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摘 要：通过海青线跨脐济客专特大桥所采用的基坑动态监测手段，介绍了测斜仪、钢筋计、土压力计等仪器在深基坑开挖监测中的安装使用方法。
关键词：动态监测;基坑;围护结构;
中图分类号：F532.3 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-11-00-01
深基坑基础施工过程中加强工程监测十分重要。利用监测的信息和数据，不仅可以及时采取技术措施防止发生重大事故发生，而且还能够为完善计算理论提供依据。
一、工程概况
海青铁路跨胶济客专特大桥上跨既有胶济客运专线，跨越处路肩宽度12.8m，双线电气化，路基高度约3m。111#、112#墩位于既有胶济客专铁路两侧，为了减少上跨施工对铁路运输的影响，保证胶济客运专线行车安全，需对承台基坑开挖过程中进行动态监测。
二、监测方式与方法
围护结构位移、内力、支撑轴力等变化情况，基坑开挖过程中，每天一次监测一次，主体结构施工时3天监测一次，采用多项监测手段，结果互相验证。
（一）地面沉降、桩顶水平位移
沉降观测使用仪器是精密水准仪和铟合金水准尺，对基坑周围（1～1.5倍基坑深度）地表及建筑物地面沉降用水准仪进行监测，桩顶水平位移使用全站仪进行监测，要使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。而且测量控制点要安全，其位置不要设在变形、位移区内。
（二）围护结构、被围护土体的侧向位移
围护结构和被围护土体的侧向位移监测使用的仪器是测斜仪。本工程采用加拿大RockTest公司制造的测斜仪，精度0.5mm;测斜管采用Φ70高精度PVC专用测斜管，单位测量深度为0.5m。
1、测斜管的埋设。（1）围护桩内的测斜管在吊放钢筋笼之前绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入桩孔内;土体内的测斜管就在预定的测斜管埋设位置钻孔。根据基坑的开挖总深度，确定测斜管孔深。即假定基底标高以下某一位置处围护结构后的土体侧向位移为零，并以此作为侧向位移的基准。（2）安装测斜管时，随时检查其内部的一对导槽，使其始终分别与坑壁走向垂直或平行。测斜管顶部和底部都要安装盖子封闭，防止砂浆、泥浆及其他杂物入内。（3）测斜管固定完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净， 沿导槽上下滑行一遍， ，滚轮是否有滑出导槽的现象，导槽是否畅通，在确认测斜管导槽畅通时，将探头模型放入测斜管内。（4）现场测量前按孔位布置图编制完整的钻孔列表，以便与测量结果对应。在测量测斜管管口坐标及高程时，要做出醒目标志，并保护好管口。
2、操作要点。（1）当连接测读仪的电缆和探头时，要检查密封装置、电池充电情况（电压）及仪器是否能正常读数。（2）将探头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底以上0.5m处。不要把探头降到套管的底部，以免损伤探头。测量自下而上地沿导槽全长每隔0.5m测读一次。为提高测量结果的可靠度，每一测量步骤中均需一定的时间延迟，以确保读数系统与环境温度及其他条件平稳（稳定的特征是读数不再变化）。（3）测量完毕后，将探头旋转180°，插入同一对导槽，按以上方法重复测量，前后两次测量时的各测点应在同一位置上，两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10%，且符号相反，否则应重测本组数据。
（三）围护结构的内力、支撑轴力测量
此两项的监测选用国产GJJ型振弦式钢筋计和DKY—51—2型振弦读数仪。
1、钢筋计的安装。围护桩内的钢筋计焊接在钢筋笼主筋上，当作主筋的一段，焊接的面积不应少于钢筋的有效面积。在焊接钢筋计时，为避免热传导使钢筋计零漂增加，需采取冷却措施，可用湿毛巾或流水冷却。钢支撑的钢筋计是焊接在端头附近，两侧对称各布置一个。
