1.中国水利水电第五工程局有限公司 四川成都 610000 2.中电建成都建设投资有限公司 四川成都 610000
摘要:放坡开挖过程的边坡治理、科学的勘察、设计与施工紧密结合作用巨大,为了及时了解施工期间边坡的支护定量、放坡成效及变形规律,监测具有不可替代的作用。而监测信息对可能出现边坡失稳做出预警保证施工安全,防止事故的发生。
关键词:监测信息 预警机制 动态管理
1前言
地下空间的开发及基坑工程应运而生,边坡工程的复杂性和重要性也日渐显露出来,成为工程界的一个难点和热点。特别是在膨胀土地区,膨胀土深基坑的特殊性常常导致常规基坑支护出现工程问题,这与膨胀土所具有的“吸水膨胀,失水收缩”、亲水性、易塑易滑等特性有关。
2工程概况
成都轨道交通19号线二期工程温家山路站位于成都平原腹地,属第四系台地地貌,地质条件复杂、地形多呈垄岗状,人工边坡和自然边坡环境地形受近期人为改造明显,总体略有起伏。车站范围特殊岩土由上至下为人工填土、膨胀土、膨胀岩、风化岩及石膏,无岩层突变,总体工程地质条件一般。工法采用明挖顺筑法施工,基坑支护形式为放坡+土钉墙支护。边坡开挖高度约为26.7m,其中一、二级边坡设计坡比为1:0.75,三、四级边坡设计坡比为1:0.5。
3监测信息系统化
3.1监测目的
在施工过程中通过监测值的变化真实客观的了解基坑周边环境的变形、受力状态,便于工程施工组织、决策,确保边坡在施工过程中的稳定以及生产任务按照预定的要求顺利进行。同时,检验设计方案及施工方案在土质边坡地质情况不乐观的情况下支护措施应用的合理性、有效性,掌握施工对基坑环境的影响程度,优化设计方案和施工组织,达到动态设计与施工的目的。
3.2监测系统化设计
边坡监测系统的设计包括边坡监测和施工安全监测、支护效果监测和长期动态监测,一般以边坡监测和施工安全监测为主。施工安全监测是在施工期对边坡的位移(包括水平位移和垂直位移)、土体侧向变形。应力、地下水等进行监测。监测信息包含边坡地表的位移量值、巡视过程中记录地面裂缝的出现和发展、地下滑动面的形成等。在基坑开挖过程中,必须保证支护结构的稳定性,以确保施工安全,从而不危及基坑周边建(构)筑物。
3.3监测信息的反馈
基坑施工期间通过监测取得周围环境及支护结构的沉降、位移等变形信息及时反馈到前方生产部门及技术部门,进行监测信息化施工非常重要,及时调整施工方案,必要时增加辅助施工措施以保证施工安全性和经济性。监测信息根据监测项目中所列项目整理成报表,定期按日、周、月反馈于施工现场人员及相关技术部门。监测数据累计值或变化速率超过预警值、控制值规定后,及时发出的预警报告,降雨期间巡视雨前、雨中、雨后随时上报监测信息。
4监测信息动态管理机制
4.1预警机制
在监测数据达到预警值的累计值,基坑支护结构体系出现较大的变形、压曲、断裂、松弛等迹象,根据实际情况及时对监测数据和巡视结果进行综合分析采用监测信息及预警动态管理机制:
⑴内部预警:当对边坡宏观巡视过程中发现地面及坡面表象裂缝趋势增大,根据判断有“险情情况”出现,将进行内部预警。预警信息将以短息形式报送施工管理部门主要人员及安全质量主要人员。
⑵黄色预警:当实测累计值条件达到控制值指标的2/3且变化速率达到控制值,根据监测情况判断有“险情情况”出现,将进行黄色预警,预警后编制分析报告为施工提供初步建议。监测预警信息将以短信形式报送施工管理部门主要人员及安全质量主要人员。
⑶橙色报警:当实测累计值达到控制指标的2/3且变化速率连续二次达到控制值,根据监测情况判断有“险情情况”出现,将由黄色预警提高至橙色预警,预警后编制分析报告为施工提供初步建议。监测预警信息将以短信和电话通知形式报送施工管理部门主要人员及安全质量主要人员、监理、设计及相关业主单位。
⑷红色报警:当实测累计值和变化速率均达到控制值,根据监测情况判断有“险情情况”出现,将由橙色预警提高至红色预警,预警后编制分析报告为施工提供初步建议。监测预警信息将以短信、电话通知、红色报警单形式即刻报送施工方、监理、设计及相关业主单位。
⑸紧急报警:当监测数值未经过前四个预警过程突然达到红色预警值,并有继续发展下去的趋势。监测预警信息将以短信、电话通知、紧急报警单形式即刻报送施工方、监理、设计及相关业主单位。
4.2施工动态管理机制
由于基坑边坡施工受各种客观因素的影响,可能会发生上述各种预警情况下的险情情况,为了能及时排除险情确保安全,高边坡开挖应结合施工管理贯彻“动态设计、信息化施工的原则”,在开挖过程中密切结合监测数据分析并注意核对地质情况。
⑴通过变形监测获取的信息,可以有效的检验边坡施工工序安排是否合理,以确定合理的施工工序,如发现边坡位移超过容许值时,应果断采取必要的措施来阻止可能会有坍塌风险的趋势发生。
⑵通过地表沉降观测、土体深层水平位移等微观监测数据分析获取的信息可以分析判断施工过程中边坡稳定状况及发展趋势,如在施工过程中边坡处于稳定性较好的情况下,但边坡坡面存在细微裂缝,应及时查明地下裂缝原因并采取沥青灌缝等有效封闭措施。
⑶通过地下水位监测检验基坑降水方案的实际效果,降水速率和降水深度都可以作为基底施工条件预判断,确保基坑在干燥的条件下施工,防止边坡失稳、坑底隆起,避免因过度降水而引起的对周围建筑物的不良影响或不均匀沉降、地面塌陷等问题,或是因降水不足使基坑最深部位集水。
4.3监测信息对设计的指导
⑴由于勘察精度的限制及地质条件的复杂性,施工中对变形较为严重的坡体开挖过程作为对变形体的再勘察、再认识,对变形体支护方式及坡度所改变的受力状况需要通过监测信息的系统化综合分析。
⑵根据地表竖向沉降及水平位移观测成果可知边坡变形空间关系发展的趋势,若无变形收敛说明支护结构设计合理,若变形持续增长则说明支护结构设计不合理。
⑶及时编录施工地质情况及监测数据反馈的信息,在必要时提出反馈、变更设计建议,以实现信息化施工,优化和提高施工方案和施工管理方案。
5结论
高边坡的稳定是极为复杂的,单靠理论分析很难精准的掌握它的稳定状况,所以必须建立起完善的动态监测系统及管理处置机制,通过对边坡地表、深层位移及水位的跟踪监测,得到的监测数据信息进行综合分析,才能正确的把握施工过程中边坡的稳定状况和发展趋势,在建立监测信息动态管理机制由此对设计及施工方案进行相应的调整,加强施工期间的监测工作,动态掌握边坡的变形发展情况,最大限度降低事故带来的经济财产损失。
作者简介:
邢坤:(1988-),男,四川成都,助理工程师,现任职中国水电五局成都地铁19号线土建4工区项目测量队副主任,从事市政工程测量监测工作。
王辉:(1989-),男,四川成都,助理工程师,现任职中国水电五局成都地铁19号线土建4工区项目测量队副主任,从事市政工程测量监测工作。