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[热门文章] 长治市某基坑支护监测应用案例

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上海岩联 发表于 2019-10-14 16:37:36 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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针对基坑监测技术在长治市0706工程深基坑施工中的应用进行了介绍,结合基坑支护设计依据和施工要点,具体阐述了基坑开挖过程中监测点的布置,监测方法及监测数据分析三方面内容,为今后同类深基坑监测工作提供了借鉴。

0引言

随着城市建设的发展和人防工程建设的需要,深基坑开挖工程越来越多,由此带来的基坑本身、周围环境的安全问题越来越复杂,基坑开挖过程中现场的安全性是不容忽视的,随之而来的对基坑及基坑周边的监测工作显得尤为重要。基坑工程现场监测的目的在于确保施工期间基坑的稳定性、结构体本身的安全和稳定。

21世纪将是地下空间开发利用的世纪。随着我国城市人口的聚集,土地资源越来越紧张,向地下发展就成了大势所趋。这几年人防工程的不断发展及深度开发利用和人防“结建”工程的配套建设,一系列的大型地下人防建筑无不成为了向地下索要空间的成功案例。建筑物基坑或者可以称之为是建筑群的基坑开挖的深度和规模远比先前大得多,基坑开挖过程向着大深度、大面积方向发展,城市化的进程和城市规划的多向性使得拟建建筑物周边环境极其复杂,高层及超高层建筑的建设带给深基坑的施工难度愈来愈大,保证施工的顺利进展,安全性、稳定性成为了摆在建设者面前的首要问题,科学可靠的基坑支护方案及基坑监测方案成为了顺利施工的保证。

根据本人多年参与人防工程的建设经验,就某大型人防工程本人自始至终参与整个深基坑施工过程中的支护方案的设计→施工→监测,结合本工程的施工过程,根据监测报告数据及施工过程简要分析论述。

1周边环境及工程概况

该工程位于长治市中心,占地面积9000m2,建筑占地面积约为30000m2,地下室3层,基坑长宽均90m左右,基坑拟开挖深度为10m~12m。基坑西、南两侧11m~15m为东西方向公路交通干线,东侧2m紧邻7层砖混建筑(建筑基础埋深2m,经保全鉴定结构较差)、北侧距12m7层砖混建筑,见表1。

分析:

1)东侧为主要支护防护区域,北侧次之,从安全角度出发,设计应较为保守些,两侧均采取灌注桩+预应力锚杆(索)支护方式+止水帷幕,采取降水同时进行灌注;2)南侧和西侧支护形式较为简单,则取消锚杆(索)。基坑支护采用:钻孔灌注桩+预应力锚杆(索)支护、降水井、回灌井+止水帷幕。

表1基坑周边环境                                     m


                               
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基坑监测的项目:水平位移、竖向位移。

2基坑支护设计及施工

依据GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范、JGJ120-99建筑基坑支护技术规程及YB9258-97建筑基坑工程技术规范等相关资料的相关规定,以及现场提供的建筑物设计图纸及本场地地质资料,以及相关场地周边道路、管线、建(构)筑物等资料,本基坑工程开挖深度超过10m属一级基坑,应对基坑开挖过程中的边坡变形及基坑周围环境进行变形监测。

1)方案设计、编制依据。

国家标准GB50021-2001岩土工程勘察规范。

国家标准JGJ120-2002建筑基坑支护技术规程。

国家标准GB50026-2007工程测量规范。

行业标准CJJ8-99城市测量规范等。

2)基坑支护施工。

基坑施工前首先对基坑周边环境及开挖深度影响范围内的建(构)筑物、道路地下设施、地下管线、地下水位等必须了解清楚,根据设计方案编制施工组织方案后,科学系统的进行施工。

设计的技术交底是施工的重要环节,明确基坑开挖过程中基坑边缘的堆载大小,以免在施工过程中埋下隐患。

考虑具体现场开挖深度及周围环境等综合因素,东部考虑临近建筑较近,建筑本身荷载及土体压力荷载等,采用的桩径为1m,桩间距为1.5m的钻孔C30灌注桩,其余三侧均是桩径为0.7m,桩间距为1.5m的钻孔C30灌注桩,桩间冠梁相连,护壁均采用预应力锚杆(索)支护,并采用高压喷射混凝土。

施工过程中材料的控制:钢筋笼制作的钢材的取样复检、钢材的焊接;锚杆(索)材质及自由端的控制等。

灌注桩施工过程中需重要控制的是桩定位和桩间距问题,以确保周边环境分配到土层及土体压力均匀传递到受力支护桩上,否则局部支护桩的受力过大,这些问题在施工中时常被忽视,造成施工过程中的安全隐患。

当然锚杆(索)的施工中钻孔位置偏差的均匀性及成孔的角度偏差也直接影响到单个锚杆(索)的均匀受力问题;施工中最为重要的施加预应力环节,严格控制张拉应力、伸缩量的控制;除按技术规范施工的工艺要求外,这些问题对边坡的安全及支护的成功与否影响还是很大的。