2、钢筋计的原理。振弦式钢筋计的工作原理是：当钢筋计受轴力时，引起弹性钢弦的张拉变化，改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出钢筋所受作用力的大小，换算而得混凝土结构或钢支撑所受的力。
3、钢筋计操作要点。一是做好钢筋计传感部分和信号线的防水处理;二是仪器安装前必须做好信号线与钢筋计的编号，做到逐一对应;三是钢筋计焊接必须保证质量;四是钢筋计安装好后，浇混凝土前测一次初值，基坑开挖前测一次初值;五是测数时，同时用温度计测量气温，考虑温度补偿。
（四）围护结构侧土压力
1、土压力计的安装。围护结构侧土体压力采用土压力计进行监测，习惯做法是将土压力计绑扎于钢筋上，接触面紧贴土体一侧。但在浇混凝土时，难以保证混凝土不包裹土压力计。最好的安装方法还是在围护结构的外面钻孔埋设土压力计，并在孔中注入与土体性质基本一致的物质，填实空隙。
2、土压力计的工作原理。土压力计使用双膜钢弦式。工作原理跟钢筋计基本相同，其接触面对变化不大的土压力较为敏感，受力时引起钢弦振动或应变片变形，弦的自振频率也发生变化。利用脉冲激励，使钢弦起振，并接收其频率。按事先标定的“压力-频率”关系曲线，即得出作用在土压力计上的压力值。
三、信息化管理
針对本工程监测的特点，成立了由4人组成的专业监测小组，其中组长具备测量、土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、计算机等方面的知识，负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。
施工监测过程中，在可行、可靠的原则下收集、整理各种资料，各监测项目的监测值不能超过根据设计要求和经验确定的管理基准值，除此之外，还会同有关结构工程人员按照信息化施工程序，对各项监测资料进行科学计算、分析和比对。从而做到及时发现施工过程中的异常并预警， 减少施工的盲目性，预测基坑及结构的稳定性和安全性，提出施工的调整意见及应采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠推进。其次通过监测数据的搜集为基坑支护的动态设计提供了充分的依据，从而优化设计，使主体结构达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
关键词：动态监测;基坑;围护结构;
中图分类号：F532.3 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-11-00-01
深基坑基础施工过程中加强工程监测十分重要。利用监测的信息和数据，不仅可以及时采取技术措施防止发生重大事故发生，而且还能够为完善计算理论提供依据。
一、工程概况
海青铁路跨胶济客专特大桥上跨既有胶济客运专线，跨越处路肩宽度12.8m，双线电气化，路基高度约3m。111#、112#墩位于既有胶济客专铁路两侧，为了减少上跨施工对铁路运输的影响，保证胶济客运专线行车安全，需对承台基坑开挖过程中进行动态监测。
二、监测方式与方法
围护结构位移、内力、支撑轴力等变化情况，基坑开挖过程中，每天一次监测一次，主体结构施工时3天监测一次，采用多项监测手段，结果互相验证。
（一）地面沉降、桩顶水平位移
沉降观测使用仪器是精密水准仪和铟合金水准尺，对基坑周围（1～1.5倍基坑深度）地表及建筑物地面沉降用水准仪进行监测，桩顶水平位移使用全站仪进行监测，要使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。而且测量控制点要安全，其位置不要设在变形、位移区内。
（二）围护结构、被围护土体的侧向位移
围护结构和被围护土体的侧向位移监测使用的仪器是测斜仪。本工程采用加拿大RockTest公司制造的测斜仪，精度0.5mm;测斜管采用Φ70高精度PVC专用测斜管，单位测量深度为0.5m。
