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        監(jiān)測技術(shù)在地鐵深基坑中的應(yīng)用

        2017-11-04 07:02:45弓廣輝北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
        大陸橋視野 2017年18期
        關(guān)鍵詞:軸力圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點(diǎn)

        弓廣輝 李 勇/北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

        監(jiān)測技術(shù)在地鐵深基坑中的應(yīng)用

        弓廣輝 李 勇/北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

        隨著城市建設(shè)的發(fā)展,基坑施工的開挖深度越來越深,由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性,單單根據(jù)地質(zhì)勘察資料和室內(nèi)土工試驗(yàn)參數(shù)來確定設(shè)計(jì)和施工方案,往往含有許多不確定因素,尤其是對于復(fù)雜的大中型工程或環(huán)境要求嚴(yán)格的項(xiàng)目,對在施工過程中引發(fā)的土體性狀、環(huán)境、鄰近建筑物、地下設(shè)施變化的監(jiān)測已成了工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前,基坑監(jiān)測與工程的設(shè)計(jì)、施工同被列為深基坑工程質(zhì)量保證的三大基本要素。

        檢測技術(shù);深基坑;應(yīng)用

        一、深基坑監(jiān)測的目的

        1.監(jiān)測基坑穩(wěn)定和變形情況,驗(yàn)證圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果,保證基坑穩(wěn)定、支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、地表建筑物和地下管線的安全;

        2.提供判斷基坑、結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境基本穩(wěn)定的依據(jù);

        3.通過監(jiān)控測量,了解施工方法和施工手段的科學(xué)性和合理性,以便及時調(diào)整施工方法,保證施工安全;

        4.通過測量數(shù)據(jù)的分析處理,掌握基坑穩(wěn)定性的變化規(guī)律,修改或確認(rèn)設(shè)計(jì)及施工參數(shù)。并為今后類似工程的建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn);

        5.地表變形的一般規(guī)律。

        二、深基坑監(jiān)測的意義

        1.通過對地表變形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、開挖后側(cè)壁內(nèi)力的監(jiān)測與地下管線監(jiān)測。掌握管線沉降,建筑物沉降和路面沉降,支護(hù)的動態(tài)信息并及時反饋,指導(dǎo)施工作業(yè)和確保施工安全。

        2.經(jīng)量測數(shù)據(jù)的分析處理與必要的計(jì)算和判斷后,進(jìn)行預(yù)測和反饋,以保證施工安全和地層及支護(hù)的穩(wěn)定。

        3.對量測結(jié)果進(jìn)行分析,可應(yīng)用到其它類似工程中,作為指導(dǎo)施工的依據(jù)。

        三、深基坑監(jiān)測的內(nèi)容

        基坑的深度不同,采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)方式也不同,現(xiàn)以本人已施工完成的地鐵十六號線03標(biāo)稻香湖路站積累的經(jīng)驗(yàn),參照相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn),總結(jié)深基坑監(jiān)測存在問題及解決辦法。監(jiān)測項(xiàng)目:①地表豎向位移、差異沉降;②地下管線沉降;③圍護(hù)樁頂水平位移、垂直位移;④圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐軸力;⑤圍護(hù)樁變形。

        四、監(jiān)測點(diǎn)的布置與埋設(shè)

        1.地表豎向位移、差異沉降。

        地表豎向位移和差異沉降監(jiān)測點(diǎn)為變形觀測點(diǎn),埋設(shè)在地表,采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)點(diǎn)方式。

        2.地下管線沉降。

        模擬式監(jiān)測點(diǎn)

        3.圍護(hù)樁頂水平位移、垂直位移。

        圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)圖

        4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐軸力。

        支持軸力監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)圖

        5.圍護(hù)樁變形。

        圍護(hù)樁變形監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)圖

        五、現(xiàn)場監(jiān)測方法及工作的一些注意事項(xiàng)

        1.地表豎向位移、差異沉降、地下管線沉降。

        1)監(jiān)測方法

        利用精密水準(zhǔn)儀,采用幾何水準(zhǔn)測量方法,將監(jiān)測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)組成閉合或附合水準(zhǔn)路線,條件不具備時采用支點(diǎn)觀測。

        監(jiān)測期每月不少于一次對水準(zhǔn)儀i進(jìn)行檢查校正,觀測時嚴(yán)格控制各項(xiàng)限差,每測點(diǎn)讀數(shù)高差不超過0.3mm,對不在水準(zhǔn)路線上的觀測點(diǎn),一個測站不宜超過2個,超過時應(yīng)重讀后視點(diǎn)讀數(shù),以作核對。

        2)注意事項(xiàng)

        施工中出現(xiàn)下列情況之一時,立即停止施工,采取措施處理。

        A:開挖面坍塌、破裂及滑坡;

        B:監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢不斷增大;

        C:支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的受力裂縫或變形過大并有不斷發(fā)展的趨勢;

