[发明专利]开挖基坑坑底土体隆起的监测方法

说明书

技术领域

本发明属于基坑变形监测技术领域，具体涉及一种开挖基坑坑底土体隆起的监测方法。

背景技术

随着城市建设的高速发展，各类用途的地下空间已在世界各大城市中得到开发和利用，由此产生了大量的基坑工程。基坑工程中由于开挖卸荷，基底土体的应力将发生改变，必然产生一定的隆起变形，隆起变形呈反扣锅底形，在基坑角边处隆起量为最小，基坑中央的隆起量为最大。其隆起变形一般认为主要是由以下几个因素所引起的：（a）土体开挖卸载产生的回弹变形；（b）基底以下部分支护墙体由于土压力的作用向基坑方向变位挤推坑内土体造成的隆起；（c）基坑底部由于软弱层的存在，产生塑性流，形成不可逆的土体变形引起的位移；（d）地下水的浮力及渗流作用导致的土体上抬；（e）开挖过程中周边既有建筑物累积应力二次释放引发的变形。此外，基坑回弹量的大小还与地质条件、卸荷大小、基坑尺寸、暴露时间、挖土顺序及机械设备等诸多因素有关。

隆起破坏的主要特征是坑壁两侧土体发生流动、坑顶下陷、坑底隆起、坑壁坍塌，因此基坑坑底的隆起变形对于基坑稳定性以及工程桩的影响较大，必须对其加以监测，当发现监控数据接近或超过警戒值时，能及时准确地发现施工过程中所存在的问题并及时准确地调整施工步骤采取对应措施，以达到有效控制基坑变形的目的，确保基坑安全。

目前，对于基坑坑底土体隆起变形的监测方法主要有以下几种：（1）如专利201310008246.9公开了一种“深基坑底面隆起远程智能监测三维数字预警方法与系统”，该监测方法通过在深基坑底面安装若干静力水准仪来采集隆起变形数据，并无线传输至远程计算机，通过相应的软件构件三维可视化模型；该方法的缺点在于静力水准仪成本较高，且多个静力水准仪之间只能测量出相对沉降量，当多个静力水准仪所处的区域整体隆起时，无法监测出隆起量；（2）如专利200710172146.4公开了一种“基坑开挖实时检测方法”，该检测方法通过在基坑支撑基准点上设置三维激光扫描仪测量基准点到基坑坑底的距离，以获取基坑坑底隆起变形数据；该方法的缺点在于由于三维激光扫描仪设置于基坑支撑上，显然无法适用于正在开挖的基坑中，并且基坑支撑范围有限，无法大范围监测基坑坑底的隆起变形数据。

鉴于此，本领域需寻求一种适用于开挖基坑坑底土体隆起的监测方法，该监测方法需要满足成本较低、操作方便、可有效监测隆起变形量并且可以应用于开挖中的基坑的需求。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种开挖基坑坑底土体隆起的监测方法，该监测方法通过在开挖中的基坑坑底的监测点上设置顶端安装有棱镜的棱镜升降装置，并在基坑外的地面上架设全站仪，以达到监测基坑坑底土体隆起变形量以及水平位移变形量的目的，同时通过在基坑外的稳定建筑上选定基准点，监测出工作站点的微小变形量并修正监测点处的测量值，以提高监测精度。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种开挖基坑坑底土体隆起的监测方法，涉及开挖中的基坑、棱镜以及全站仪，其特征在于所述监测方法至少包括如下步骤：     在所述基坑的底部选定若干隆起变形监测点，并在各所述监测点上设置棱镜升降装置，所述棱镜升降装置的顶端固定有所述棱镜；     在所述基坑外的地面上选定工作站点，在所述工作站点上架设所述全站仪，将所述工作站点的坐标（X_工作站点，Y_工作站点）及所述全站仪的高程值H_工作站点输入所述全站仪；     调节所述棱镜升降装置的高度以使所述棱镜与所述全站仪构成通视，之后利用所述全站仪测量，得到所述棱镜的初始高程值H₀及其初始水平坐标（X₀，Y₀）；之后每隔一定时间通过所述全站仪测量所述棱镜的高程值Hn及其水平坐标（Xn,Yn）,最后得到所述棱镜的高程值Hn与初始高程值H₀之差即为所述监测点的隆起变形量，所述棱镜的水平坐标（Xn,Yn）与初始水平坐标（X₀，Y₀）之差即为所述监测点的水平位移变形量。

所述棱镜升降装置由底座、固定于所述底座上的伸缩杆以及位于所述伸缩杆顶端的卡槽构成，其中所述卡槽用以限位固定所述棱镜。

每次在所述全站仪对所述监测点上的棱镜进行测量之前，对所述全站仪进行位置校准。