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[优质原创] 轨道交通车站主体工程的基坑监测技术

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幺不语 发表于 2021-4-12 11:18:14 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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|《中国高新科技》杂志2020年第24期
|作者/苏应麟 (广州地铁集团有限公司)


1.工程概况

某车站工程建设过程中,基坑支护为地下连续墙和内支撑相结合的方式,设1200mm厚的地下连续墙,构成主体围护结构。基坑竖向设5道支撑,通过明挖法组织基坑开挖作业,标准宽35.1m,总长289.0m。

2.基准点及工作基点设置

2.1平面控制基准点的布设
按以下方法合理布设平面控制基准点:①相邻点应具有较好的通视效果,以便给控制点间的校核提供良好条件;②控制点应设置在稳定性较好的区域,以免在基坑施工期间发生点位偏移现象;③平面控制点的数量应达到3个或更多,彼此间相互校核,确保控制点的准确性。

经现场勘察后取J153、J154、J155、J156这4个平面控制基准点,并布设4个工作基点,C1点位于竖井基坑边,C2、C3及C4点位于车站基坑边,平面情况如图1所示。两类点的埋设方式具有一致性,首先利用水钻在地面钻孔,向其中埋入标识并灌注混凝土,加强对墩台的防护,在四周设置防护围栏。以基准点的稳定情况为基本依据合理调整控制周期,根据项目现场的实际情况,采取每月复测一次、每周联测一次的方式,为二等导线水平位移基准网复测标准。


12.jpeg

图1 平面基准点布点示意图

2.2高程控制基准点的布设
综合考虑施工现场及周边环境,在高程基准点布设时应注意如下几点:①点位所在处应易于观测;②点位具有良好的稳定性,以土质坚实区域较为合适;③加强对埋深的控制,应达到1.0m或根据实际情况适当增加;④基坑周边的基准点数量达到3个或更多,以便基准点之间能够相互校核。

3.基坑监测技术

3.1墙体变形
3.1.1测斜管的埋设
(1)测管连接。测斜管由若干个2m长的节段拼接而成,检查内外槽口的对齐情况。相邻管节连接时应提前在测斜管外侧涂抹PVC胶水,再将测斜管插入接头,设置自攻螺丝,保证结构与测斜管稳定连接。胶水的用量应控制得当,否则在内槽口结硬后将对测试精度带来不良影响。自攻螺丝不可过长且需要避开内槽口。
(2)接头防水。接头两端应绑扎防水胶布,确保连接区域的严密性,以免水泥浆从该处渗入测斜管。
(3)测管固定。通过绑扎的方式将测斜管稳定连接在钢筋笼上,考虑到泥浆存在较大浮力,必须将测斜管绑扎牢固,确保在混凝土浇筑过程中测斜管维持稳定。
(4)端口保护。取测斜管上端口的位置并于该处套上钢管。关于外套管长度的控制,应保证管子插入混凝土的深度达到50cm(指的是凿除浮浆后的深度)。
(5)吊装下笼。根据要求将钢筋笼安装到位,向测斜管内注入足量清水,使管道内部处于饱满的状态,再封闭测斜管的上口,经绑扎后使钢筋笼和测斜管连接成整体并共同放入孔内。钢筋笼起吊需缓慢完成,由专员指挥,以避免磕碰现象。待钢筋笼下放至设计标高位置后检查内槽的位置,要求完全垂直于基坑边线。
(6)冠梁施工。此阶段极容易发生测斜管受损的现象,鉴于此,必须根据要求凿除地连墙上部混凝土,将冠梁钢筋绑扎牢固,安排专员检测测斜管并及时调整偏差,从源头上避免测斜管受损的情况。此外,充分考虑到冠梁的高度情况,以此为依据合理调整测斜管管口位置。在测斜管接长过程中需要检查两端内槽的对齐情况。

3.1.2测斜数据采集
(1)测头缓慢置入测斜管内,适度放松电缆以保证测头滑动至孔底,检测并对该处的深度进行标记。
(2)测头触底后应停留3min,使孔内温度达到相对稳定的状态。
(3)将测头提升至前期标记好的深度处并将其作为测读起点,随后每隔0.5m组织一次测量读数,每次测读时均要保证电缆能够对准标志并处于拉紧的状态,否则易降低读数的精确性,为工程质量分析提供错误的依据。经上述流程后将测头调转180°,按相同的方法再次下放测头并检测。完整记录各项测量数据集以作为分析的依据。

