中铁十七局集团第六工程有限公司 福建省福州市 350014
摘要:随着城市建设的发展,为了缓解交通的拥堵。地铁的发展成一种趋势。根据不同地下土体、施工环境的复杂性,单单根据地质勘察资料来确定设计和施工方案是不够的,尤其是对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目,监测已成了工程建设必不可少的重要环节。本文结合已施工完成的中山公园站~将军祠站的基坑(深21.98米),对深基坑监测存在问题及解决办法进行分析、总结。
关键词:监测;深基坑
1.监测的意义
第一,利用现场监测数据来验证基坑的设计强度。第二,通过现场监测地下水位、地下管线、地表沉降等数据来指导施工。第三,可及时发现和预报险情的发生以及险情的发展程度,采取安全补救。
2.监测的内容
中山公园站~将军祠站区间竖井支护结构采用吊脚桩+钢架混凝土圈梁支护,在桩间采用旋喷桩止水。开挖时,坑内采取井点降水。围护结构必须安全可靠,并能确保施工环境稳定。施工过程中,利用现场监测提供的动态信息反馈来调整施工方案。
2.1表中山公园站~将军祠竖井监测项目
3.测点埋设存在的问题及解决办法
在确定测点的布设前,首先依照设计监测等级要求及布设项目。在参照城市轨道交通工程监测技术规范的布点要求埋设。能埋的测点应在工程开工前埋设完成,并应保证有一定的稳定期,在工程正式开工前,各项静态初始值应测取完毕。
3.1监测基准点
如果监测基准点埋设在不稳定地层或者车流经常通过地段,会造成不均匀沉降。使基准高程不一致。因此为了保障基准点的稳定性和观测精度要求,基准点应该在施工现场旁离基坑边3倍开挖深度距离的稳定土体中钻孔至中风化岩1M布设三个基准点进行互相校核。正确基准点的埋设方法见图1。
图1基准点的埋设
3.2基坑顶部位移、地表沉降观测点
基坑顶部位移、地表沉降观测点的布设根据现场实际情况,特别是地表沉降点埋设要选址在稳定的土层上。测点一般要110mm的孔径为了避免车辆对测点的破坏,打入的钢筋要低于路面5~10cm,并于测点外侧设置保护管,且上面覆盖盖板保护测点,如图2。地表下沉量测测点采用Φ20~Φ30mm,长50cm~100cm钢筋制成,测点四周用细沙填实,套管四周用水泥砂浆填实固牢。
图2地表沉降测点剖面
3.3测斜管测点
在预定的桩号上布置测斜管埋设,确定测斜管孔深,将测斜管底部装上底盖,逐节组装,为了防止灌注过程中泥浆流入管内。应该采用塑胶袋密封再绑扎到钢筋笼上如图3。下钢筋笼时,随时检查其内部的一对导槽,使其“十”槽始终与坑壁走向垂直。并向管内注入清水。¬在混凝土灌注完后将探头模型放入测斜管内,沿导槽上下滑行一遍,以检查导槽是否畅通无阻,滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵,在未确认测斜管导槽畅通时,不允许放入探头。
图3测斜管安装图
3.4 水位观测点
基坑在开挖前根据设计要求降低地下水位,但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑内渗漏,地下水的流动是引起塌方的主要因素,所以地下水位的监测是保证基坑安全的重要内容;水位监测管的埋设应根据地下水文资料,在含水量大和渗水性强的地方,在紧靠基坑的外边,埋设方法与桩体竖向位移(测斜)的埋设相同。用基准点测量管口高程,然后采用水位计测量水位,如图4。
图4水位计测量示意图
3.5应力计的埋设
应力计是用于监测基坑围护桩体、水平支撑受力。它的安装也须跟支撑结构同步,一般选方便的部位,选几个有代表性的断面,每个断面装二只压力计,以取平均值;应力计必须用电缆线引出,并编好号。编号可购置现成的号码圈,套在线头上,也可用色环来表示,色环编号的传统习惯是用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白分别代表数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,现在购买的应力计均有编号及用有颜色的线区分,应力计必须用电缆线引出,并编好号。
3.6爆破震动监测观测点
施工过程中,测点根据现场实际需要,对爆破震动影响范围内周边存在的重要性建筑物及管线等重要区域进行监测。
测点埋设采用石膏粉的黏贴方法,将三向拾振器粘结牢固。具体埋设方法为:首先,在被测点选取一干净平整面,然后取适量石膏粉放于选取点位置,向石膏粉中缓慢倒入适量清水,待水和石膏粉基本溶解后,将传感器轻轻放入溶解的石膏粉中,放入时注意保持传感器正面向上且垂直于选点平面,然后适当用力按下,固定好后,轻移传感器,如无明显松动,即安装完毕,联接仪器,等待信号采集,如图5。
图5 爆破监测点安装示意图
传感器安装的准确性是数据可靠性的最重要保障。现场安装时,应注意以下几点:
(1)传感器的测量方向必须准确,安装时应使用水平尺及罗盘,对传感器的安装进行调平及调方向,确保三维测量方向的正确;
(2)传感器安装位置应选择在与被监测物形成一体的结构上,并选取离爆点最近的位置;
(3)传感器必须与被监测物可靠粘结,粘结剂可选择石膏粉、AB胶,也可以选择以夹具或磁座方式,与被测物形成刚性联接;
(4)传感器与仪器的连接必须可靠,连接完成后,可轻拽线缆,确认线缆已接好;仪器进入信号等待状态后,轻轻用手指敲击传感器,观察仪器是否记录,确保传感器及仪器的可靠工作。
测点布设好以后,必须绘制在地形平面示意图上。各测点须有编号,为使点名一目了然,各种类型的测点要冠以点名,点名可取测点的汉语拼音的第一个字母再拖数字组成,如土体深层位移观测可定名为:TST-1,水位观测可定名为:DSW-1,等等,如图6。
图6 平面示意图
4.基坑监测中出现的常见问题
深基坑工程支护施工过程中常常存在的问题主要有以下几种:
4.1 监测人员不专业
主要表现为监测单位不能针对监测项目配对专业的技术人员,造成一些突发现场问题不能处理,采集的监测数据不能真正反映真实的现场。造成盲目施工现象。
4.2监测不重视
主要表现是建设单位为省钱不要求施工监测,或者虽设置一些测点,数据不足,忽视坑边住宅的检测,或者不重视监测数据,形同虚设。支护设计中没有监测方案,结果发生情况不能及时警报,事故发生后也不易分析原因,不利于事故的早期处理,省了小钱化大钱。
5.结论
深基坑需从设计、施工到监测均需步步为营,设计必须到位,除对基坑整个支护方案的设计,明确基坑的安全等级和各项的预警值;施工单位应严格按基坑设计文件进行施工,以确保工程质量,在施工过程中对存在问题或与设计图纸不符之处及时向设计单位反映,尽快处理解决;对于基坑监测单位,应由具有监测质资的第三方进行观测,应在基坑开挖前应作出系统的开挖监测方案,监测方案应包括监控目的、监控项目、监控预警值及报警值等,监测项目应能满足规范要求及基坑安全。