建筑边坡支护施工监测要点及检测方案
宋朋
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引言
随着我国城市化进程的持续加快,大量建筑工程在山地、丘陵等复杂地形区域展开,建筑边坡工程数量与日俱增。边坡支护作为保障边坡稳定、避免滑坡、坍塌等地质灾害的重要手段,其施工过程的安全性与稳定性至关重要。而施工监测作为边坡支护工程的安全卫士,能够实时掌握边坡变形、应力变化等关键信息,及时发现潜在风险并采取措施。
一、建筑边坡支护施工监测现状与问题分析
1.1 当前监测现状
目前建筑工程边坡支护施工时采用的监测技术主要还是人工的手段,采用的仪器主要包括全站仪、水准仪等仪器进行边坡水平位移和竖向位移的监测,每隔一段时间由施工人员进行巡查将边坡的水平位移和竖向位移抄下来。锚杆、锚索应力的监测,采用的传感器主要是振弦式传感器,需要人工对施工人员进行巡查,人工对传感器进行读数。边坡地下水的监测,一般都是采用水位管进行人工监测的形式进行水位的监测。个别工程项目已经采用了自动化监测的方式,但基本上都是人工监测。监测自动化程度不高,自动化水平低,基本上是人工巡视,人工记录数据,效率不高。
1.2 存在的主要问题
一是监测技术手段落后,采用自动化、信息化监测手段不足,难以实现边坡状态的动态连续监测和边坡变形微细变化及突发变化的监测与预警分析;二是监测点设计不合理,一些工程没有充分考虑边坡地质条件、支护结构特征以及危险段,监测点设计有缺陷,监测点过于疏密,存在监测盲点,无法真实掌握边坡关键部位的情况;三是数据处理分析滞后,边坡状态监测数据采集多为人工采集,往往花费较长的时间进行分析、整理,且在数据整理、分析的过程中往往综合多凭经验和感觉,缺乏相应的数据处理模型和预警算法的支撑,无法及时地发出预警信息。
1.3 问题成因分析
技术上缺少新型监测技术的研发和应用推广,企业担心使用智能化监测装备的费用,没有具备专业素质的操作人员和管理人员;管理上部分建设单位对施工监测的重要性认识不足,只是以监测为配套措施,在建设过程中节省监测费用,造成监测布置不合理,设备和人员不配套;人员上施工监测人员理论基础缺乏、经验不足,无法正确开展施工监测工作等。
二、建筑边坡支护施工监测要点
2.1 监测内容要点
在监测内容中以水平位移监测和垂直位移监测最为重要,水平位移的监测反映边坡是否沿坡面方向滑动,垂直位移的监测反映边坡是否发生沉降或鼓起;应力监测重点主要为锚杆、锚索、挡土墙等支护部位受力情况,监测其是否有应力集中以及超载的情况发生,以免导致支护效果差等失稳情况,地下水的监测最为重要,因为水位发生变化导致土体力学参数的改变,对边坡稳定性产生了不同的影响,需要对水位与水质情况同时进行监测,以便研究地下水是否造成侵蚀边坡;环境监测主要反映气象要素(雨、风)以及周边建筑变形监测,因为降雨是造成边坡失稳的关键因素之一,而周边建筑的变形监测也便于了解边坡变形是否对周边环境的影响程度,对边坡稳定性评估各监测内容的综合作用,更有利于反映。
2.2 监测点布置要点
监测点布置时,坚持重点突出,兼顾全面的原则。在一些诸如断层、破碎带等地质条件复杂区域,支护薄弱部位(即锚杆布置较疏松的位置)、滑坡体潜在滑动面附近等地进行加密布置监测点。长边坡位置按照边坡走向分段布设监测断面,每条断面范围内合理布置位移、应力点等。同时监测点也应注意代表性,反映边坡不同部位的变形和受力特征。监测点还应该做好保护工作,做好指示标识,防止施工机械的碰撞、人为的破坏,保证监测点长时间正常工作。
2.3 监测频率与预警阈值确定要点
监测频率应随着施工阶段的变化及时调整。边坡开挖施工阶段,应力重新调整作用下边坡稳定程度有较大变化,因此监测的频率应当密集,可以 1 天监测数次甚至数小时监测 1 次;当进入支护施工阶段,可以根据支护效果、支护施工量适时调整监测频率;当竣工后,还可以在一段时间内持续较高监测频率,待边坡达到稳定后,可以逐步降低监测频率。边坡的预警阈值,可以根据理论计算、数模分析和工程经验综合决定。
三、建筑边坡支护施工检测方案设计
3.1 传统监测技术优化方案
对于一些传统的工具例如全站仪、水准仪等进行操作操作流程改造,从而制定出标准的测量操作规范来尽可能地规避人为影响,再进行一些测量数据的实时传输,将全站仪、水准仪等工具的测量数据实时传输到监测平台,可以提升测量数据的采集率,以及构建一些简单易懂的数据处理软件来实现数据的整理、数据的分析及制作数据图表功能,尽量降低人为的工作量,再与新式的传感器技术相结合,例如在全站仪的监测点边上安装一个位移传感器,将一个无形的监控转换为一个有形的来弥补传统技术的一些不足之处,这样就能够形成优势互补的局面。
3.2 新型智能化监测技术应用方案
通过物联网技术,分别在边坡敏感区域布置位移传感器、应力传感器、水位传感器,形成监控体系,实现测量信息的采集、传输及存储,通过大数据技术和云计算平台来对海量监测信息进行处理分析,并形成边坡稳定预测模型,通过人工智能技术中的机器学习提升模型的精度并预测边坡未来变形态势。利用人工智能技术构建智慧预警模块,当监测数据达到阈值时及时以短信、电子邮件等信息方式发送给相关人员或由相关人员对数据信息进行提前处理,并通过边坡的BIM 三维模型展示边坡当前状态。
3.3 监测管理与质量保障方案
建立监测管理制度,细化建设、施工、监理各方关于监测工作的分工,形成协同治理机制。编制监测设备定期维修、校正计划,由专人、专业设备人员开展设备的检查、维修与校正工作,确保检测设备的运行状态。建立监测数据质量控制办法,对获取的监测数据进行严格把关,将采集的异常数据予以剔除,并可借助交叉校验等手段确保证据的真实性、可靠性。强化监测人员业务培训力度,定期组织监测人员专业知识、技能培训,提升监测人员业务能力。
结语
建筑边坡支护施工监测是保障边坡工程安全的重要手段。通过分析当前监测现状与问题,明确监测要点并设计科学的检测方案,可有效提升监测水平。未来,随着技术的不断进步,建筑边坡支护施工监测将向智能化、自动化、集成化方向发展,为边坡工程安全提供更有力的保障。
参考文献
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