對建築邊坡工程進行監測,通過相應手段獲取邊坡(pō)坡體變化的定量數據,可用來評價邊坡的穩定性和滑坡的變形(xíng)趨勢,並可用來判斷(duàn)是否達到邊坡發生災害的預警值,把邊坡失穩破(pò)壞發現於未發生或僅處於萌芽狀態,以(yǐ)便及早預(yù)防與整(zhěng)治,達到事半功倍的良(liáng)好效果。
邊坡監測
(1)建築邊坡 :在(zài)建築場地及其周邊,由於(yú)建築工程和市政工(gōng)程開挖或填築施工所形成的人工(gōng)邊坡和對建(構)築物安全或穩定有不利影響的自(zì)然邊坡。
邊坡示例圖
(2)邊坡支護:為保證邊坡(pō)穩定及其環境的(de)安全,對邊坡采取的結構性支擋、加固與防護行為。
邊坡支(zhī)護(hù)示例
(3)邊坡環境:邊坡影響(xiǎng)範圍內或影響邊坡安全的岩土體、水係、建(構)築物、道路及管網等的統(tǒng)稱。
(4)基準點:為進行變形測量而布設的穩定的易於長期保存(cún)的測量點。根(gēn)據測量類型的不同,又分為水平(píng)位移基準點和豎向位移基準點。
(5)工作(zuò)基點:為便於現場變形觀測作業而布設(shè)的相對穩定的測量點。根據測量類型的不同,又分為水平位移工作基(jī)點和豎向位移工作基點。
(6)監(jiān)測點 :設置在邊坡體、支護結構及周邊環境的監測對象上反映其力學或變形特征的觀測點。
(7)預警值:在變形允許範圍(wéi)內,根據監測(cè)體的變形敏感程度,以允許值的一定比例計算的或直接給定的警示值。
(1)監測對象(xiàng):監測對象包括邊坡(pō)土體、邊(biān)坡支護結構、邊坡環境(jìng)。
(2)邊坡監測應考慮的因素:邊坡的工(gōng)程地質條件、設(shè)計方案、施工條件等的不同,決定著邊坡的破壞模式、受力特點的不同,因此邊(biān)坡監測前(qián),應充(chōng)分掌握相關資料(liào),結合邊坡的結構類型及受力特點,將監測點設(shè)置在能反(fǎn)映邊坡變形的特征(zhēng)點上。建築邊(biān)坡工程監測應綜合考(kǎo)慮建設場地的岩土工程條件、設(shè)計方(fāng)案、周邊環境(jìng)及施工(gōng)條件等因素。
(3)監測項目:邊坡塌滑區有重要建(構)築物的一級邊坡工程施(shī)工時必(bì)須對坡頂水平位移、垂直位(wèi)移、地表裂(liè)縫和坡頂建(構)築物變形進(jìn)行監測。邊坡(pō)工程應由設計單位提出監測項目和要求,由(yóu)建設(shè)單位委托具備資質的第三方監(jiān)測單位編製(zhì)監測(cè)方案並實施。
(4)邊坡監測期(qī):邊坡工程(chéng)安全等級為一級、二級的邊坡竣工後實施的運行監測期限不應少(shǎo)於2年。
(5)監(jiān)測方案:邊坡工程(chéng)的監測方案應包括下列內容:
1、工程概況;
2、場地工程地質、水文地質條件及基坑周邊環境狀況(kuàng);
3、監(jiān)測目的和監(jiān)測依(yī)據(jù)、監測範圍、對象及項目;
4、監測方法(fǎ)和精度等級;
5、基準點、工作基點、監(jiān)測點的布(bù)設要求及測點布置圖;
6、監測人員配備和使用的主要儀器設(shè)備(bèi);
7、監測期限(xiàn)和監測頻率;
8、監測數據(jù)處(chù)理(lǐ)、分析(xī)與信息反饋;
9、監測(cè)預警、異常及危險狀況下的監測措施;
10、監測成果報告的主要(yào)內容。
邊坡工程監測項目應按監測方案進行,必(bì)要時應根據設計要求(qiú)、邊坡環境及施工進程等(děng)因素進(jìn)行動(dòng)態調(diào)整;應針對監測對(duì)象的關鍵部位進行重點觀測;各監測項目的選擇應利於形成互為補充、驗證的監測體係。
