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全站仪深基坑开挖安全监测与分析.pdf
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第29卷 第2期
重 庆 建 筑 大 学 学 报
Vo1．29 NO．2
2007年 4月
JournalofChongqingJianzhuUniversity
全站仪深基坑开挖安全监测与分析
吴 斌 ， 赵健贽 ， 熊先才
(重庆大学 土木工程学 院，重庆 400045)
摘要：在深基坑开挖过程 中，一项重要 的任务就是对基坑及其周 围影响带 内的地物进行监测，以保证施
工现场 的安全和进 度 的顺 利安排 。在 阐述 开挖 事故 原 因 的基 础 上 ，通过 讨 论 全站 仪 自由设 站 的计 算 方
法 ，并 结合极 坐标测 量 空间坐标 的原 理 ，提 出了应 用时 空 变形过 程 线分 析 变形 趋 势 的预 测 方法 ，这 种 方
法能够 满足基 坑安 全监 测工程 的精 度要 求 ，并且 成本 低 ，速度 快 ，能 够 为现 场 安全 评估 和 方 案设 计提 供
可靠 的数 据基础 。
关键词：深基坑 ；自由设站；变形过程线
中图分类号：P207
文献标识码：A
文章编号：(2007)O2一O078～O4
SafeM onitorandAnalysisofDeepExcavationwithTotalStation
WU Bing，ZHAO Jian—yun，XIONG Xian— cai
(CollegeofCivilEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，P．R．China)
Abstract：Duringtheprocessofdeepexcavation digging，itisanimportanttasktomonitortheexcavationand
affectedbuildingtomakesurethespot'ssafetyandgoonwheelswiththeschedule．Inthisarticlesomecausa—
tionofslipandthecalculationmethodsoffreelysettingstationarefirstdiscussed，andthencombinedwiththe
theoryofpolarcoordinatesaforecastmethod through distortion coursecurveanalysis isputforward．The
methodwithitslow costandspeediness，cansatisfytheprecisionrequirementandprovidethebasedataforsafe
evaluatinganddesigning．
Keywords：deepexcavation；freelysetting station；distortioncoursecurve
随着国家建设 的不断发展 ，高层及大规模建筑物
基坑 的正常施工速度 ；观测数据量大 ，处理速度慢 ，不
越来越多，基坑开挖的深度和规模也越来越大。基坑
利于实时掌握基坑变形情况 ；由于将水平位移监测和
工程是一种临时性工程 ，与地区性岩土性质有关，它的
垂直位移监测分开进行 ，不仅给变形分析带来困难，还
基本特点是 ：一般位于人 口聚集的狭长场地，对位移及
在一定程度上增加了成本 。近
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基坑开挖专项方案
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土石方工程开挖边坡放样方法
(1) 放样前熟悉工程地形图、道路平面图、路线图与施工组织设计及断面图,实地踏勘后沿线路做好首级控制,控制点应选在边坡范围外侧,考虑边坡深挖控制点不能离坡口太远,一般距坡口1～1. 5m 即可,测设线路中线桩断面图,根据设计值计算出每级边坡放样数据,最好内业计算出不同坡面的放样数据图,同时放出开挖坡口桩,放坡口桩时应加放拱面至坡面5cm。考虑中桩点位误差以保证路面宽度不小于设计宽度,坡面不陡于设计陡面,故坡口桩应放宽5cm。在确定坡口开挖边线时,若边桩与相邻边桩纵向地形的坡度基本一致,两坡口桩之间无明显凸地形出现,可根据设计图纸和实测的高程计算出路中桩至坡口的水平距离。坡口桩因高程变化而改变平距,故坡口桩要经过多次修改才可确定。然后在相邻坡口桩之间拉一细线洒上白灰即为坡口开挖边线,此为正常放样。&(2) 坡回桩与坡口桩之间有明显凹凸或中间有深沟路堑、路堤甚至小山等,则应加测局部中桩各边坡口边坡桩,图1 中的点为加测桩。