静力水准监测技术方法探讨

静力水准监测技术方法探讨
作者：阎秀明；李勇





       目前，城市土地资源的开发利用向着立体型方向发展，高层建筑以及地铁建设对于基坑开挖深度的要求不断加大，从开始的的 5～7m 发展到目前的 20～30m。为了确保基坑开挖、施工期间基坑及邻近建筑物的安全，在基坑施工阶段应采取有效的现场监测手段，对围护结构及基坑周围环境等进行综合监测，从而避免或减轻破坏性的后果。 本文结合 “石家庄市新客站西站房基坑监测项目”东侧靠近既有京广铁路线一侧的监测项目，进行技术方法上的探讨。该项目基坑设计开挖深度为 19 米， 基坑东边缘距京广铁路仅 8米，基坑开挖期间不可避免地会影响到京广铁路路基，作为一个专项监测，本着经济、适用并且确保监测数据准确的原则，此次监测我们采取了常规与动态相结合的方法，经过多方论证，在京广线与基坑之间布设了 11 个静力水准监测点，24 小时不间断地对铁路路基沉降进行监测预警。对每个静力水准点还进行了每天一次的水平位移监测，通过水平位移和沉降两项内容，综合监测京广铁路路基的稳定性，取得了不错的效果。

       该专项监测的具体做法是： 水平位移采用坐标结合基线法；沉降观测采用磁致伸缩式静力水准仪 ，采用动态采集数据的方法。 下面结合具体作业方法及监测数据进行分析探讨。

1 水平位移的监测方法

       在监测工作基点（强制对中墩）1上安置全站仪，精确整平，用工作基点2定向， 并计算出两基线的方位角，然后采用坐标法逐点观测各监测棱镜的坐标，将基线及各点绘制到图上，量算出各监测点到基线的垂直距离作为初始值。 之后，每天进行一次监测点坐标的测量，并量算该垂直距离与初始值比较，获得该点的水平位移量。经过三个月的监测获得水平位移图，真实反映了从基坑开挖到回填整个过程的变化情况，符合岩土工程的力学特征，各监测点于 10 月 9 日开始监测，在随后的 2 个月时间内，随着基坑开挖土方的卸载，基坑边缘土体整体向基坑方向位移，在 12 月初到达设计底部时偏移量达到最大；之后随着基坑的加固回填，监测点的位移量逐渐趋于稳定。各个监测点水平位移变化正常，未发生变化量达到或超过报警值±30mm 的情况。

2 动态监测的方法

       在基坑南部选择了较为稳定的地点，安置了一台静力水准仪作为整个静力水准监测系统的基准点， 为了及时发现该基准点的变化，保证静力水准点的稳定，该基准点纳入整个厂区沉降监测系统，每天按照二等水准要求对其进行水准测量。 与此同时，对布设在既有线西侧的另外 11 个静力水准监测点，用静力水准仪配合 HC-B321 静态数据采集仪进行 24 小时不间断的实时数据的采集工作。 考虑到在火车通过时震动对监测设备的影响，造成监测数据的随机性很大，具体表现为数据的跳跃性波动较大，故在数据统计分析时分为动载与静态两部分进行，动态数据作为参考值，静态数据作为绘制变形曲线图的依据。分析可知， 除2个监测点因受施工影响有较大的异常变化外，其余各点在 12 月初基坑开挖完成后，均逐渐趋于稳定状态，与各点的水平位移情况相符合，从而验证了观测数据的一致性，充分说明了在基坑开挖期间，东侧的京广铁路路基是稳定的，该项目的实施也为今后类似项目的施工提供了监测方法。

3 结束语

       静力水准仪具有测量精度高（可以达到 1/100mm），能够方便地实现自动监测、自动发布预警数据，在小范围的变形体的长期连续监测中可以推广；由于静力水准仪内的液体不可避免地会发生渗漏及蒸发，造成液面的降低，使得数据异常，针对这种情况，应采取适当方法进行补充监测使用在流动性好且不易蒸发的硅油密封液面，防止液体的减少；第对静力水准监测点进行水平位移监测，作为沉降监测的补充措施，防止发生侧向位移，以应对发生意外情况时进行数据分析；静力水准基准点的稳定性关系到整体数据的准确性，在条件允许时尽可能采用其它方法进行检查；对精度较高的监测项目，应浇筑强制对中观测墩，观测墩埋深应超过冻土层深度，达到原状土土体内，从而保证基准点的稳定性。






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