監測項目 | 測點布設位置 | 邊坡工程安(ān)全等級 | ||
一級 | 二(èr)級 | 三級 | ||
坡頂水平位移和沉降 | 支護結構頂部或預估支護結構變形最(zuì)大處 | 應測(cè) | 應測 | 應測(cè) |
地表裂縫 | 坡頂背後1.0H(岩質)~1.5H(土質)範圍內 | 應測 | 應測(cè) | 選測 |
坡頂建(構)築物變形(xíng) | 邊坡坡(pō)頂建(構(gòu))築物(wù)基礎、牆麵和整體傾(qīng)斜 | 應測 | 應(yīng)測 | 選測(cè) |
降雨、洪(hóng)水與時間關係 | — | 應(yīng)測(cè) | 應測 | 選測 |
錨杆(gǎn)(索)拉力 | 外錨頭或錨杆主筋(jīn) | 應測 | 選測(cè) | 可不測 |
支護結構(gòu)變形 | 主要受力構件 | 應(yīng)測 | 選測 | 可不測 |
支護結構應力 | 應力(lì)最大(dà)處 | 選測 | 選測 | 可不測 |
地下水、滲水與降水關係 | 出水點 | 應測 | 選測 | 可不測 |
邊坡工程監測期內,應定期由專人進行巡視檢查。邊坡工程巡視檢查宜包括(kuò)支護結構各構件有無新增裂縫出現(xiàn);坡麵有無新增裂縫出現、坡(pō)麵風化情況;坡角風化情況、坡底有無墜石情況;坡肩、坡頂表麵有無新增裂縫出現;坡頂建築有無新增裂縫出現;周邊環境土體(tǐ)有無沉陷、裂縫及滑移現象;各監測元件是否完(wán)好以及保護情況等。
測(cè)點的位置應盡可能地反映監測對象(xiàng)的實際受力(lì)、變形狀(zhuàng)態,以保證對監測對象的狀況作出準確的判斷。在監測對象內力和變形變化大的代(dài)表性部位及周(zhōu)邊環境重點監測部位,監測點應適當加密,以便更加準確地反映(yìng)監測對象的受力和變形特征。
邊(biān)坡岩土體及周邊環(huán)境各監測項目的監(jiān)測點,應在邊坡工程施工前布設,但應考慮邊坡工程施工可能對(duì)其造成的影響,並做好防護措施;支護結構各監測項目的監測點,宜隨施工進度實時布設。
邊坡及周邊(biān)環境是一個係統,相互之間(jiān)有著內在的必然聯係,把同(tóng)一監控區域的不同監測項目盡可能地布置在同一監測斷麵上,有(yǒu)利於(yú)監(jiān)測數據的相互印證(zhèng)以及對變(biàn)化趨(qū)勢的準確(què)分析、判斷。不同監測(cè)項目的監測點(diǎn)宜布(bù)置在同一監測斷麵上。
(1)支護結構的監測
1、邊坡工程檢測(cè)項目主要分為(wéi)位移監測和應力監測。一級邊坡位移監測點的水平間距不宜大於35m,二級邊坡位移監測點的水平間距不宜大於50m,三級邊坡位移監測點的水平間(jiān)距不宜大(dà)於65m。每段邊坡監測點數(shù)目(mù)不宜少(shǎo)於3個。水平和豎向位移(yí)監測點宜(yí)為(wéi)共用點(diǎn),監測點宜設置在坡麵中上(shàng)部和坡肩(jiān)上。應力監測點布設位置、間距應根據設計要求、支護結構(gòu)受(shòu)力特征、地質條件和邊坡(pō)工程安全等級綜合確定,且應力監測點與位移(yí)監(jiān)測點宜布設在同一斷麵。
邊坡監測布點示意圖
2、邊坡工程的(de)深層水平位移測點應符合下列規定:
a.監測樁身(shēn)深層水平位移時,單位工程監測點數量不宜少於3個,測斜(xié)管宜(yí)埋設在樁身混凝土內,管底(dǐ)應(yīng)與樁端齊平,管長不應小於樁長;
