桩锚支护结构深基坑监测方法探讨

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年4月8期   作者: 杨丽娜1 满朝晖2
[导读] 随着城市地下空间的利用,对深基坑支护结构的安全性要求也随之提高,众所周知,深基坑建设工程开挖深度较大,施工现场环境较为复杂,因此对深基坑监测方法进行研究至关重要。
        杨丽娜1 满朝晖2
        1.身份证号62050219850208****,陕西西安,710061
        2.陕西西咸新区城建投资集团有限公司,陕西咸阳,712000
        摘要:随着城市地下空间的利用,对深基坑支护结构的安全性要求也随之提高,众所周知,深基坑建设工程开挖深度较大,施工现场环境较为复杂,因此对深基坑监测方法进行研究至关重要。下面本文就针对某桩锚支护结构深基坑监测方法展开探讨。
        关键词:深基坑;桩锚支护;技术创新;
        1 深基坑施工面临的问题
        1.1 不确定因素较多
        深基坑的施工在开挖过程中存在很多不确定性,如果考虑不全面或支撑体系设计不合理,则可能发生安全事故。一旦发生安全事故,就会造成巨大的经济损失,建设项目的成本也会增加,甚至会造成人员伤亡。面对这种情况,有必要在深基坑施工中进行有效的现场调查,以明确深基坑施工面临的风险因素,并选择科学有效的支护方法。
        1.2 基坑的深度不断增加
        如今,建筑土地资源的短缺日益加剧,为了实现土地资源的有效利用,建筑行业正在逐步扩大高层空间和地下空间的发展。为了实现地下空间的有效开发利用,当今建筑工程中基坑深度的增加,给深基坑支护的施工带来了困难,对深基坑支护技术的要求也越来越高。
        1.3 复杂的施工条件
        现阶段,大部分建设项目都处于一定的复杂环境中,建设在复杂的市区环境内,建设项目所在的地区,地下管线的铺设越来越复杂,这给深基坑支护体系的选择带来了更大的困难,并且对施工技术提出了更高的要求。
        2 深基坑桩锚支护结构技术创新
        2.1 超深基坑桩锚支护结构施工技术
        复合土钉墙+桩锚支护结构联合技术可以实现的支撑深度为31.4m,对于超深基坑可以选用土钉墙+桩锚支护的新型化技术,构建非线性理论模型来进行数值模拟分析,运用Midas软件来构建基坑工程模型,分析研究基坑开挖变形与稳定性特征,并分析基坑开挖深度对支护桩体位移与弯矩方面的双重影响、支护桩刚度的变化对支护桩弯矩和位移方面的双重影响等。可在此基础之上来制定行之有效的技术对策,从而进一步保证基坑支护结构的安全可靠性。
        2.2特殊情况下的桩锚支护
        拟建建筑结构边线周边存在既有建筑地下室,既有地下车库埋深大约为12.0m,拟建建筑基础埋深为16.4m,其所处的环境相对特殊,可以优先选用双排桩支护体系或排桩+短锚杆支护体系技术。如果选用第一种双排桩支护体系,护坡桩则会存在有高12.0m的悬臂段,悬臂段太长,这对于控制基坑变形尤为不利,更为关键的是造价也比后者高很多。如选用第二种排桩+短锚杆支护体系,锚杆长度选择至关重要,必须将关键点放在地下车库结构的防水层之上,分别从变形控制与经济合理性两方面来分析考虑,应用砖墙构造柱+排桩+锚杆支护体系,桩顶位为-3.0m,自然地面到-3.0m属于砖墙。例如:1b—1b剖面,来设计6排锚杆,其中前4排锚杆设计为短锚杆,其中每一根锚固力在80kN,4排锚杆累加的锚固力和1—1剖面设计的1排长锚杆锚固力285kN基本相同。为了防止损坏既有地下室结构,预应力锚杆需要尽量长,前4排锚杆的下倾角度均是由之前的15°变更成20°。该类设计在确保基坑安全的基础之上,来严格管控上部基坑结构变形,这对于节约工程成本所起到的作用至关重要。


        2.3 支护结构的监测
        2.3.1围护墙水平位移和竖向位移监测