        D:時態(tài)曲線長時間沒有變緩的趨勢。

        3.圍護(hù)樁頂水平位移、垂直位移。

        1)監(jiān)測方法

        樁頂水平位移利用全站儀采用導(dǎo)線測量方法,通過各期變形觀測點(diǎn)二維平面坐標(biāo)值,計(jì)算投影至垂直于基坑方向的矢量位移,計(jì)算各期階段變形量、階段變形速率、累計(jì)變形量等數(shù)據(jù),并繪制成相應(yīng)曲線圖。

        2)注意事項(xiàng)

        a:觀測應(yīng)做到“五固定”,即固定人員、固定儀器、固定線站、固定觀測方法、固定觀測尺;

        b:在基本相同的環(huán)境和條件下進(jìn)行觀測;

        c:對觀測距離進(jìn)行儀器加常數(shù)、乘常數(shù)、氣溫、氣壓改正。

        4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐軸力。

        1)監(jiān)測方法

        采用頻率接收儀量測。軸力計(jì)安裝后,在施加鋼支撐預(yù)應(yīng)力前進(jìn)行軸力計(jì)的初始頻率的測量,在施加鋼支撐預(yù)應(yīng)力時,測量其頻率,計(jì)算出其受力,同時根據(jù)千斤頂?shù)淖x數(shù)對軸力計(jì)的結(jié)果進(jìn)行校核,進(jìn)一步修正計(jì)算公式。

        2)注意事項(xiàng)

        早中晚的溫度變化對支撐體系的影響也很大不能忽略,尤其對鋼支撐的熱脹冷縮效應(yīng)明顯。溫度的不同對所測的軸力和實(shí)際軸力偏差也就越大。軸力計(jì)的標(biāo)定數(shù)據(jù)都是在室溫恒定且理想的情況下進(jìn)行測定的,因此在現(xiàn)場的測量中,應(yīng)對所測數(shù)據(jù)計(jì)入溫度效應(yīng)的影響。單由于現(xiàn)場沒有對溫度補(bǔ)償或溫度影響參數(shù)測定的條件,所以在軸力監(jiān)測時,應(yīng)統(tǒng)一在一天的同一時間進(jìn)行觀測,或者先進(jìn)行氣溫的測量,待溫度相同時,在對支撐進(jìn)行軸力觀測,這樣,所得數(shù)據(jù)將可以較為準(zhǔn)確的表現(xiàn)真實(shí)值。

        5.圍護(hù)樁變形。

        1)監(jiān)測方法

        利用測斜儀和測斜管進(jìn)行量測。每隔500mm讀數(shù)一次,并做記錄。待探頭提升至管口后,旋轉(zhuǎn)180°,再按上述方法測量測,以消除測斜儀自身誤差。

        2)注意事項(xiàng)

        安裝測斜管時,隨時檢查其內(nèi)部的一對導(dǎo)槽,使其“十”槽始終與坑壁走向平行或垂直。將探頭模型放入測斜管內(nèi),沿導(dǎo)槽上下滑行一遍,以檢查導(dǎo)槽是否暢通無阻,滾輪是否有滑出導(dǎo)槽的現(xiàn)象。由于測斜儀的探頭十分昂貴,在未確認(rèn)測斜管導(dǎo)槽暢通時,不允許放入探頭。

        六、基坑監(jiān)測中存在的常見問題

        深基坑工程支護(hù)技術(shù)雖已在全國不同地區(qū)、不同的地質(zhì)條件下取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn),甚至在一些達(dá)到國際水平,但仍存在一些問題需進(jìn)一步研究或提高,以適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。深基坑土方開挖施工過程中存在的問題主要有以下幾種:

        1.土層開挖過程中鋼支撐架設(shè)與樁間錨噴不及時。

        2.鋼支撐受力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求①鋼圍檁變形 ②樁體位移③軸力計(jì)接觸面不平整④鋼削滑動⑤預(yù)埋鋼板或掛板不平行 ⑥鋼圍檁與圍護(hù)樁不密貼

        七、深基坑技術(shù)的發(fā)展趨勢

        地鐵工程引入監(jiān)測,是為了判定地鐵結(jié)構(gòu)工程在施工期間的安全性及施工對周邊環(huán)境的影響,驗(yàn)證基坑開挖方案和環(huán)境保護(hù)方案的正確性,對可能發(fā)生的危險(xiǎn)及環(huán)境安全的隱患或事故提供及時、準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),以便及時采取有效措施,避免事故的發(fā)生;在基坑開挖過程中根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息化施工,將監(jiān)測結(jié)果用于優(yōu)化設(shè)計(jì),為設(shè)計(jì)提供更符合工程實(shí)際情況的設(shè)計(jì)參數(shù),及時對開挖方案進(jìn)行調(diào)整,使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既安全可靠,又經(jīng)濟(jì)合理;

        八、結(jié)論

        基坑監(jiān)測必然成為深基坑質(zhì)量、安全保證的關(guān)鍵,是工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。

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