裝扳手將螺母接上。檢查密封裝置、電池充電情況（電壓）及儀器是否能正常讀數(shù)。當(dāng)測斜儀電壓不足時(shí)必須立即充電，以免損傷儀器。

　�。�2）將探頭插入測斜管，使?jié)L輪卡在導(dǎo)槽上，緩慢下至孔底以上0.5m處。注意不要把探頭降到套管的底部，以免損傷探頭。測量自下而上地沿導(dǎo)槽全長每隔0.5m測讀一次。為提高測量結(jié)果的可靠度，每一測量步驟中均需一定的時(shí)間延遲，以確保讀數(shù)系統(tǒng)與環(huán)境溫度及其他條件平穩(wěn)（穩(wěn)定的特征是讀數(shù)不再變化）。若對測量結(jié)果有懷疑可重測，重測的結(jié)果將覆蓋相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

　�。�3）測量完畢后，將探頭旋轉(zhuǎn)180°，插入同一對導(dǎo)槽，按以上方法重復(fù)測量，前后兩次測量時(shí)的各測點(diǎn)應(yīng)在同一位置上；在這種情況下，兩次測量同一測點(diǎn)的讀數(shù)絕對值之差應(yīng)小于10%，且符號相反，否則應(yīng)重測本組數(shù)據(jù)。

　　3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、支撐軸力測量

　　此兩項(xiàng)的監(jiān)測選用國產(chǎn)GJJ型振弦式鋼筋計(jì)和DKY—51—2型振弦讀數(shù)儀。

　　3.3.1 鋼筋計(jì)的安裝

　　圍護(hù)樁內(nèi)的鋼筋計(jì)焊接在鋼筋籠主筋上，當(dāng)作主筋的一段，焊接的面積不應(yīng)少于鋼筋的有效面積。在焊接鋼筋計(jì)時(shí)，為避免熱傳導(dǎo)使鋼筋計(jì)零漂增加，需采取冷卻措施，可用濕毛巾或流水冷卻。鋼支撐的鋼筋計(jì)是焊接在端頭附近，兩側(cè)對稱各布置一個(gè)。

　　3.3.2 鋼筋計(jì)的原理振弦式鋼筋計(jì)的工作原理是：當(dāng)鋼筋計(jì)受軸力時(shí)，引起彈性鋼弦的張拉變化，改變鋼弦的振動頻率，通過頻率儀測得鋼弦的頻率變化即可測出鋼筋所受作用力的大小，換算而得混凝土結(jié)構(gòu)或鋼支撐所受的力。

　　3.3.3 鋼筋計(jì)操作要點(diǎn)

　�。�1）做好鋼筋計(jì)傳感部分和信號線的防水處理；

　�。�2）儀器安裝前必須做好信號線與鋼筋計(jì)的編號，做到一一對應(yīng)；

　�。�3）鋼筋計(jì)焊接必須保證質(zhì)量；

　　（4）鋼筋計(jì)安裝好后，澆混凝土前測一次初值，基坑開挖前測一次初值；

　�。�5）測數(shù)時(shí)，同時(shí)用溫度計(jì)測量氣溫，考慮溫度補(bǔ)償。

　　3.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)土壓力

　　3.4.1 根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，土壓力計(jì)綁扎在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋上，成功的把握不是很大，因?yàn)樵跐不炷�土�(xí)r，難以保證混凝土不包裹土壓力計(jì)。最好的安裝方法還是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外面鉆孔埋設(shè)土壓力計(jì)，并在孔中注入與土體性質(zhì)基本一致的物質(zhì)，填實(shí)空隙。

　　3.4.2 土壓力計(jì)的工作原理土壓力計(jì)使用雙膜鋼弦式。工作原理跟鋼筋計(jì)基本相同，其接觸面對變化不大的土壓力較為敏感，受力時(shí)引起鋼弦振動或應(yīng)變片變形，弦的自振頻率也發(fā)生變化。利用脈沖激勵(lì)，使鋼弦起振，并接收其頻率。按事先標(biāo)定的“壓力-頻率”關(guān)系曲線，即得出作用在土壓力計(jì)上的壓力值。

　　4、信息化管理

　　針對本工程監(jiān)測的特點(diǎn)，成立了由4人組成的專業(yè)監(jiān)測小組，其中2人具備測量、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)等方面的知識。組長負(fù)責(zé)工程監(jiān)測計(jì)劃、組織及監(jiān)測的質(zhì)量審核。從而做到：

　　（1）減少施工的盲目性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常并預(yù)警，預(yù)測基坑及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，提出工序施工的調(diào)整意見及應(yīng)采取的安全措施，保證整個(gè)工程安全、可靠推進(jìn)。

　�。�2）通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的搜集為基坑支護(hù)的動態(tài)設(shè)計(jì)提供了充分的依據(jù)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，使主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。

　　本基坑從2003年7月1日開始土方開挖到2004年8月16日主體結(jié)構(gòu)封頂，整個(gè)施工過程中各項(xiàng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，基坑未出現(xiàn)異常情況，測值均在正常范圍內(nèi)。