城市明挖隧道基坑施工监测分析

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  摘 要: 本文主要对于在城市明挖隧道进行施工监测过程中钢支撑轴力、周围建筑物的沉降、施工范围内土体的位移等等相关数据进行监测分析,仔细分析了对于隧道基坑以及周边的施工安全造成影响的主要因素,得出了一些在明挖隧道的基坑监测过程中需要注意的问题。
  关键词:城市明挖隧道;基坑施工监测
  1 绪论
  在城市进行明挖隧道的施工具有很多困难,因为在隧道周边具有多种建筑物、地下的管线分布较为复杂、施工环境较为复杂。在基坑进行施工的过程中,周边的土体对于应力的变化十分明显,而且基坑开挖是一个动态发展的过程,对于基坑周边的土地以及环境的影响这是一个动态影响的过程。因此我们需要加强在隧道基坑开挖过程中的对于周边环境的状态监测,及时反馈相关监测的结果,这样可以有效预防工程事故的发生,保障施工人员的注意安全。
  2 工程案例
  我们工程案例选用某城市内环线一标段共一千米的施工段,工程采用明挖的顺筑法进行施工,对于隧道的總体围护结构我们采用钻孔灌注桩,同时在灌注桩的桩间用三轴搅拌桩的止水帷幕进行止水。本工程量最大的开挖深度为16米,同时,在基坑开挖的过程中,围护结构主要采用内维护的支撑体系,沿着基坑每六米设置一组钢管支撑,同时沿着基坑的竖向深度设置四道支撑。本施工段地形分布较为平坦,主要的土壤有粉土。在隧道的基坑周边分布有多种市政管线,主要有排水管、给水管、煤气管道、通信电缆管道等等,在施工现场周边建筑物分布比较密集,包括有厂矿企业以及居民的住宅,距离基坑各不相等,同时也具有桩基础的高层建筑,在最近的位置离基坑约有十米。
  3 基坑监测点的布置
  通过以往的工程经验,再结合工程设计要求,同时综合施工的现场环境,以及对于周边建筑的影响,我们可以制定以下的监测项目,对于周边的建筑物以及地下的管线地面的主体进行沉降监测;在圈梁的顶部对其水平位移和沉降进行监测;对于深层的土体位移进行监测;钢管的支撑轴力也需要监测;立柱的水平位移需要监测;基坑内的水位需要检测。
  根据设计的规程要求,如果在施工中对于围护结构以及周边环境的土体进行监测时,我们可以每隔20米设置一个监测断面,同时在周边建筑物的四个角设置一个监测点,同时每隔十米设置一个监测点。由于本施工段面开挖的深度与支撑的结构形式虽不相同,呈现出两头浅中间深的趋势,同时,周围建筑物高度与距离也并不相一致,因此我们需要对于距离建筑物较近的支护结构重点监测重点监测,每隔20米设置一个监测断面,房屋在拐角处设置监测,同时每隔十米左右设置沉降的监测点。
  4 基坑监测的数据分析
  我们对于基坑的围护结构监测数据主要采取定性分析的措施,特别是对于基坑的时间因素、开挖深入的影响、以及周边地质条件等等与监测的数据进行比较,找出一般的规律和特征。由于基坑在开挖中所用的支护技术比较复杂,因此在设计阶段与实际的施工阶段计算得到的结果往往有很大的出入。我们可以对于施工阶段对于监测数据进行连贯的分析,确定反馈的结果,这对于基坑的开挖支护结构的稳定性、周边建筑物的沉降稳定性、地下管线的沉降稳定性具有十分重要的积极意义,能够判断出未来的发展的趋势,因此可以及时对于施工情况进行调整,这样可以达到信息化施工的目的。
  4.1 钢管的支撑轴力的监测
  我们对于基坑围护结构中的支撑轴力进行监测主要是为了能够及时的掌握在基坑开挖的过程中支撑轴力的受力变化情况,如果当支撑轴力超过了警报的范围,那么可以及时采取有效措施,这样可以避免因为超出承受范围对于自身材料造成破坏影响,造成基坑稳定性的破坏。因此对于支撑轴力的监测是整个基坑建设的重点内容,我们监测到支撑轴力的大小可以有效的了解围护结构的受力特点,并且判断围护结构的安全性,这样给深基坑的施工带来保障作用。
  钢管的支撑轴力和进行挖土作业时机械的挖掘速度有关。如果在下层土地进行开挖时,轴力会有明显的增加,同时,每一道支撑都会发生相应的调整,钢支撑的轴力在进行基坑施工的过程中,随着土方的不断开挖以及支撑的不断安装因此处在一个动态发展的变化范围,我们对于监测的数据结果进行分析,可以看出,钢支撑的安全性能对于维护结构的整体安全起到非常重要的作用,特别是对于支撑结构进行拆除时,第一道支撑轴力增加非常多,因此必须对于第一道支撑进行重点的监测,否则轴力过大会导致钢支撑系统失去作用,整个围护结构将会遭到破坏,从而造成基坑的失稳,对于钢支撑的轴力进行监测具有十分重要的安全意义。
  4.2 周边建筑物沉降监测
  周边建筑物沉降的影响因素有很多,主要包括建筑物的地基使用情况、建筑物与正在施工的深基坑的距离影响、基坑内部水文地质条件、以及施工周边的地质影响。基坑周边建筑物差别较大,因此我们在对于其进行建设过程中,沉降的变化情况也不一样。在基坑的东侧有一栋教学楼,因此我们对其进行重点监测。由于教学楼建设时间较为久远,教学论的基础为普通的条形基础,同时与基坑的距离大概在20米。由于整个施工场地的限制,开挖的周期较长,因此因为多次下雨的结果,基坑在外面暴露的时间比较长,很多围护结构都出现了渗水现象,因此施工单位需要及时采取措施,堵住相应的渗水的地方,防止对于建筑物沉降造成影响。
  5 结语
  对于监测的结果进行分析,我们发现支撑体系对于围护结构的整体影响比较大,因此在施工过程中,一定要做到先做支撑后进行挖土。基坑整体的维护结构止水的质量直接关系到周边建筑物的沉降,如果做不好止水工作,就很有可能造成质量事故。在进行周边建筑物监测室,一定要特别注意浅基础的施工建筑监测。我们对于基坑进行施工监测可以充分掌握基坑的维护结构在整个施工过程中的动态变化,这样就可以及时调整施工的做法,使得整个维护结构在施工过程中处在比较合理的范围之内,确保施工的安全进行。
  参考文献:
  [1]廖峻,吴胜忠,肖博,王聪聪.城市明挖隧道基坑桩板墙支护设计[J].公路隧道,2014(03).
  [2]姚平.高速公路基坑支护的技术研究[J].低碳世界,2017(22).
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