加测的边桩应在地形的变换点上。此为方法之二。&(3) 在高挖地段的边坡都设有几级台阶或落石平台,在同一级平台内坡面桩与坡面桩之间按直线洒白灰,作为坡面开挖边线。坡面桩与坡面桩之间不在同一个平台内,则应测出平台出口的内外桩,用上面的桩点与平台出口的外桩相连。平台出口内桩与下面的桩点相连。此为方法之三。&(4) 坡度尺的应用。根据地形变化,可以自制坡度尺。在两个坡口桩之间拉一条线,然后以线为准,用坡度尺向上或下延伸到地形变换的每一个点上,坡度尺的方向必须垂直坡面。根据桩点和延伸点用白灰洒一条线,注意洒出的开挖线不是直线,用坡度尺也可指导每一级的坡面开挖或填方,一般坡面每挖深纵向20m 用仪器测定每一个坡面桩。这样可检查是否挖到设计坡面,同时也可以掌握坡面平整度。横向坡面可以在坡面桩上下拉一坡度线,一面开挖,一面将线向下延伸。纵向则可以在两坡度线纵向20m 拉一细线,检查坡度平整度或控制超欠挖。这样能使坡面象是用刀按设计的坡度切出的一个完整坡面,使设计美真正成为一种施工中的艺术美。横向拉坡度线,纵向拉坡面线开挖可一次开挖到位,不需第一次预挖,第二次修坡。此为方法之四。4 　实例&&& 从图1 看出按实际地形加测了各变换点后,边坡开挖与设计保持一致,以坡口开挖线到每一层平台形成一个完整的坡度切面。不加测各变换点,坡口桩与坡口桩之间直线开挖则不能与坡度设计图保持一致。若边坡的设计坡度不同时,同样应测出不同坡度的变换点即开挖边线,不同坡度段采用缓和接法,做到施工段的边坡直曲线段顺畅这一原则。5 　结论&&& 作者根据不同的地形选择不同的放样方法,开挖的边坡外观完美顺畅,没有出现超挖欠挖等现象。边坡的开挖作为甲方的样板评为优良,受到甲方指挥部和政府职能部门的称赞。以上方法的选用适合所有土石方工程边坡开挖或填方放样工作。
平面高程双转点法
在施工测量过程中,对施工现场测量控制点的保存是一件相当头痛的事,常规的测站点要考虑到架设仪器的位置,点位的保存,特别开挖过程中的公路,遂洞,水电工程中的地下厂房,交通洞………等,哪就有点难了,当然常规是用支导线点引进施工现场,这些点位都必须要考虑到架设仪器的位置,在施工现场………如何保护点位等等。还有是测量过程中的错误杜绝,测量精度等……….。由于近年来测绘仪器的发展,全站仪的普及运用,这里介绍一种方法对一般导线点的缺陷避免有着积极的防患作用的方法,由于布点形势像(长江委综勘局常用于航测综合法的一种经纬仪、平板仪高程导线布设方法)双转点法。就以”平面双转点法”命名吧。布点形势如图:
具体作法:1. 从已知点设站时,往前方测时一次发出两个觇点1和2,距离近,大多用小棱杆带小棱镜把(前觇点)控制点位放在公路两边不易被破坏的位置,在隧道中可以放在洞的边壁墙牢固的地方,也可以边壁墙上的锚钉桩等等,反正施工中不容易损坏的位置,不需要考虑仪器架设条件,分别用直接测坐标的方法观测前视两觇点,将其观测数据存入全站仪内存。如图:
2. 仪器迁站到下一位置可以任意放到理想的地方架设。只需和二至三点通视即可,用全站仪中的后方交会法(该功能一般全站仪都有)观测两点求得本测站,3.的平面坐标和高程(此时的量得仪器高可得地面高程,不减仪器高为视线高)。又将其测得数据存入全站仪内存。
重复1。的操作得4。和5的数据, 重复2。 的操作得6的数据……。依此类推……。
优点:1.控制点可测放位置增加了,增强了保存的可能性。2.测站(仪器)架设是任意的,架设仪器速度加快(不必要对中),减少了仪器对中误差,只要能和两点以上的控制点通视。3. 精度问题不必担心平面:(1) 一般全站仪精度是3+2的精度,测角精度为最小读数1秒。(2) 仪器内部计算,不存在输入错误的可能。(3) 全站仪计算在测距边能保证的条件下是三边加一角,有多余观测一个,比支(引点)导线增加了一个检查条件。(4) 减少了仪器的对中和对中误差。高程:(1) 用两点计算比常规支(引点)导线增加了一个点检查错误。(2) 不必量测仪器高,直接是视线高,减少了量仪器高的错误和仪器高与地面的不垂直引起的误差……。
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高速公路路堑高边坡施工质量控制
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工负责质量控制目标的具体组织实施．对施工项目质量负责。
各管理职能部门及人员对各自的质量职能工作负责。同时项
目部需制定一系列的质量保证措施．包括工程质量责任制度、工程质量教育制度、工程质量周例会制度、工程质量检查制度、工程质量奖惩制度。项目经理、书记与班子副职、部门负责
人、班组长与劳务工人等层层签订工程质量责任书，落实工程质量责任制，明确各岗位、各人员的质量职责。通过举行岗前
