李宏偉

（河北工程大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 邯鄲 056038）

引言

隨著城市基本建設(shè)的發(fā)展，高層建筑越來越多，基坑工程向更大、更深的方向發(fā)展，越來越多的深基坑需要安全的支護(hù)。施工場(chǎng)地周圍建筑物較多，城市道路交匯處，城市地下管道繁雜交錯(cuò)等現(xiàn)象導(dǎo)致建筑施工的難度越來越大。基坑工程在施工中存在著極大的風(fēng)險(xiǎn)性，基坑支護(hù)一旦失效，將會(huì)造成建筑與地下管線的損壞，嚴(yán)重的，造成重大的人員傷亡事故和經(jīng)濟(jì)損失。而采用內(nèi)支撐支護(hù)對(duì)周圍建筑物、道路及地下管線影響小，在周圍環(huán)境復(fù)雜地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

1.1 基坑周邊環(huán)境

本工程場(chǎng)地地處城市商業(yè)繁華地帶，周邊建筑物、道路及管線較多，環(huán)境復(fù)雜?；?xùn)|側(cè)從北到南分別為1地下商場(chǎng)、1#住宅樓、2地下商場(chǎng)、2#住宅樓，基坑南側(cè)為聯(lián)紡路，基坑西側(cè)為新興大街。

兩條道路路面下約1.5m處都埋設(shè)有污水、雨水、熱力、通信等管線，各管線距基坑邊線1.6～6.0m不等。

1.2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)地內(nèi)地形較為平坦，勘察深度范圍內(nèi)所揭露的土層主要為第四紀(jì)新近沉積土、一般沉積土為主，主要為粉土與粉質(zhì)粘土。

表1

勘察范圍內(nèi)，施工期間鉆孔內(nèi)初見水位埋深為3.5～5.2m，平均初見水位埋深為4.44m；穩(wěn)定地下水水位埋深為3.5～4.00m，平均水位埋深為3.67m，為上層滯水，以大氣降水補(bǔ)給為主，水位波動(dòng)約為1.00m，近期年最高水位可按2.5m考慮。

1.3 基坑支護(hù)及降水方案

基坑開挖深度為13.7m，基坑工程安全等級(jí)為一級(jí)?；又ёo(hù)采用樁錨+內(nèi)支撐支護(hù)，各支護(hù)單元基本情況如表2。

樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)是基坑開挖邊坡支護(hù)方法中最常的一種，它主要有由一系列排樁和錨桿組成，其中排樁為擋土體系，錨桿為支撐體系。樁錨支護(hù)體系中的排樁主要要來擋土和擋水，錨桿主要是利用其自身與地層的錨固力給排樁體系一個(gè)水平的支撐拉力，阻止傾倒與土體滑動(dòng)。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)主要包含鋼筋混凝土支撐和鋼支撐，本工程采用的是鋼筋混凝土支撐。

根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)文件，本工程采用止水帷幕+管井降水對(duì)地下水進(jìn)行控制。

2 支撐軸力的監(jiān)測(cè)

2.1 儀器的選擇

表2 支護(hù)結(jié)構(gòu)單元一覽表

內(nèi)支撐支護(hù)的基坑工程，一般是選擇部分支撐進(jìn)行軸力變化觀測(cè)。本次采用的是天津市盛克威科技有限公司生產(chǎn)的振弦式鋼筋測(cè)力計(jì)，讀取數(shù)據(jù)的儀器選用了609系列振弦式傳感器讀數(shù)儀。該類型讀數(shù)儀讀取數(shù)據(jù)更為精確，能自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)且存儲(chǔ)量大，操作簡(jiǎn)便。

2.2 監(jiān)測(cè)方法

基坑在六月十號(hào)開始開挖，到八月底開挖完畢，在基坑每一次開挖過程中，用儀器測(cè)定軸力計(jì)頻率值，根據(jù)讀數(shù)儀得到的頻率值，通過公式計(jì)算得出相應(yīng)的應(yīng)力值：

p=k（fi2-f02）

式中：

p——被測(cè)土壓力計(jì)所受的軸力（kPa）；

k——土壓力計(jì)的靈敏度系數(shù)（kPa/Hz2）；

f0——土壓力計(jì)的初始頻率值；

fi——土壓力計(jì)工作頻率值。

開挖過程土體對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生土壓力，儀器承受荷載，鋼筋應(yīng)力計(jì)傳感器的力發(fā)生變化，儀器的頻率值則發(fā)生變化，通過讀數(shù)儀讀取頻率值，而后根據(jù)公式計(jì)算軸力值。

3 試驗(yàn)結(jié)果整理分析

通過對(duì)基坑標(biāo)軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制出了內(nèi)支撐支撐軸力隨基坑開挖的變化規(guī)律曲線圖，如圖1所示。

圖1 對(duì)撐內(nèi)力圖

圖2 角撐內(nèi)力圖

基坑支撐結(jié)構(gòu)對(duì)撐軸力的監(jiān)測(cè)值變化曲線圖2所示：從監(jiān)測(cè)結(jié)果曲線圖可知，在基坑開挖過程中，支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力不斷增加，但是中間出現(xiàn)了下降，可能是由于基坑開挖的擾動(dòng)以及現(xiàn)場(chǎng)施工的影響，此后隨著開挖的進(jìn)行，基坑軸力不斷增大，開挖至坑底后，其值不在變化，趨于穩(wěn)定。

通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析整理，得到了結(jié)構(gòu)支撐軸力的變化規(guī)律，得到基坑整體比較穩(wěn)定，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理。

4 結(jié)語

因素由于地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境多變、以及理論的不完善等，在深基坑工程開挖的過程中可能出現(xiàn)各種未知而且復(fù)雜的問題，工程風(fēng)險(xiǎn)難以控制。而監(jiān)測(cè)結(jié)果可以直接反映施工過程中出現(xiàn)的各種狀況?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)基坑開挖具有十分重要的作用，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可以準(zhǔn)確掌握開挖基坑的受力變形情況，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，專業(yè)監(jiān)測(cè)單位通過與施工單位的緊密配合，監(jiān)測(cè)指導(dǎo)施工，監(jiān)測(cè)與施工做到了有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)信息化施工的目的，能準(zhǔn)確了解基坑周邊地表沉降變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移量，支撐軸力的大小。通過對(duì)這些參數(shù)的整理分析，預(yù)測(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律與變形趨勢(shì)，從而優(yōu)化支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，保證工程安全穩(wěn)定，根據(jù)前期的監(jiān)測(cè)成果，及時(shí)對(duì)不符合實(shí)際的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)約工程造價(jià)或降低工程風(fēng)險(xiǎn)將起到事半功倍的效果。

因此對(duì)深基坑的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作在基坑施工過程中具有十分重要的指導(dǎo)意義。