        1)监测方法,在基坑实际开挖的过程中,需要实时监测基坑周边围护墙竖向及水平位移,另外将各主要监测点分布在基坑周边的中部与阳角部位。监测水平和竖向位移采用的是同一个点,其他各监测点则布置在围墙的顶端。
        2)监测周期,在基坑支护工程施工的各个环节都必须开展实时监测工作。在开挖过程中,每天监测一次;一旦存在位移量较大或者是数值突变的特殊情况,就必须要分别在上下午各观测一次;在浇筑底板之后的7天之内:1次/d;7~14天:1次/3d;14~28天:1次/5d;28天以上:1次/7d。
        3)注意事项及监测报警,各个基准点与监测点均需要严格进行防护并标记出来,这样一来便可以在防止施工过程中受到损坏。监测工作必须严格按期实施,杜绝出现漏测的情况,在基坑开挖临近坑底时,相关监测人员务必要值守在施工现场,以便可以及时监测到基坑的变形情况,从而在最大限度上来避免基坑坍塌事故的发生。
        2.3.2周边建筑物监测
        1)沉降监测,沉降监测主要针对的是基坑周边建筑物与地表沉降来进行实时化监测。
        2)监测方法及仪器,本次监测所运用到的设备是DS1型水准仪,监测过程始终坚持《国家二级水准测量标准》,将闭合水准线路构建出来,在线路中的每一监测点之间的距离务必符合规范要求,并将误差控制在±0.5mm以内。
        3)设置观测基准点及监测点,在制定监测范围与基准点的时候,需结合相关规范标准与施工现场实际情况设置在基坑周边以外、基坑深度3倍之外的固定位置,然后再设置3个基准点,基准点主要选择的是长度1m的φ16mm的钢筋,将其打入到地面以下,地面则使用混凝土来进行加固处理,以作为此次监测的基准点。地表沉降监测点主要可以分成水平位移及纵向沉降观测点,其中,水平位移监测点主要是在基坑的中心部位,竖直基坑的平面来进行布置;纵向沉降观测点则设置在基坑周边,沿着基坑延伸的方向进行设置,各监测点之间的距离控制在10~20m之间。沉降监测点通常需要设置在建筑外形突出部位、建筑物墙角、柱身、建筑两边高差相对较大的部位。
        2.3.3建筑物倾斜监测
        建筑物倾斜监测主要运用的是直接测定的方式来实施,首先需要在所监测的建筑物上设置上下两个监测点,上下两点需要保证在相同的垂直视准面上,监测所得视准面的垂直线变倾斜,那么就表明建筑物发生了倾斜。
        2.3.4建筑物裂缝监测
        在进行正式基坑开挖之前,对于临近建筑的原有裂缝,在基坑施工过程中要进行全面的监测,从而便可以及时掌握到导致裂缝发生的最终原因。在针对既有建筑进行基坑施工的过程中,还需要注意是否会出现新的裂缝,一旦出现新裂缝必须要一一记录并编号,并实施测绘与拍照。
        结束语
        综上所述,目前,在现代高层、超高层建筑基础施工过程中,基坑施工属于难点,当然也是事故频发的重点工序。桩锚支护结构,实则为排桩+预应力锚杆(索),将其运用在工程之中可以显著改善支护桩的受力情况,从而实现平衡水平土压力的目的。对于此形式的深基坑监测方法非常重要,对基坑的安全性也有所保证。由此可见,本文的研究也就显得十分的有意义。
        参考文献:
        [1] 周勇,李康.基于开挖过程的深基坑桩锚支护结构位移的数值模拟分析[J].兰州理工大学学报,2018,44(05):132-136.
        [2] 王明珉,孙广宇,朱立刚,等.深基坑开挖引起的桩基承载力损失和桩身附加拉力简化计算方法[J].建筑结构,2019(22):158-163.
        [3] 许健,杨少飞,吴海洋,等.黄土地区深大基坑桩锚支护结构监测与数值分析[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2019(04):517-524.
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