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[摘 要]由于建设工程的蓬勃发展,地质条件复杂的基坑施工也越来越多,基坑支护及加固技术的迅速发展导致基坑变形的原因也不尽相同。通过城市道路交叉口立体改造——下穿隧道的工程实践,总结分析下穿隧道基坑的监测要点与应急处理措施,希望能为今后类似工程施工提供一定的参考价值。
[关键词]基坑、监测、要点、应急
中图分类号:J62 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0102-01
1.前言
随着城市及社会经济高速发展,路网交通面临着前所未有的压力,需要对原有道路交叉口进行立体化改造,其中下穿隧道起到了立竿见影的效果。而下穿隧道基坑开挖将会对周边道路及建筑物产生较大影响。因此对基坑开挖过程进行安全监测,事关人身安全、社会影响、经济效益及环境保护。
2.监测要求
建筑物在荷载作用下产生形状或位置变化,分为沉降和位移两大类。基坑变形监测是基坑在开挖过程中,用精密仪器设备对支护结构、周边环境,例如土体、建筑物、道路、地下设施等的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起、土层孔隙水压力以及地下水位的動态变化等进行综合监测。
为保证变形观测成果的精度,在基坑四周或构筑物顶部布置观测点,在观测中应采取“点稳定、四固定”的基本措施。
“点稳定”是指变形观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的变形观测点的点位要稳定。基准点是变形观测的基本依据,因此设三个稳固可靠的基准点,并每半年复测一次;变形观测点应设在被观测物上最能反映变形特征且便于观测的位置。“四固定”是指变形观测所用仪器设备要固定、观测人员要固定、观测的条件环境基本相同、观测的路线镜位及程序方法要固定。
3.监测项目
明挖基坑监测的内容分为两大部分:围护结构和支撑体系、相邻环境和周围地层。围护结构主要是围护桩墙和圈梁;支撑体系包括支撑或土层锚杆、围檩和立柱等部分;相邻环境中包括相邻土层、地下管线、相邻构筑物等。
监测项目应根据具体情况确定,主要取决于工程的规模、重要程度、地质条件及周边环境等。监测项目根据基坑等级分类:
(1)属于Ⅰ级、Ⅱ级基坑必测的项目:围护墙(边坡)顶水平位移、围护墙(边坡)顶沉降、基坑内外地下水位、临近建(构)筑物及管线。
(2)属于Ⅰ级基坑必测、Ⅱ级基坑宜测的项目:立柱沉降、围护墙水平位移、土体深层侧向位移、支撑轴力。
(3)属于Ⅰ级、Ⅱ级基坑宜测的项目:孔隙水压力、围护桩体钢筋应力。
4.实施要点
4.1 监测主项实施
(1)围护结构水平位移监测
总体上遵循“基准点~工作基点~监测点”的观测原则。若施工场地条件限制、布设监测控制网比较困难时,可在基坑边相对稳定处布设2~4工作基点,在施工影响范围外稳定的区域布设2~4个基准点,监测点间距15~20m。观测时,首先利用基准点检核工作基点的稳定性,再在工作基点上设站,进行水平位移监测点的观测。
(2)围护结构变形、土体侧向变形监测
采用测斜仪在预埋的测斜管中进行测试。测斜孔布设位置按监测的技术要求进行,并应布设在基坑及土体可能发生变形的典型位置,如基坑长边中部及基坑阳角处。
(3)地下水位监测
地下水位观测设备采用电测水位仪,观测精度为0.5cm。水位观测成果报告中将包括:绘制地下水位与时程的关系曲线、观测点的位置编号、观测时间等。
(4)构筑物沉降、倾斜监测
根据水准控制线路测出的各控制点高程数据,采用闭合线路或附合线路观测周围的各沉降点,也可采用支点观测,但支点站数不得超过2站,且支点观测必须进行两次观测。倾斜监测以经纬仪投点方法为主,因地制宜地采用其它备用方法。
4.2 实测资料整理
重视现场实测资料整理方法的选取,经过必要的分析计算后,以直观的形式(如表格、图形)表达出被测指标的当前值与变化速率,及时反馈与施工有关的监测信息,以供设计、施工及有关工程技术人员决策使用,达到信息化施工。
对于墙顶位移,不仅要关注位移值大小,还要注意速率和表示方法。根据测量数据,绘制位移平面图,以提供设计人员检验原设计意图,帮助施工人员考虑下一步需要注意的事项,决定是否采取一些必要的措施等。
对于墙体内的倾斜或水平位移,应选择典型测点,绘制位移大小和速率变化曲线,以进一步分析围护结构的稳定性。
对于支撑轴力,应注意对温度和混凝土的收缩力的量测,便于分析温度和混凝土的收缩力对轴力量测结果的影响,提高监测数据的准确性。
对于基坑周围环境监测,同样应选择合适的方法,以提高资料的利用效率。
4.3 信息分析反馈