1、测斜管的埋设。（1）围护桩内的测斜管在吊放钢筋笼之前绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入桩孔内;土体内的测斜管就在预定的测斜管埋设位置钻孔。根据基坑的开挖总深度，确定测斜管孔深。即假定基底标高以下某一位置处围护结构后的土体侧向位移为零，并以此作为侧向位移的基准。（2）安装测斜管时，随时检查其内部的一对导槽，使其始终分别与坑壁走向垂直或平行。测斜管顶部和底部都要安装盖子封闭，防止砂浆、泥浆及其他杂物入内。（3）测斜管固定完毕后，用清水将测斜管内冲洗干净， 沿导槽上下滑行一遍， ，滚轮是否有滑出导槽的现象，导槽是否畅通，在确认测斜管导槽畅通时，将探头模型放入测斜管内。（4）现场测量前按孔位布置图编制完整的钻孔列表，以便与测量结果对应。在测量测斜管管口坐标及高程时，要做出醒目标志，并保护好管口。
2、操作要点。（1）当连接测读仪的电缆和探头时，要检查密封装置、电池充电情况（电压）及仪器是否能正常读数。（2）将探头插入测斜管，使滚轮卡在导槽上，缓慢下至孔底以上0.5m处。不要把探头降到套管的底部，以免损伤探头。测量自下而上地沿导槽全长每隔0.5m测读一次。为提高测量结果的可靠度，每一测量步骤中均需一定的时间延迟，以确保读数系统与环境温度及其他条件平稳（稳定的特征是读数不再变化）。（3）测量完毕后，将探头旋转180°，插入同一对导槽，按以上方法重复测量，前后两次测量时的各测点应在同一位置上，两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10%，且符号相反，否则应重测本组数据。
（三）围护结构的内力、支撑轴力测量
此两项的监测选用国产GJJ型振弦式钢筋计和DKY—51—2型振弦读数仪。
1、钢筋计的安装。围护桩内的钢筋计焊接在钢筋笼主筋上，当作主筋的一段，焊接的面积不应少于钢筋的有效面积。在焊接钢筋计时，为避免热传导使钢筋计零漂增加，需采取冷却措施，可用湿毛巾或流水冷却。钢支撑的钢筋计是焊接在端头附近，两侧对称各布置一个。
2、钢筋计的原理。振弦式钢筋计的工作原理是：当钢筋计受轴力时，引起弹性钢弦的张拉变化，改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出钢筋所受作用力的大小，换算而得混凝土结构或钢支撑所受的力。
3、钢筋计操作要点。一是做好钢筋计传感部分和信号线的防水处理;二是仪器安装前必须做好信号线与钢筋计的编号，做到逐一对应;三是钢筋计焊接必须保证质量;四是钢筋计安装好后，浇混凝土前测一次初值，基坑开挖前测一次初值;五是测数时，同时用温度计测量气温，考虑温度补偿。
（四）围护结构侧土压力
1、土压力计的安装。围护结构侧土体压力采用土压力计进行监测，习惯做法是将土压力计绑扎于钢筋上，接触面紧贴土体一侧。但在浇混凝土时，难以保证混凝土不包裹土压力计。最好的安装方法还是在围护结构的外面钻孔埋设土压力计，并在孔中注入与土体性质基本一致的物质，填实空隙。
2、土压力计的工作原理。土压力计使用双膜钢弦式。工作原理跟钢筋计基本相同，其接触面对变化不大的土压力较为敏感，受力时引起钢弦振动或应变片变形，弦的自振频率也发生变化。利用脉冲激励，使钢弦起振，并接收其频率。按事先标定的“压力-频率”关系曲线，即得出作用在土压力计上的压力值。
三、信息化管理
針对本工程监测的特点，成立了由4人组成的专业监测小组，其中组长具备测量、土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、计算机等方面的知识，负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。
施工监测过程中，在可行、可靠的原则下收集、整理各种资料，各监测项目的监测值不能超过根据设计要求和经验确定的管理基准值，除此之外，还会同有关结构工程人员按照信息化施工程序，对各项监测资料进行科学计算、分析和比对。从而做到及时发现施工过程中的异常并预警， 减少施工的盲目性，预测基坑及结构的稳定性和安全性，提出施工的调整意见及应采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠推进。其次通过监测数据的搜集为基坑支护的动态设计提供了充分的依据，从而优化设计，使主体结构达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。