b.監測岩(yán)土體深層(céng)水(shuǐ)平位移時,同一分析斷麵上測點數量(liàng)不宜(yí)少於3個,且宜(yí)布設在位移監測斷麵上,測斜管可布設在坡頂(dǐng)後緣1/5H範圍內,管底應嵌入到穩定岩(yán)土層或坡腳標高(gāo)以下不少(shǎo)於5m的土體中;
c.深層(céng)水平(píng)位移監測點埋(mái)設時,測斜管一對導槽的方(fāng)向應(yīng)與所需測量的位移方向保持一致。
3、錨杆(gǎn)(索)軸力監測應選擇在設計計算受力較大且有代表性的位(wèi)置。邊坡每段中部、陽角處和地質條件複雜的區段內宜布置監測點。每(měi)層錨杆的內(nèi)力監(jiān)測點數量應為該層錨杆(gǎn)總數的1%~3%,且每段邊坡不應少於1根。各層監測點(diǎn)位置在豎向上宜保持(chí)一致。每根杆體上的(de)測試點宜設置在錨頭附近和受力(lì)代表性的位置(為了分(fèn)析不同工況下錨(máo)杆軸力的變化情況,對監測到的錨杆軸力值(zhí)與設計計算值進行比較,各層監測(cè)點(diǎn)位置在(zài)豎向上宜保持一致。錨頭附(fù)近位置錨(máo)杆拉力大,當用錨(máo)杆測力計(jì)時,測試點宜設置(zhì)在錨頭(tóu)附近。)。
4、邊坡(pō)地表及支護結構裂縫監測(cè)點應布設在(zài)有代表性的部位,當原有裂縫增大或出現新裂(liè)縫時,應視開裂情(qíng)況(kuàng)及時增設監測點。裂縫監測點宜設置在(zài)裂縫的最寬處及裂縫末端,監測內(nèi)容包括裂(liè)縫的長度、寬度和分布形態。
(2) 周邊環境
1、周邊建(構(gòu))築沉降監測點的(de)布置應符合下列規定:
a.建築四(sì)角、沿外牆每隔10m~15m處或每隔2根~3根(gēn)柱的柱基或柱子上,且每側外牆不應少於3個監測點;
b.不同地基或基礎分界(jiè)處;
c.變形縫(féng)、抗震縫或嚴重開裂處的兩側;
d.新、舊建築或(huò)高低建築交接處的兩側;
e.高聳構築物基礎軸線的對稱部位,每一構築物不應少(shǎo)於4點。
為了反映建築沉降的(de)特征和便於分析,監測點應布置在四角(jiǎo)、拐角等(děng)特征點上,還(hái)應注意豎向位移差異較大的地(dì)方,如沉降縫、不同結(jié)構交接處等的兩(liǎng)側。
2、周邊建(構)築物水平位移監測點的布置應符合下(xià)列規定:
a.靠近邊(biān)坡(pō)一側的外牆牆角、外牆中間部位;
b.靠近邊坡一側的伸縮縫、沉降縫、嚴(yán)重開裂處的兩側;
c.其他(tā)部位監(jiān)測點布置可視工程實際情況按《建築變(biàn)形測量規範(fàn)》JGJ8的(de)要求確定。
3、周邊建(構)築物(wù)傾(qīng)斜監測點的布置應符合下列規定:
a.監測點宜布置在建築角點、變形縫兩側的承重柱或牆上;
b.監測點應沿主(zhǔ)體頂部、底部上下對應布設,上、下監測點應布置在同一豎直線上。
4、周邊建(構(gòu))築物裂縫、地(dì)表裂縫監測點應選擇有代表性的裂縫進行布置,當原有裂縫增大或出(chū)現新裂縫(féng)時,應及時增設監(jiān)測點(diǎn)。對需要觀測的裂縫,每條裂縫的監測點應至少設2個,且宜設(shè)置在裂縫的最寬處及裂縫末端(duān)。
裂縫監測(cè)應選擇有(yǒu)代表性的裂(liè)縫進行觀測(cè)。每條需要觀測的裂(liè)縫應至少設2個監測點,每個監(jiān)測點設一組觀測標誌,每組觀測標誌可使用兩個對應的標誌分別設在(zài)裂縫的兩側(cè)。裂縫寬度觀(guān)測可采用電阻式裂縫計、遊標卡尺量(liàng)測、已知目標尺寸的(de)高清圖(tú)像像素推算等方(fāng)法。
