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、土壓力計等儀器在深基坑開挖監(jiān)測中的安裝使用方法。

　　關鍵詞：動態(tài)監(jiān)測；深基坑；圍護結構；測斜管；鋼筋計；土壓力計

　　鑒于深基坑的復雜性和不確定性，理論計算還難以全面準確地反映工程進行中的各種變化，故在理論分析指導下有目的地進行工程監(jiān)測十分必要。利用其反饋的信息和數(shù)據(jù)，一方面可及時采取技術措施防止發(fā)生重大工程事故，另一方面亦可為完善計算理論提供依據(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，基坑標準段寬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。標準段結構形式為鋼筋混凝土雙層雙跨結構。

　　車站主體圍護結構采用鉆孔灌注樁，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預應力，第二、三道支撐間距2.8～3.5m，分別施加600kN及350kN預應力。

　　2、監(jiān)測項目

　　基坑開挖過程中，圍護結構位移、內(nèi)力、支撐軸力等都有變化，采用多項監(jiān)測手段，其結果可以互相驗證。監(jiān)測項目及方法見表1.監(jiān)測頻率為：基坑開挖過程中每天一次，主體結構施工時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儀和銦合金水準尺。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。而且測量控制點要安全，其位置不要設在變形、位移區(qū)內(nèi)。

　　3.2 圍護結構、被圍護土體的側(cè)向位移

　　圍護結構和被圍護土體的側(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結構內(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

　�。�1）圍護樁內(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)的測斜管就在預定的測斜管埋設位置鉆孔。根據(jù)基坑的開挖總深度，確定測斜管孔深。即假定基底標高以下某一位置處圍護結構后的土體側(cè)向位移為零，并以此作為側(cè)向位移的基準。

　�。�2）安裝測斜管時，隨時檢查其內(nèi)部的一對導槽，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)，沿導槽上下滑行一遍，以檢查導槽是否暢通無阻，滾輪是否有滑出導槽的現(xiàn)象。由于測斜儀的探頭十分昂貴，在未確認測斜管導槽暢通時，不允許放入探頭。

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

　　3.2.2 操作要點

　�。�1）連接探頭和測讀儀。當連接測讀儀的電纜和探頭時，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)。當測斜儀電壓不足時必須立即充電，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槽全長每隔0.5m測讀一次。為提高測量結果的可靠度，每一測量步驟中均需一定的時間延遲，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）。若對測量結果有懷疑可重測，重測的結果將覆蓋相應的數(shù)據(jù)。

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

　　3.3 圍護結構的內(nèi)力、支撐軸力測量

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

　　3.3.1 鋼筋計的安裝

　　圍護樁內(nèi)的鋼筋計焊接在鋼筋籠主筋上，當作主筋的一段，焊接的面積不應少于鋼筋的有效面積。在焊接鋼筋計時，為避免熱傳導使鋼筋計零漂增加，需采取冷卻措施，可用濕毛巾或流水冷卻。鋼支撐的鋼筋計是焊接在端頭附近，兩側(cè)對稱各布置一個。

　　3.3.2 鋼筋計的原理振弦式鋼筋計的工作原理是：當鋼筋計受軸力時，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，換算而得混凝土結構或鋼支撐所受的力。

　　3.3.3 鋼筋計操作要點

　　（1）做好鋼筋計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的編號，做到一一對應；

　�。�3）鋼筋計焊接必須保證質(zhì)量；

　�。�4）鋼筋計安裝好后，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，同時用溫度計測量氣溫，考慮溫度補償。

　　3.4 圍護結構側(cè)土壓力

　　3.4.1 根據(jù)實際操作經(jīng)驗，土壓力計綁扎在圍護結構的鋼筋上，成功的把握不是很大，因為在澆混凝土時，難以保證混凝土不包裹土壓力計。最好的安裝方法還是在圍護結構的外面鉆孔埋設土壓力計，并在孔中注入與土體性質(zhì)基本一致的物質(zhì)，填實空隙。

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

　　4、信息化管理

　　針對本工程監(jiān)測的特點，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、結構力學、鋼筋混凝土結構、計算機等方面的知識。組長負責工程監(jiān)測計劃、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，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常并預警，預測基坑及結構的穩(wěn)定性和安全性，提出工序施工的調(diào)整意見及應采取的安全措施，保證整個工程安全、可靠推進。

　�。�2）通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的搜集為基坑支護的動態(tài)設計提供了充分的依據(jù)，從而優(yōu)化設計，使主體結構設計達到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟合理、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日主體結構封頂，整個施工過程中各項的監(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)。