在施工过程中,监测数据的分析分为实时分析、阶段分析,均以联系单或报告形式反馈。
(1)实时分析
每天根据监测数据,分析施工对结构和周边环境的影响,发现安全隐患,及时采取措施。实时分析一般采用联系单或次报表形式。
(2)阶段分析
经过一段时间后,根据大量的监测数据及相关资料等进行综合分析,总结施工对周围地层影响的一般规律,指导下一阶段施工。阶段分析一般采用周报、月报形式,或根据工程施工需要不定期进行,反馈提出指导施工和优化设计的建议。
5.应急处理意见
(1)当基坑支护结构变形超过允许值或有失稳前兆时,应立即采取加固措施。加固的方法有撑、拉、压、灌、堵、减等,加固原则如下:
①当支护结构变形过大、明显倾斜时,可在坑底与坑壁之间加设斜撑。如基坑周边场地允许,可设置拉锚。
②当坑边土体严重变形,且变形速率持续增加时,应视为基坑整体滑移失稳的前兆,应立即采用砂包或其它材料回填基坑,待基坑稳定后再作妥善处理。
③坡顶或桩墙后卸载,坑内停止挖土作业,适当增加内撑或锚杆,增大内撑预应力或预应力锚杆的锚固力。
(2)支护结构桩墙嵌固深度不足,使支护桩墙内倾或踢脚失稳,应立即停止土方开挖,在桩墙前堆砂包反压,也可在基坑外侧挖土卸载,在挡土桩被动区打入短桩加固。土钉墙发生滑塌失稳时,立即停止坑内降水,并在坑内堆砂包反压,周围环境允许时,进行坑外降水。
(3)基坑未设止水帷幕或止水帷幕漏水、流土,坑内降水及开挖使坑外地面或道路下沉、构筑物倾斜、管道断裂时,应立即停止坑内降水和挖土,并立即用粘土或水泥土阻塞夯实,再加混凝土封砌渗漏或用化学浆液、树脂等材料处理止水帷幕的渗漏,必要时重新补做止水帷幕。
(4)基坑开挖引起流砂、涌土或坑底隆起失稳时,应立即停止基坑内降水或挖土,进行堆料反压,周围环境允许时,也可配合坑外降水。基坑开挖回弹、工程桩上拔、隧道底板上浮甚至开裂时,应及时进行基坑内外降水,在隧道基础底板下打抗浮锚杆、抗浮桩。
6.结语
基坑开挖前,应作好抢险加固的技术预案、设备物资的准备工作。当监测变形量临近或超过预警值时,施工单位应该高度重视,及时采取措施,调整施工方案,促使基坑有效可控,确保施工安全。在工程竣工后,对监测数据进行系统分析,总结该类基坑变形的应变规律,为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。
参考文献:
[1]中华人民共和国标准.GB50026-2007.工程测量规范[S].
[2]中华人民共和国标准.JGJ8-2016.建筑变形测量规范[S].
[3]李海龙.明挖隧道深基坑变形监测技术及分析[J].2010(5).
[关键词]基坑、监测、要点、应急
中图分类号:J62 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0102-01
1.前言
随着城市及社会经济高速发展,路网交通面临着前所未有的压力,需要对原有道路交叉口进行立体化改造,其中下穿隧道起到了立竿见影的效果。而下穿隧道基坑开挖将会对周边道路及建筑物产生较大影响。因此对基坑开挖过程进行安全监测,事关人身安全、社会影响、经济效益及环境保护。
2.监测要求
建筑物在荷载作用下产生形状或位置变化,分为沉降和位移两大类。基坑变形监测是基坑在开挖过程中,用精密仪器设备对支护结构、周边环境,例如土体、建筑物、道路、地下设施等的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起、土层孔隙水压力以及地下水位的動态变化等进行综合监测。
为保证变形观测成果的精度,在基坑四周或构筑物顶部布置观测点,在观测中应采取“点稳定、四固定”的基本措施。
“点稳定”是指变形观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的变形观测点的点位要稳定。基准点是变形观测的基本依据,因此设三个稳固可靠的基准点,并每半年复测一次;变形观测点应设在被观测物上最能反映变形特征且便于观测的位置。“四固定”是指变形观测所用仪器设备要固定、观测人员要固定、观测的条件环境基本相同、观测的路线镜位及程序方法要固定。
3.监测项目
明挖基坑监测的内容分为两大部分:围护结构和支撑体系、相邻环境和周围地层。围护结构主要是围护桩墙和圈梁;支撑体系包括支撑或土层锚杆、围檩和立柱等部分;相邻环境中包括相邻土层、地下管线、相邻构筑物等。
监测项目应根据具体情况确定,主要取决于工程的规模、重要程度、地质条件及周边环境等。监测项目根据基坑等级分类:
(1)属于Ⅰ级、Ⅱ级基坑必测的项目:围护墙(边坡)顶水平位移、围护墙(边坡)顶沉降、基坑内外地下水位、临近建(构)筑物及管线。
(2)属于Ⅰ级基坑必测、Ⅱ级基坑宜测的项目:立柱沉降、围护墙水平位移、土体深层侧向位移、支撑轴力。
