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信息化技术在深基坑支撑支护体系的应用

发表时间：2020/6/3 来源：《中国建筑知识仓库》2020年1期作者：李海龙

[导读] 摘要：本文讲述了深基坑内支撑支护体系采用信息化技术进行分析和研究，为施工及时提供监测结果和信息，使参建各方能够完全客观真实地把握工程质量，掌握工程各部分的关键性指标和所处的状态，对可能发生危及基坑工程本体和周围环境安全的隐患进行及时、准确的预报，确保基坑结构和相邻环境的安全。

1 前言
随着深基坑钢筋混凝土内支撑支护结构开挖的深度越来越大，依据现有的技术和设备，很多基坑工程中出现的问题现象，还不能通过单纯理论分析计算来解释确定，信息采集积累的工作仍有不可替代的作用。信息化施工是指利用施工中所获取的岩土工程和支撑结构信息反馈用以指导调整施工的工作。在施工过程中，及时的信息采集、分析、处理，既可以真实的反映基坑实际的运作状态，指导下一步的施工工作。
2 工程实例
某工程项目基坑深度14.0m~15.5m，属深基坑，工程南侧距离基坑边14m左右有一座主体结构刚完工的工程，同时西侧还有一座公交站。根据工程的特点及相关规范要求，特制订以下监测数据：

3 施工过程监测
3.1 基坑内水位的监测
        在工程深基坑进行基槽及最后一步土方开挖时，对降水井水位及深度进行监测，发现有一半左右的降水井水位维持在-12.500m左右，而基坑开挖深度为14.5m，水位需达到开挖深度以下50～100cm左右，才可进行土方开挖。然后对降水井深度进行测量，发现部分降水井深度已达不到降水的要求，故研究决定对部分达不到深度要求的降水井，进行重新洗井，已达到后续土方开挖的条件。
3.2 土方开挖过程中的监测
        在第一道环撑土方开挖期间，为减少对基坑南侧建筑物的扰动，采用从北往南的开挖方式。在该过程中，加强对南侧观测井、周边沉降及支护桩水平位移的监测。其中，观测井基本无变化，周边沉降的日变化速率在设计范围之内，同时支护桩自-0.000m至-4.700m范围内，向基坑内侧倾斜，同时，越往端部倾斜越大，但均在设计范围之内。可得出第一道环撑土方开挖期间，各项监测数据均在受控范围之内，同时所选取的土方开挖方式是合理的。
        在第二道环撑土方开挖期间，采用的同样的从北往南开挖。在该过程中，第一道应力监测值YL1、2变化比较剧烈。
在该过程中，先施工的两个出土口，在出土口处，两道环撑之间采用的是直径为200mm的钢管进行回顶（如图1和图2），以增加该处的稳定性。

3.3 水平支撑机械拆除过程中的监测
本工程水平支撑拆除采用的是机械拆除，为了确保该过程中的安全性，在拆除第二道支撑时，对周边沉降数据、支护桩水平位移、第一道支撑应力加强监测。在该过程中，各个数据变化正常，每天在速率变化范围之内，无突变，可得出拆除环撑前换撑的施工是可行的、合理的。
3.4 监测点布置
（1）坡顶水平位移和竖向位移监测点沿基坑四周布置，应优先布设在基坑中部、阳角等位置，水平间距20m。水平和竖向位移监测点共用。
（2）地下水位观测点：本工程基坑外侧布设地下水位观测点，沿基坑周边布设，布设在坡顶外侧2m处。
（3）周边地表竖向位移监测点布设位置同坡顶竖向位移监测点，监测点由基坑上边缘起向外侧设置，点间距分别为2m、3m、5m。沉降监测点埋设在原状土中。
4 信息化施工监测成果的分析
4.1 对测斜监测成果的分析
以现场支护桩测斜孔在深基坑施工过程中的变化规律分析，如图3所示：

图3 支护桩变化曲线图
在该图中可以看出，当开挖至第一道环撑时，支护桩向内侧偏移，日偏移速率为0.14mm/d，在设计范围之内，最大偏移量为2.01mm，在支护桩顶部；当开挖至第二道环撑时，最大偏移位置在桩顶和第一、二道环撑之间深度为6m左右处。而第一道环撑位置处，因第一道环撑的水平作用，使该处水平位移有小范围的变小；随着槽底土方的开挖，位移量继续向坑内增大，但开挖深度以下的桩身偏移量≤3mm，表明围护桩的嵌入深度也是足够的，设计是合理的。
从测斜曲线的形状看，当开挖深度较小时，桩的变形曲线表现为桩底位移小、桩顶位移大的“扫把形”，而当开挖深度较大，加上水平支撑以后，由于支撑的刚度大，对桩体位移起了很大的限制作用，桩的变形曲线表现为底部小、中间大的“鼓肚子形”，跟理论和经验的判断吻合得较好。
4.2 对水平支撑应力监测成果的分析
以其中的典型应力点的变化为例：

图4 应力变化曲线图
首先在土方开挖期间，应力值不断地、均匀的变小，且每天的变化速率在设计范围之内，最终未超过监测预警值。在地下主体结构施工期间，监测数据趋于稳定。水平支撑拆除期间，应力值开始变大，因水平支撑的拆除，换撑的水平传力所致。
5 结束语
信息化施工在深基坑内支撑支护体系的应用，可以在施工过程中通过实测数据检验工程设计所采取的各种假设和参数的正确性，及时改进施工技术或调整设计参数以取得良好的工程效果，做好优化设计和信息化施工。同时积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工整体水平提供基础数据支持，将监测结果反馈设计，通过对监测结果同设计预估值的比较和分析，检验设计理论的正确性，并且可以为今后的设计提供依据。
参考文献
[1] JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社
[2] GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社
[3] JGJ/T8-97建筑变形测量规程[S].北京:中国建筑工业出版社
[4]GB50026-2007工程测量规范[S].北京:中国建筑工业出版社
[5]中国土木工程学会土力学及岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2012
[6]李家宝主编.结构力学[M].北京:高等教育出版社,1999