培训及施工过程中的质量教育培训提高参建人员的质量意
识。每周周例会对工程施工中存在的质量问题进行通报，责令
限期整改。每月末由项目经理带队对路堑高边坡进行全面检
查．检查必须有记录、有照片、有通报、有验证，对于多次出现质量问题的施工队伍采取限期整改、罚款、清除出场等管控措施。
３确保边坡的稳定性是质量控制要点
由于高速公路边坡稳定性状况严重影响高速公路运营阶段的安全．因此边坡的稳定性是路堑高边坡质量控制要点。路堑高边坡是否稳定，影响因素很多，但最主要是边坡坡度大小．同时也与气候及地质条件有关。因此边坡应严格按设计坡度施工。遇到土质情况与设计资料不符。必须向驻地监理工程师和建设单位提出修改设计的书面意见，以保证路堑边坡的稳定。路堑开挖过程中．经常会遇到土质或土石比例的变化，为保证边坡稳定，可向监理、业主及设计单位提出工程变更，
调整边坡坡度。
在施工工艺方面．土质高路堑边坡开挖自上而下进行，开
挖坡面一次性成形，且开挖一级防护一级。对于设有锚固工程
的高边坡工程开挖．严格按照从上至下的开挖施工顺序逐级开挖．待上级边坡锚固工程全部实施并产生加固作用后进行下级边坡的土石方开挖作业．逐级开挖，逐级加固。直至全部
防护工程结束．防止边坡失稳产生滑坡坍塌等高边坡灾害．严禁掏洞取土。严禁采用爆破施工。对于石质路堑边坡开挖，为
保证边坡稳定和平顺．石质边坡采用光面爆破或预裂爆破方
法施工以降低爆破对边坡稳定性的影响。光面爆破开挖自拉槽的两端中部首先起爆．形成数个临空面．然后采用深孔梯段
爆破．向拉槽中部推进．拉槽施工必须采用竖孔爆破方式，严
禁采用平孔爆破的方式施工。爆破后为了确保边坡稳定性，边坡上的松石、危石要清除。
另一方面施工过程中需要定时对高边坡进行变形监控量
测，设置边坡稳定的观测点，发现失稳迹象应及时采取措施。在边坡项面、四周布置观测点．定期进行监控量测，取得各种
观测数据并绘制各种沉降量曲线．水平位移曲线．坡体深层侧向位移曲线，通过对监测数据和所绘图表的综合分析。对该边坡整体稳定性给予评价。
４如何控制高边坡的线形是另一个质量控制募占
路堑高边坡地形复杂，高差大，边坡高，工程量大，施工放
样和过程测量直接关系到施工质量和施工成本。施工生产实
践中由于施工放样和过程测量不准确，导致路堑开挖宽度不够、边坡过陡，需要返工；或超宽开挖造成巨大浪费，不但影响
了工程质量和环境条件。而且增加了施工成本，拖延了施工进度，这类现象在山区深挖路堑施工中并不少见。
路堑开挖前。根舞设计横断面的路基宽度、边坡坡率、台阶宽度，精确计算路堑堑顶的开挖线，采用全站仅放样，定出
开挖线的具体桩位。对于路堑高边坡施工。除确保路基的中桩、边桩等标志桩准确无误外。为便于施工过程中进行测量控
制和掌握工程量，还应加密中桩、边桩和增设临时水准点。边
桩放样时硌须保证垂直中线．否则将引起较大的施工及工程
量误差。开挖面高度每３４ｍ在挖掘机作业高度范围内对开
挖坡面进行一次修整，按设计坡率、线形，采用机械进行，同时
采用全站仪对已开挖边坡进行一次复核．以确保开挖坡面不欠挖不超挖，方可继续施工。现场施工技术人员配备坡比架、卷尺等随时对开挖边坡进行检查，以指导机械操作员。在机械能够施工的时候及时刷坡，清理废弃松散的土石渣，避免超挖
５及时进行高边坡的防护捧水施工是确保边坡稳定性的必要措施
路堑高边坡特别是软岩软土边坡开挖后丛须立即支护并及时实施排水措施。高边坡防护方案一般有拱形骨架植草皮护坡、三维网喷播植草防护、六棱块植草防护、荣砌片石护坡、护面墙，边坡地质情况差的采用挂网喷射混凝土、预应力锚杆及锚索、抗滑桩等防护措施。在高速公蓐高边坡工程的施工
中．应加强现场核对和地质状况调查工作，施工时先进行试验
段施工，经过一段时间的自然沉降及雨水作用，如果发现边坡有裂缝、滑坡、坍塌的现象出现，可向监理、业主夏设计单位提出防护工程变更。要求设计单位根椐实际情况修改完善设计。开挖后要及时防护．应开挖一级防护一级．若为预应力锚杆或锚索防护。则上一级预应力锚杆（索）必须张拉后才能开挖下一级。地表截排水沟在路堑边坡土石方开挖施工前施５－，减少地表水对坡面冲刷和入渗坡体的作用和影响．平台排水沟排水坡率与线路纵坡相同．平台排水沟两铡出口与截择水沟连接．确保地表水不渗入边坡内。
路堑高边坡施工．必须严格按照设计图纸、现行规范要求施工，以施工方案和技术交底为指导，及时进行路堑高边坡防护排水配套工程施工，使路堑高边坡施工质量达到设计要求。
【ｌ】胡小华．高边坡硌堑施工阴．公路工程，２０１２（０２）．
【２ｌ交通部．路基施工技术规范Ｊ他Ｆ１０－２００６．
【３】廖小平．路堑边坡工程理论与实践．中国铁道出版社，２０１ｌ，３．【４】刘荣平．高速公路高边坡整治工程施工质量及安全措施．山西建筑
２０１２．４．
收稿日期：２０１３―５―１９
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