索立永
天津利安建工集团有限公司 301900
摘要:近年来随着城市化进程的加快,使的城市地下空间的开发与利用成为推动城市经济发展的关键。越来越多的地下车库、城市地铁等修建,同时也对基坑开挖的施工技术提出了更高的要求。
关键词:深基坑;围护结构;施工控制技术
引言
目前,地下空间工程的大规模建设,基坑工程的问题变得也越来越常见,例如,基坑的开挖深度和开挖面积在逐渐增大,基坑开挖和围护技术的复杂程度也在不断提高。在城市基础设施建设中,基坑工程的周边环境条件是异常复杂的,紧邻各种基础设施及构(建)筑物,如地下管线、高架桥、大型建筑物、道路、以及以天然地基为基础的民宅等,不管是设计环节出错,还是施工环节出错,都可能引发四周环境的破坏,从而极大地威胁人民的生命财产安全,对国家也会造成巨大损失。因此,有必要对基坑的结构形式进行研究。
1、施工监测控制
1.1 监测目的
基坑开挖及围护是一个动态的过程,需要进行严格的位移监测,以达到设计需要。根据施工现场的布置,及考虑周边环境的影响,对基坑进行检测以达到目的:
1.1.1现场监测数据与设计值进行比较,如果超出限定值,就要采取必要的围护措施,避免支护结构的破坏,保障国家及施工人员的生命财产安全;
1.1.2施工的开挖过程进行严密的检测,做到信息化施工,科学合理的施工,能够有效避免资源浪费,同时节约工期;
1.1.3设计单位能够实时获取施工现场资料,对实测结果进行修改和完善,保障顺利完工;
1.1.4总结工程经验,为类似工程积累工程数据。
1.2 监测工作流程
随着基坑工程施工步序的开展,基本的工作流程如下:
1.2.1围护桩墙施工时,同步安装围护结构内的测斜管;
1.2.2围护桩墙、支撑施工完后,钻孔埋设坑外水位管;
1.2.3做好结构的位移测点及测斜管的保护工作;
1.2.4结构施工同步安装传感器,并测出初读数;
1.2.5基坑开挖前,先期布设基坑周围地面沉降监测点、周围建构筑物沉降及倾斜监测点、周围地下管线沉降监测点;
1.2.6基坑开挖前,与第三方监测单位合作,共同采集测出各测试项目初始值;
1.2.7每道支撑施工时,同步安装轴力计,并测出初读数;
1.2.8检测设备安装好后,加强测点的保护工作;
1.2.9在施工过程中,补充部分原本不具备安装条件的测点。
2、施工围护结构形式
2.1 地连墙施工
基坑工程通常采用泥浆护壁的地下连续墙工法施工,地下连续墙有较多的优点:
2.1.1墙体刚度大、整体性好,因而其整体变形性好,因此可应用于超深的围护结构,也可应用于主体结构。
2.1.2适用于各种地质条件。
2.1.3可减少工程施工时对周边环境的影响。
2.1.4可进行逆作法施工,有利于缩短工期和节省施工造价。
2.2 支撑结构
基坑在开挖过程中,需要地连墙对边界条件进行约束,同时,需要多道横撑进行基坑水平向的围挡。横向支撑有,钢筋混凝土撑及钢管支撑,通常一个工程里会涉及多道混合撑,以满足基坑开挖过程的需要。
3、工程案例
天津地铁二号线顺驰桥地铁车站深基坑,顶部覆土3.6~6.5 m,标准段宽度22.2 m,开挖深度约深度为18.5 m。且采用明挖法施工。该车站周边建筑物较多,且地下管线众多,有电信、电力、输水、燃气和路灯等多种市政管线,对施工有较大影响,施工前应做好探测迁移工作。
关于该深基坑工程的土质参数情况为,0~-5 m为素填土,-5~-9 m为淤泥质黏性土,-9~-11 m为含有机质砂,-11~-13 m为粉质黏土,-13~-20 m为砂卵石层,-20~-22 m为强风化花岗岩,-22~-27 m为全风化花岗岩,-27~67 m为中风化花岗岩。
4、基坑支护方案
该工程采用5道混合撑的结构设计,第一道横撑为钢筋混凝土撑,距墙顶深度-0.500 m处,支撑间距为9.0 m,混凝土采用C30,第二~五道横撑为钢支撑,分别距墙顶深度-3.551 m处,-7.356 m处,-10.651 m处,-15.653 m处,支撑间距为3.0 m,型钢型号为@609×16。
5、工况施工步骤
根据基坑开挖的实际情况,这里分了十一个工况。工况一,开挖至-1.41 m,工况二,在-0.91 m处安装第一道支撑,工况三,开挖至-4.46 m,工况四,在-3.96 m处安装第二道支撑,工况五,开挖至-8.27 m,工况六在-7.77 m处安装第三道支撑,工况七,开挖至-11.56 m,工况八,在-11.06 m处安装第四道支撑,工况九,开挖至-16.56 m,工况十,在-16.06 m处安装第五道支撑,工况十一,开挖至坑底标高-19.96 m。
6、数据分析
6.1围护结构顶部水平位移
这里就围护结构的顶部数据点进行水平位移的观测,其中观测基准点不少于三个,对埋设的检测标志桩应加以保护防止破坏,同时选择晴朗的天气对仪器进行观测。这里的工况假设为,工况二:开挖至第1层支撑位置,施工第1道支撑;工况三:开挖至第2层支撑位置,施工第2道支撑;工况四:开挖至第3层支撑位置,施工第3道支撑;工况五:开挖至第4层支撑位置,施工第4道支撑;工况六:开挖至第5层支撑位置,施工第5道支撑;工况七:开挖到基底,浇筑底板。
6.2地连墙变形分析
对于地连墙的变形分析,这里采用墙体内埋设测斜管的方法,使用CX-3C型测斜仪。
6.3地表沉降变形分析
关于地表的沉降变形,这里采用DS05电子水准仪配合铟钢尺测量,最大沉降量为10.09 m,距基坑侧壁10 m左右,并随着距基坑侧壁越远,沉降变形越小,趋于稳定。
7、结论与认识
本文通过对基坑开挖的检测目的及检测工作流程进行了分析,就基坑开挖所采用的围护结构,地连墙加内支撑的形式进行简单的介绍。
同时,本文对某深基坑开挖进行了分析,采用的围护结构形式进行研究,得到基坑墙顶的水平位移一直处于向基坑外位移的趋势,受基坑开挖的影响较明显;地连墙在开挖过程中,开挖初期位移变化较小,开挖到-11.06 m处时,侧向位移变化开始变明显,最终地连墙出现较大水平位移值为12.5 mm,在墙体的1/2处;在基坑开挖过程中,对地表进行观测,发现距基坑侧壁越远,沉降变形越小,出现较大值在距坑侧壁10 m的距离,位移值为10.09 m。
本文就天津地铁二号线顺驰桥地铁车站深基坑工程,进行施工监测分析,具有重要的认知意义。同时,可以为类似的深基坑工程提供借鉴。
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