(3)属于Ⅰ级、Ⅱ级基坑宜测的项目:孔隙水压力、围护桩体钢筋应力。
4.实施要点
4.1 监测主项实施
(1)围护结构水平位移监测
总体上遵循“基准点~工作基点~监测点”的观测原则。若施工场地条件限制、布设监测控制网比较困难时,可在基坑边相对稳定处布设2~4工作基点,在施工影响范围外稳定的区域布设2~4个基准点,监测点间距15~20m。观测时,首先利用基准点检核工作基点的稳定性,再在工作基点上设站,进行水平位移监测点的观测。
(2)围护结构变形、土体侧向变形监测
采用测斜仪在预埋的测斜管中进行测试。测斜孔布设位置按监测的技术要求进行,并应布设在基坑及土体可能发生变形的典型位置,如基坑长边中部及基坑阳角处。
(3)地下水位监测
地下水位观测设备采用电测水位仪,观测精度为0.5cm。水位观测成果报告中将包括:绘制地下水位与时程的关系曲线、观测点的位置编号、观测时间等。
(4)构筑物沉降、倾斜监测
根据水准控制线路测出的各控制点高程数据,采用闭合线路或附合线路观测周围的各沉降点,也可采用支点观测,但支点站数不得超过2站,且支点观测必须进行两次观测。倾斜监测以经纬仪投点方法为主,因地制宜地采用其它备用方法。
4.2 实测资料整理
重视现场实测资料整理方法的选取,经过必要的分析计算后,以直观的形式(如表格、图形)表达出被测指标的当前值与变化速率,及时反馈与施工有关的监测信息,以供设计、施工及有关工程技术人员决策使用,达到信息化施工。
对于墙顶位移,不仅要关注位移值大小,还要注意速率和表示方法。根据测量数据,绘制位移平面图,以提供设计人员检验原设计意图,帮助施工人员考虑下一步需要注意的事项,决定是否采取一些必要的措施等。
对于墙体内的倾斜或水平位移,应选择典型测点,绘制位移大小和速率变化曲线,以进一步分析围护结构的稳定性。
对于支撑轴力,应注意对温度和混凝土的收缩力的量测,便于分析温度和混凝土的收缩力对轴力量测结果的影响,提高监测数据的准确性。
对于基坑周围环境监测,同样应选择合适的方法,以提高资料的利用效率。
4.3 信息分析反馈
在施工过程中,监测数据的分析分为实时分析、阶段分析,均以联系单或报告形式反馈。
(1)实时分析
每天根据监测数据,分析施工对结构和周边环境的影响,发现安全隐患,及时采取措施。实时分析一般采用联系单或次报表形式。
(2)阶段分析
经过一段时间后,根据大量的监测数据及相关资料等进行综合分析,总结施工对周围地层影响的一般规律,指导下一阶段施工。阶段分析一般采用周报、月报形式,或根据工程施工需要不定期进行,反馈提出指导施工和优化设计的建议。
5.应急处理意见
(1)当基坑支护结构变形超过允许值或有失稳前兆时,应立即采取加固措施。加固的方法有撑、拉、压、灌、堵、减等,加固原则如下:
①当支护结构变形过大、明显倾斜时,可在坑底与坑壁之间加设斜撑。如基坑周边场地允许,可设置拉锚。
②当坑边土体严重变形,且变形速率持续增加时,应视为基坑整体滑移失稳的前兆,应立即采用砂包或其它材料回填基坑,待基坑稳定后再作妥善处理。
③坡顶或桩墙后卸载,坑内停止挖土作业,适当增加内撑或锚杆,增大内撑预应力或预应力锚杆的锚固力。
(2)支护结构桩墙嵌固深度不足,使支护桩墙内倾或踢脚失稳,应立即停止土方开挖,在桩墙前堆砂包反压,也可在基坑外侧挖土卸载,在挡土桩被动区打入短桩加固。土钉墙发生滑塌失稳时,立即停止坑内降水,并在坑内堆砂包反压,周围环境允许时,进行坑外降水。
(3)基坑未设止水帷幕或止水帷幕漏水、流土,坑内降水及开挖使坑外地面或道路下沉、构筑物倾斜、管道断裂时,应立即停止坑内降水和挖土,并立即用粘土或水泥土阻塞夯实,再加混凝土封砌渗漏或用化学浆液、树脂等材料处理止水帷幕的渗漏,必要时重新补做止水帷幕。
(4)基坑开挖引起流砂、涌土或坑底隆起失稳时,应立即停止基坑内降水或挖土,进行堆料反压,周围环境允许时,也可配合坑外降水。基坑开挖回弹、工程桩上拔、隧道底板上浮甚至开裂时,应及时进行基坑内外降水,在隧道基础底板下打抗浮锚杆、抗浮桩。
6.结语
基坑开挖前,应作好抢险加固的技术预案、设备物资的准备工作。当监测变形量临近或超过预警值时,施工单位应该高度重视,及时采取措施,调整施工方案,促使基坑有效可控,确保施工安全。在工程竣工后,对监测数据进行系统分析,总结该类基坑变形的应变规律,为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。
参考文献:
[1]中华人民共和国标准.GB50026-2007.工程测量规范[S].
[2]中华人民共和国标准.JGJ8-2016.建筑变形测量规范[S].
[3]李海龙.明挖隧道深基坑变形监测技术及分析[J].2010(5).