5、周(zhōu)邊管線監測點的布置應符合下列規定:
a.應根據管線的修建年份、類型、材質、尺寸、接口形式及現狀等情況,綜合(hé)確定監(jiān)測點布(bù)置和埋設方法(fǎ),應(yīng)對重要的、距離坡肩近的(de)、抗(kàng)變形能力差的管(guǎn)線進行(háng)重點監測;
b.監測點宜布置在管線的(de)節點、轉折點、變坡點、變徑點等特征點和變形曲率較大的部(bù)位,監測點水平間距宜為15m~25m,且每節管(guǎn)線不應(yīng)少於2點。
c.供水、煤氣、供熱等(děng)壓力(lì)管線宜設置直(zhí)接監測點(diǎn),也可(kě)利用窖井、閥門、抽氣口以及檢查井等管線設備(bèi)作為監測點,在無法埋設(shè)直接監測(cè)點的部(bù)位,可設置間接監測點。
管線的監測(cè)分為直接法(fǎ)和 間接法。所謂直接法(fǎ)就(jiù)是采用抱箍、套管等輔助裝置與管(guǎn)線剛性連接,易於觀測的抱箍、套管等輔助裝置的變位即是管線的變位;所謂間接法就是不直接觀測(cè)管線本身,而是通過觀測管線周邊的土體,分析管(guǎn)線的變形。
6、邊坡開挖(wā)過程中的爆破振動監測點布設(shè)應符合下列規定:
a.監測點應主要布設在距爆破中心較近的支護結構、建(構)築物及管(guǎn)線上;
b.支護結構監測點宜布(bù)設在其底部及頂部,監測點數量不宜少(shǎo)於2個;
c.建(構)築物監測點宜布設(shè)在基礎上,每棟建(構)築物監測(cè)點數量不宜少於3個;
d.管(guǎn)線監測點宜直接(jiē)布設在管線結(jié)構上,監測點數量不宜少於2個。
監測方法的選擇應根(gēn)據地質、地形(xíng)條件、支護結構類型和方法適用性等(děng)因素綜合確定,監(jiān)測方法應(yīng)合(hé)理(lǐ)易(yì)行。儀器監測可(kě)采用現場人工監測或自動化實時監測。
(1)基(jī)準點(diǎn)與(yǔ)工作(zuò)基點
邊坡工程監(jiān)測網的基準點、工作基點布設應符(fú)合(hé)下(xià)列(liè)規定:
a.監測網宜按基準點、工作(zuò)基點(diǎn)以及變(biàn)形監測點(diǎn)三級布設;對於通視條件較好的中小型工(gōng)程,可(kě)按(àn)兩級布設;每個工程的基準點數量不應少於3個。
b.基準點應(yīng)選擇在施工影響(xiǎng)範圍以外不受擾動的位置,基準點應穩定可靠。水平位(wèi)移基準點應采用帶有強製對中裝置(zhì)的觀測墩,對(duì)中誤差不(bú)宜大於±0.1mm;沉降基準點宜采(cǎi)用雙金屬標或鋼(gāng)管標。
c.工作基(jī)點(diǎn)應選在相對穩定和方便使用的位置,在通視條件良好、距離較近的情況下,宜直接將(jiāng)基準(zhǔn)點作為工作基點。工作基點應與基(jī)準點進行組網和聯測。
d.基準點的埋設(shè)方法應符合《建築變形(xíng)測量規(guī)範(fàn)》JGJ 8的相關要求。基(jī)準(zhǔn)點(diǎn)埋設後,應進行不少(shǎo)於三次的獨立觀測,經解(jiě)算表明穩定後方可進行監測(cè)。
(2)水平位移監測
支護(hù)結構及坡(pō)麵水平位移監測可采用極坐標法、交會法、小角法、視準線法(fǎ)等方法(fǎ)。為提高監測效率,有條件時也可采用測量機器人自動觀測法、GNSS法、近(jìn)景攝影測量法、激光掃描(miáo)法(fǎ)等。
水平位移預警值 | 累計(jì)值D(mm) | D≤40 | 40<D≤60 | D>60 |
變化速率vD(mm/d) | vD≤2 | 2<vD≤4 | 4<vD≤6 | vD>6 |