整个施工过程中平排水、降水、截水和回灌措施是必不可缺少的重要环节,水位的变化直接影响到施工的安全和进程。

3基坑支护监控、监测

在基坑开挖过程中监控、监测措施是不可缺少的,先进的监测仪器设备对布点的监控、监测能够有效保证周边环境及施工人员的安全。

水准仪测沉降;全站仪测水平位移;测斜仪测深层土体的水平位移;土压力以及水压力计;回弹仪测坑底隆起;轴力计测支撑轴力。

3.1监测布点

本工程根据《基坑工程监测技术规范》及实际情况,在基坑周边的冠梁上及周边建筑物侧墙上布点,基坑东侧临近建筑物较近可能受到影响较大,布点密集些为5个点,其他基坑三侧分别均布4个点;东侧和北侧临近的建筑物上分别为4个点和3个点;设置5个控制基准点,其中2个工作基点,见图1。


                               
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图1某工程监测点总体布设

1)施工和监理单位应将监控目的、监控项目、监控报警值、监测方法和时间及监测点布置、监测周期、工序管理和记录制度等编写成具体的《专项施工方案》和《监理实施细则》。

2)现场位移观测基准控制点数量不应少于2点,且设在影响范围以外。专业的第三方监测单位每天进行一次监测,记录数据,进行数据比对、分析,在基坑有隐情时应增加监测次数。

3)基坑变形监控值:当设计有指标时,按设计要求为准;无设计要求时按表2规程规定执行。

4)监控报警值应根据设计要求确定。如监测位移(包括:每日位移量、累计位移量)超过设计要求时,监理应及时通知各有关部门。

5)对基坑侧壁安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级和三级的支护结构应进行质量检测。

表2基坑变形的预警控制值                              cm


                               
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6)工程结束时监测单位应提交下列报告:a.工程概况。b.监测项目和各测点的平面布置。c.采用仪器设备和监测方法。d.监测数据处理方法及过程曲线。e.监测结果评价。

因此基坑开挖前期必须选定合适的第三方监测单位,编制科学的监控、监测方案,以及对方案的论证是至关重要的,从施工的安全性、经济性对工程的施工进展起到了一定的指导作用。

基坑开挖时,监控、监测工作也随之开始。

3.2监测方法、手段

1)基点设置见图2。


                               
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图2沉降和水平位移测点埋设示意图

2)沉降观测。

使用仪器设备:水准仪;

测量方法:一般使用基准线法,数据测量方便及准确。

ΔSi=Hi-Hi-1(一次沉降量)。

ΣΔSi=ΔS1+ΔS2+…ΔSi(沉降量累积)。

3)水位监测。

使用仪器设备:水位沉降仪;

测量方法:一般的测量或使用钢尺等相关工具都可进行此项工作。

4)测斜。

使用仪器设备:测斜仪;

测量方法:根据使用仪器设备的具体操作规程,分析坑外地面隆沉程度及其影响范围。

测斜计算原理如图3所示。


                               
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图3测斜结果计算原理

测试时,让测斜仪导轮沿测斜管滑槽下落,每li(取为50cm)测读一次,得到该段倾角θ,则该区段端点间的相对水平距离为li·sinθi。某一深度处相对于基准点的水平距离可按下式计算:

δi=∑li·sinθi。

假定测得某深度的初始值为δi(0),则该深度处本次水平位移为:

Xi=θi一δi(0)。

将每一深度X的和深度作成曲线,就得到该次测量的桩水平挠曲值。

为了确保测试精度,每一测管应正反各测量一次,取其平均

Uout1=K0+K1(1)

Uout2=K0—K1lgsinθ(2)

其中,K0为加速度计偏值;K1为加速度计电压刻度因数;g为重力加速度。

式(1)一式(2)得:

Δ1=li·sinθi=(k0-k1)l/2k1g

由式(3)中的所有已知参数,可得出深度某点的总位移量为△i=δi一δi(0),取其平均值,计算W分位值,与报警值比较分析,得到某点测斜是否安全可靠。

4监测数据校正及分析

根据各项监测数据,沉降、水平位移、垂直位移、侧向位移、水位变化以及周边管线特征点的观测数据等,我们需要做的工作是不断的与设计及规定的各项报警值实时对照以确保安全。首先对整个测得的数据根据所用仪器的性能,对不符合要求或偏大、偏小的数据进行剔除或校正,这也是从科学严谨角度出发,以保证数据分析结果的相对准确性。

监测资料成册应符合下述要求:使用正规的监测记录表格,数值。取实际监测数据说明,见表3。


                               
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据应及时计算整理,并由记录人、校核人签字盖章后,报监理和建设单位;监测记录必须有相应的工况描述;对监测的发展及变化情况应有评述,当接近报警值时应及时通报现场监理,提请有关部门关注。报警设置标准是按照设计图纸说明及相关技术规程规定确定的,具体标准见表4。

表4各项监测数据报警值


                               
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