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        監(jiān)測技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用研究

        2019-09-10 07:22:44鄭漢欽
        關(guān)鍵詞:支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)深基坑

        鄭漢欽

        摘要:在深基坑開挖施工過程中,基坑周邊土體應(yīng)力狀態(tài)改變引起土體及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,由于土體的不均勻性,理論設(shè)計模型無法完全真實反映土體實際應(yīng)力及變形情況.因此,在深基坑開挖施工過程中,需對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍土體及建(構(gòu))筑物進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的監(jiān)測,以全面了解工程實際變形情況及變形趨勢,進(jìn)而驗證設(shè)計參數(shù),修正施工方法,確保工程順利進(jìn)行.本文結(jié)合具體工程實例,介紹監(jiān)測技術(shù)在深基坑工程施工中的應(yīng)用.

        關(guān)鍵詞:深基坑;支護(hù)結(jié)構(gòu);監(jiān)測技術(shù)

        中圖分類號:TU473? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? 文章編號:1673-260X(2019)01-0103-03

        基坑工程是一個涉及地質(zhì)、水文、氣象等條件及土力學(xué)、結(jié)構(gòu)、施工組織和管理等學(xué)科的系統(tǒng)工程.隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市土地資源越來越緊張,基坑工程呈現(xiàn)出了開挖面積大、深度深等特點(diǎn),且在基坑開挖過程中,土體性狀和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)都在不斷變化,顯然用傳統(tǒng)的固定不變的計算模型和參數(shù)來描述不斷變化的土體性狀是不合適的.為確?;庸こ痰捻樌┕?,需要對基坑進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測,利用監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場施工,進(jìn)行信息反饋優(yōu)化設(shè)計,使設(shè)計達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工便捷的目的[1].

        1 工程概況

        某基坑位于福州溫泉公園路北側(cè)、福壽巷東側(cè).整個場地設(shè)2層地下室,寬約63m,長約68m,開挖深度為9.200~9.600m,基坑側(cè)壁安全等級為Ⅰ級.采用圍護(hù)樁+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護(hù)型式,圍護(hù)樁采用SMW工法樁(詳見圖1).

        場地土自上而下依次為:①雜填土:松散、層厚約3.2m;②淤泥:流塑性、層厚約16.6m;③粉質(zhì)粘土:可塑、層厚約5m;④卵石:中密~密實、層厚約15m.

        基坑開挖范圍內(nèi)的地下水主要為,上部雜填土層中的孔隙潛水,總體透水性較強(qiáng),富水性較好,直接受大氣降水和相鄰地表水滲流補(bǔ)給,混合穩(wěn)定水位埋深為1.40~1.80m.基坑采用明挖法施工,施工期約6個月.

        2 監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測頻率及設(shè)計預(yù)警值

        2.1 監(jiān)測內(nèi)容(詳見圖2)

        在深基坑開挖施工過程中,針對基坑實際情況,主要監(jiān)測內(nèi)容為:

        (1)深層水平位移(測斜)監(jiān)測:采用鉆孔埋入法埋設(shè)測斜管,測斜管埋入土體深度大于圍護(hù)樁埋深,約為20~23m.采用測斜儀進(jìn)行觀測.

        (2)坡頂沉降、立柱沉降監(jiān)測:在基坑維護(hù)樁樁頂每15~20m水平位移監(jiān)測,在基坑維護(hù)樁樁頂每15~20m布置一個觀測標(biāo)志,用精密水準(zhǔn)儀配合2米銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行沉降觀測,用全站儀進(jìn)行坡頂水平位移監(jiān)測.

        (3)地下水位監(jiān)測:采用鉆孔埋入法埋設(shè)水位觀測管,管壁中下部采用礫石回填,上部采用粘土填實止水.采用SC型鋼尺水位分層沉降儀進(jìn)行觀測.

        (4)立柱沉降監(jiān)測:在支撐立柱上布置沉降觀測點(diǎn),用精密水準(zhǔn)儀配合2米銦鋼水準(zhǔn)尺觀測其在基坑開挖過程中的沉降(回彈)變形量.

        2.2 監(jiān)測頻率及設(shè)計預(yù)警值

        根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計說明及《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB 50497-2009)相關(guān)條文要求,本工程監(jiān)測頻率及報警指標(biāo)如下表1、表2.