監測(cè)點坐標中誤差(mm) | ≤1.0 | ≤1.5 | ≤2.0 | ≤3.0 |
(3)沉降監測
沉降監測包括支護結構及坡麵、周邊地表(biǎo)、建(構(gòu))築物、管線(xiàn)、道路的沉降位移(yí)觀測(cè)。沉降監測宜采用幾何水準測量、電磁波測距三角高程測量,也可采用靜力水準測量、GNSS測量等方法。
沉降預警值 | 累計值S(mm) | S≤20 | 20<S≤40 | 40<S≤60 | S>60 |
變化速率vS(mm/d) | vS≤2 | 2<vS≤4 | 4<vS≤6 | vS>6 | |
監測點測站高差中誤差(mm) | ≤0.15 | ≤0.5 | ≤1.0 | ≤1.5 |
(4)深層水平(píng)位移監測
深層水平位移監測宜采用(yòng)在抗滑樁或土體中預埋測斜管,通過測斜儀觀測各深度處水平(píng)位移的方法。測斜儀的係統精(jīng)度不宜低於(yú)0.25mm/m,分辨率不宜低於0.02mm/500mm。
(5)傾斜監測
建(構)築(zhù)物傾斜監測方法應根據(jù)現場監測條件和要求,選用投點法(fǎ)、水平角觀測法、前(qián)方交會法、垂準法、傾(qīng)斜儀法和差異沉降法等方法。根據不同的現場觀測條件和要求,當被測建築具有明顯的外部特征點和寬敞的觀測場地時,宜選(xuǎn)用投點(diǎn)法、水平角觀測法(fǎ)、前方交會法等;當被測建築內部有一定的豎向通視條件時,宜選用垂準線法(fǎ);當被測建築具有較大的結構剛度(dù)和基礎剛度時,可選用傾(qīng)斜儀法或差異沉降法。
(6)裂縫監測
裂縫監測(cè)應監測(cè)裂縫的位置、走向、長度和寬度,必要時可監(jiān)測裂縫深度。邊坡工程施工前應記錄監測對象已有裂縫的分布位置和數量,測定其走向(xiàng)、長度、寬度等情況,監測標(biāo)誌應具有可供量測的(de)明晰端麵或中心。
裂縫監測宜采用下列方法:
a.裂縫寬度監測宜在裂縫兩側設置標誌,用千分(fèn)尺、遊標(biāo)卡尺、數字裂縫寬度測量儀等直接(jiē)量測,也可用裂縫計、粘貼安裝千分表量測或攝影量測等;
b.裂縫長度監測宜采(cǎi)用直接量測法。
c.裂縫深度監測宜采用超聲波法、直接鑿出法等。
裂縫寬度量測精度不宜低於0.1mm,裂縫長度測量精度不宜低於1mm。
(7)錨杆軸力監測
錨杆軸力監(jiān)測宜采用專用測力計、鋼筋應力計等元器件(jiàn)進行量測。錨杆專用(yòng)測力(lì)計、鋼筋應力計等元器件的(de)量程宜(yí)為錨杆極(jí)限抗(kàng)拔承(chéng)載力的1.5倍,量測精度不宜低於0.5%F·S,分辨率不宜低於(yú)0.2%F·S。測力(lì)元器件埋(mái)設後應立即對其性能進(jìn)行檢查測試,並取邊坡岩土(tǔ)體開挖前獲得的三次以上穩定測試值的平均值作為初始值。
(8)地下水位控製監測
地下水位監測宜采用鑽孔內設置水位管或設置觀(guān)測井,通過水位計進行量測。地下水位量測精度(dù)不宜低於10mm。潛水水位管直徑不宜小於50mm,飽和軟土等滲透(tòu)性小的土層(céng)水位管直徑不宜小於70mm,濾管(guǎn)長度應滿足量測要求(qiú);承壓水位監測(cè)時被測含水層與其(qí)他含水層之間應采取(qǔ)有效的隔(gé)水措施。
水位監測管的安(ān)裝應符合下列規定:
1、水位監測管的導管段應順直,內壁應光滑無阻(zǔ),接頭應采用外箍接頭(tóu);
2、觀測孔孔底應設置沉澱(diàn)管;
3、觀測孔(kǒng)完成後應進(jìn)行(háng)洗孔,觀測孔內水位應與地層水位保持一致,且連通性良(liáng)好(hǎo)。