戴洪文
中兵勘察设计研究院有限公司,重庆 400000
摘要:深基坑施工与监测技术是建筑工程项目中关键的环节,同时也是相关人员一直以来重点研究的课题。其能够直接决定建筑项目的品质,起到保护群众人身财产安全的作用。基于此,本文对大型深基坑做出研究,并对其施工以及监测技术加以分析,以供参考。
关键词:深基坑;开挖监测;变形
1 深基坑变形观测概述
在建筑基坑的施工深度达到5m之后,便能够将其被定义为深基坑。对于深基坑,需要借助加护施工去保证基坑的整体稳定性。而深基坑变形观测的主要目标是确 保工程的安全性与稳定性,具体的观测内容包括管线工程、基坑周边建筑、坑底隆起、变形情况、平面位移等。深基坑变形观测的主要特征包括高精度以及时效性等。这项工作主要是在降水与开挖过程中完成,时效性是指工作中需要随 时观测整个过程中动态反应,记录基坑的变形过程,保证相关技术人员能够及时获取每个环节的信息,并且对基坑变形问题及时做出应对,合理地进行处理。而高精度则主要是指在测量过程当中,误差的限制范围应当精确到毫米,例如 高程不超过60m的建筑,工程测量误差的范围应当在±2.5mm,观测的精准度应当达到每天体现0.1mm变化。
2 深基坑变形观测的相关设备
因深基坑变形观测有着很高的精准度要求,而且随着技术的不断发展,变形观测的质量要求越来越高,所以在实际检测过程当中,传统的监测仪器已经无法满足 实际的观测要求。为此必须要依据监测环境与实际的监测要求去选择优质观测设备。其中最为常用的设备包括以下几种:其一是测斜仪,其最主要的作用是用于测量并维护结构,同时观测内部水平位移情况与铅垂方向土层的仪器,利用测斜仪,能够完成对于单双向位移距离的测量,并且依据位移信息去计算结构的 矢量和,进而对位移方向及最大值进行确认;其二是土压力计,这种仪器是用于对支护结构施工后土体压力情况进行测量确认的仪器,能够测出土体压力的主动、被动、停止、压力大小等诸多信息,这样能够对支护结构位移信息进行更加精准的判断;其三是全站仪及水准仪,这两种仪器,其最主要的测量内容是施工现场的周遭环境,包括支护结构变位、地下管线的情况等等;其四是水位计,主要针对围护结构的渗漏情况进行测量,此外还有地下水位变化、降水效果等等;其五是钢筋应力计,主要测量支护结构轴力、弯矩等信息,判断支护结构的稳定性。这些设备都是工程测量的基础设备,但是随着技术的不断发展,还会有更多设备不断被开发并投用。
3 深基坑施工监测特点
首先,时效性。通常的工程测量在时间上通常都没有限定,但基坑监测在时效性方面则有着鲜明特点。监测结果通常都是动态的,也只有真正做到实施监测,才能够获得更真实、可靠性更强的监测结果。因此,在深基坑施工中,一定要实施开展监测工作。从时效性这一层面来讲,其深基坑施工监测工作中引用的设备,必须要拥有可以快速采集数据的能力,且要坚持实施运行。特别是在面对较为恶劣,或者是复杂多变的环境时,要坚持顺利运行;其次,等精度。在具体施工监测中,需要测量的是相对变化值,这一数值并非是绝对的。针对基坑边壁变形测量中,只要明确相对位置的移动数值即可,其他数据不需要反复测量。所以在实际监测中,只需要按照标准要求,确保测量位置可以始终保持一致即可,最后,高精度。以往的普通工程测量中,误差一般都是数毫米,而针对基坑施工来讲,则要进一步精确其误差。所以,为了达到这一要求,在基坑施工中应引用更先进、更加精确的仪器,确保最终获得结果的精准性。
4 工程概况
某工程为地上12层、地下2层地下室的框架结构,建筑面积约为53 852.6 m2,建筑高度为44.55 m,室内外高差为0.45 m。东面紧邻大门至住院部通道,路边缘距基坑不足1 m,人流车辆密集,施工过程中路面有出现局部开裂或坍塌的可能性;基坑南面为8层独立大楼,距离最近约20 m;西面有4层建筑物,其中老工程位于本工程西北角,紧靠基坑。四周房屋中,除综合楼为人工挖孔桩外,其余多为浅基础,受基坑变形的不利影响较大;另外,经建设单位证实,周边无地下管线沟。场地地层概况为:杂填土,层厚1.6 m~4.7 m;淤泥,南部缺失,层厚0 m~1.3 m;粉质粘土,层厚2.2 m~6.3 m;圆砾,层厚2.8 m~5.8 m;强风化泥岩,层厚0.6 m~4.1m;中风化泥岩,全场分布,未揭穿。本工程场地抗浮设计水位56.5 m,地下室标高47.25 m。
5支护体系设计概况
根据设计图纸,基坑开挖深度为10.4 m,基坑各方向侧壁共分为六段,分别为ABCD段、DE段、EF段、FG和HI'I段、GH和GG'H段以及AI段,其安全等级均为一级,重要性系数均为1.1。基坑支护主要采用止水帷幕+锚索(杆)+人工挖孔桩支护方式,部分地段采用止水帷幕+放坡+土钉墙支护。
6基坑监测
本工程监测重点是在基坑开挖期间对基坑支护结构的稳定性进行监测,和对周围建筑物进行跟踪沉降监测。根据设计要求,共设置水准基点4个,水准基点选择建筑基础深度2倍以外的稳定场地上。
6 监测结果
监测结果如图1~图4所示,监测结果表明,周边建筑物沉降和支护结构位移已经趋于稳定,锚索拉力值未达到设计值的80%,支护桩内力变化较大,但未超过抗力值,支护结构工作正常,基坑稳定。
(图4)4号水准基点
7 监测异常应急措施
根据现场观测结果,若出现:冠梁顶水平位移较大,速率较快;坡面出现滑移现象;深层土体出现明显位移,基底有隆起趋势;桩身应力应变出现突变;锚索与土钉拉力达到80%的设计值或突变;地下水位突变;场内外道路变形明显;周边建筑物沉降不稳定等情况,需考虑采取应急措施。
应急措施:(1)坑外挖土卸载、(2)钢管斜支撑、(3)坑底堆沙包或还土、(4)坡面上打设木桩或土钉。施工现场应准备一定数量的钢管、松木桩、草包等应急材料。
8 结语
根据深基坑监测数据结果对该项目基坑变形规律进行了探讨。结果表明,周边建筑物沉降和支护结构位移已经趋于稳定,锚索拉力值未达到设计值的80%,支护桩内力变化较大,但未超过抗力值,支护结构工作正常,基坑稳定。各项指标满足规范要求,该工程的设计方案可供同类工程参考。
参考文献:
[1]龙林,李之达.长沙市某深基坑工程的监测及变形规律研究[J].建筑结构,2020,50(2):133-137.
[2]李清培,陈友生.深基坑拱形围护结构受力变形特征分析[J].公路,2019(12):151-153.