        3 監(jiān)測結(jié)果分析

        3.1 深層水平位移(測斜)監(jiān)測

        在基坑開挖過程中,深層土體側(cè)向變形曲線整體均呈現(xiàn)上下小、中間大即“臌脹型”的變化規(guī)律,詳見下圖3.土體深層水平位移速率增大主要在土體開挖過程中和支撐拆除期間,而后均呈現(xiàn)收斂狀.施工期間由于周邊居民阻撓施工,第二道支撐未能及時跟進(jìn)支護(hù),導(dǎo)致基坑中下部土體側(cè)向變形未能得到有效控制,各測點(diǎn)累計變形量最大值為29.30~78.18mm,均超出預(yù)警值,經(jīng)與設(shè)計、業(yè)主、施工、監(jiān)理溝通后,施工方采取緊急措施,如坡頂禁止車輛及建筑材料壓載、坑底回填土反壓等,減緩變形速度,至第二道支撐施工完成后,監(jiān)測數(shù)值逐漸趨于穩(wěn)定.

        3.2 坡頂沉降與水平位移監(jiān)測

        (1)基坑坡頂沉降監(jiān)測點(diǎn)采用測量釘埋置于冠梁上,其沉降變形量主要受樁體自重、施工荷載及基坑開挖引起的樁周摩阻力變化及樁底持力層影響,監(jiān)測期間坡頂沉降監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)變化正常,累計沉降量為11.4~17.7mm,最大變化速率為0.43~1.63mm,均未超過設(shè)計預(yù)警值.

        (2)基坑第一道支撐設(shè)計施工合理,基坑開挖過程中,坡頂土體向坑內(nèi)位移受到有效的控制,開挖施工期間,坡頂水平位移監(jiān)測點(diǎn)累計水平位移量為14.7~20.1mm,最大變化速率為1.1~2.3mm,變形速率及累計變形量均未超過設(shè)計預(yù)警值.內(nèi)支撐拆除期間,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)由支撐式變?yōu)閼冶凼?,?yīng)力釋放,圍護(hù)樁頂變形速度急劇加大,而后幾天即趨于收斂穩(wěn)定,說明圍護(hù)樁本身剛度有效發(fā)揮作用,較好的控制了基坑的側(cè)向變形[2].

        3.3 地下水位監(jiān)測

        本基坑開挖影響范圍內(nèi)主要土層為淤泥,其透水性差,采用集水明排方式排水,施工區(qū)間,地下(地表)水位變幅在223~437mm,未對基坑開挖產(chǎn)生不利影響.

        3.4 立柱沉降監(jiān)測

        影響立柱豎向位移的所有因素中,基坑坑底隆起與豎向荷載是最主要的兩個方面.基坑內(nèi)土方的開挖直接作用引起土體的隆起變形,坑底隆起引起立柱樁的上浮;而豎向荷載主要引起立柱的下沉.立柱與支撐之間以及支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間形成剛度較大的整體,共同協(xié)調(diào)不均勻變形.本項目立柱沉降很小,累計最大沉降4.26mm,累計最小沉降2.87mm.

        4 監(jiān)測小結(jié)

        (1)由于場地及地質(zhì)條件情況復(fù)雜,應(yīng)在充分了解場地地質(zhì)條件、施工工藝、周邊環(huán)境因素及支護(hù)設(shè)計方案的情況下,編制可行、有效、經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測方案.

        (2)通過本基坑工程監(jiān)測分析,基坑安全存在隱患的主要階段為基坑開挖階段和支護(hù)結(jié)構(gòu)拆除階段.基坑的開挖對周圍土體影響最大,開挖過程中工期的拖延對基坑有很不利的影響.本基坑開挖量大,但進(jìn)度緩慢,造成土體變形速率收斂慢,累計值超出預(yù)警值.

        (3)本基坑工程監(jiān)測工作頻率合理,監(jiān)測結(jié)果較好地反應(yīng)了基坑支護(hù)的變形情況,監(jiān)測工作能緊密配合施工,達(dá)到了監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)安全施工的目的.說明監(jiān)測設(shè)計的布設(shè)科學(xué)合理,技術(shù)措施恰當(dāng),監(jiān)測過程和結(jié)果的質(zhì)量較高.

        5 結(jié)束語

        深基坑施工質(zhì)量直接影響整個高層建筑的主體質(zhì)量,為了防止由于設(shè)計和施工不當(dāng)而導(dǎo)致的深基坑工程事故,應(yīng)切實做好深基坑在施工開挖過程中的變形監(jiān)測,全面反映基坑安全狀況,最大限度地保障深基坑工程施工安全、減免不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[3].

        參考文獻(xiàn):

        〔1〕張學(xué)文.建筑密集區(qū)地鐵車站深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中外公路,2018,38(02):40-44.

        〔2〕趙慶強(qiáng).深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除技術(shù)在城市復(fù)雜地形條件下的應(yīng)用[J].中國建設(shè)信息化,2018(07):76-78.

        〔3〕時綠艷,包榮萍等.測技術(shù)在地下室基坑監(jiān)測中的應(yīng)用[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,39:37-39.

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