3.2土体侧向位移
(1)钻孔。以工程钻探机为施工设备,配置φ120mm的钻头,为保证管子能够安装至指定位置,在实际操作中应适当增加安装深度,即每10m多钻0.5m、每20m多钻1.0m,以此类推。
(2)清孔。钻头达到设计标高处后向下灌注清水,通过此方式稀释泥浆,使其逐步转变为清混水状态,此后方可提钻。
(3)调正方向。提钻后将测斜管安装到位,经检测后调正方向。去除孔口以上的测斜管外接头,以便完全观察到管内凹槽的具体情况,经调整后使管内的一对凹槽与测量面保持垂直,先提升管子再转动,对准后将管子压到位,至此完成方向的调整工作。经检查后若无误紧密盖上盖子,将该处的螺栓拧紧后进入后续的回填环节。
(4)孔内回填。在确保管子调正后即可组织回填作业,材料可选择中粗砂或细土,此类材料均可以从施工现场获取。回填期间应适度摇晃管子,减小填料间的空隙和提高填料的密实度,但不可出现快速回填的情况,否则易在管内某处形成空隙。回填完成后在随后的1~2d组织检查,若该阶段内填料存在下沉的情况,适当补充与前期施工相同的填料,并对管子周边采取防护措施,确保管子的稳定性。

3.3地下水位的监测
(1)测点埋设。地质钻钻孔,以水位可正常下降至设计位置处为前提合理控制孔深。测管可选择φ54mm的PVC管,对于设置在水位线以下至隔水层之间的部分应设置同直径的滤管,在其外部包裹滤布,粘贴胶带纸以便增强其稳定性。孔底处设置沉淀管且深度控制在0.5~1.0m,按照地连墙测斜管的埋设方法将此处的测管设置到位。
(2)数据采集及分析。基坑内外地下水的监测应借助电子水位计实现,该仪器配置不锈钢探头,内部设置了水阻接触点,测量过程中若该接触点触及水面将会及时接通接收系统,系统内置的蜂鸣器发出声响,监测人员及时掌握现场情况。电子水位计内部设置有绕线圆盘,检测时可以将绕线盘后的紧固螺丝拧松,使绕线盘保持自由转动的状态,再按下电源,将探头向孔内下放,探头触碰到水面后水位计感知该情况并由蜂鸣器发出声响,此时检测人员可读出钢尺电缆在管口处的深度值,将管口处的标高减去该值便求得观测孔的实际水位。

3.4地表沉降
遇松软土质时应在现场开挖深度为60~100cm的圆孔,向其中置入φ16~φ25mm的钢筋,经填充后使钢筋维持稳定,要求外露部分达到1cm。城市沥青混凝土路面工程中,可利用洗孔机深度清理路面硬质层,期间掏出土体上半部分,向其中置入长约150cm的φ16mm钢筋,调整钢筋的位置,保证其与行车地面的间距约为5cm,在此基础上方可向钢筋与行车路面间填筑水泥砂浆,为避免该部分砂浆与行车路面出现黏结的情况,可设置牛皮纸以达到隔离的效果,使得钢筋能够与下部土体稳定连接,但与上部路面保持相互分离的状态。浇筑期间及时检查钢筋外露量,以1cm左右较为合适。沉降测点的埋设如图2所示。


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图2 沉降测点埋设示意图

4.结语
地铁车站是城市轨道交通建设领域的重点内容,其中基坑开挖环节的干扰因素较多,施工难度较大,为保证施工质量和施工安全必须做好基坑监测工作,掌握基坑的实际变化情况,再及时采取有效的处理措施。本文提出基坑监测的相关技术要点,希望可为类似工程提供参考,提高地铁车站工程建设领域的基坑监测工作水平。

作者:苏应麟 (广州地铁集团有限公司)
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第24期
来源:中国高新科技期刊社

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