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摘要:城市基坑开挖具有施工风险高、难度大等特点。基坑监测能起到指导正确施工的作用,是避免事故发生的必要措施。主要对深基坑施工中的监测技术的具体应用和结果进行分析阐述。
关键词:岩土工程;深基坑;监测技术
近年来,随着我国科学技术的飞速发展,施工工程的方法也随之增多,深基坑施工中对于安全性的要求越来越高,因此监控量测已经成为最重要的安全保障措施。其主要通过分析基坑支护结构以及基坑周围的土体变化情况,来为基坑提供重要的安全保障,并针对出现的异常情况及时做好应急处理,从而保证基坑顺利施工。只有及时提供准确的监测数据,才能及时发现异常变形并预警,保证及时进行处理和修改施工方案,才能保证深基坑施工的安全。
1、深基坑监控量测的目的和意义
(1)监测深基坑施工中的周围构筑物以及地下管线的沉降情况,保证基坑开挖施工影响范围内的构筑物及地下管线的安全;
(2)了解施工过程中基坑支护结构的受力动态变化以及基坑开挖引起周边土体变形的大小,准确掌握基坑开挖过程中可能产生失稳的薄弱环节;
(3)收集相应工程数据,以便为今后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验,并与计算结果进行比较,完善计算理论。
2、岩土工程深基坑监测内容
2.1基坑支护位移监测
2.1.1支护结构顶部的水平位移和垂直沉降监测
基坑工程中最直接、最重要的观测内容就在于支护结构顶部的水平位移和垂直沉降监测,其主要目的在于找出基坑支护结构任意水平位移、垂直位移与固定参照点相应值的变化,构成变化曲线图。该固定参照点应设置在受深基坑工程施工影响较小的地方,距基坑2倍~3倍开挖深度的水平距离之外。
2.1.2支护结构倾斜位移监测
支护结构的深层挠曲变形观测,是通过支护结构倾斜位移来得以体现的,而这也是主要的控制深基坑位移的手段。通常埋设测斜装置以监测,测斜装置的构成包括了测斜管、测斜仪以及测读仪。在监测中,测斜管与支护结构长度应保持一致,并延伸至地表,材料通常为PVC测斜管。
2.2基坑支护结构体系应力监测
2.2.1支护结构体系内力监测
对支护结构体系内力进行监测,通常包括了支护结构、支撑结构的监测。其主要目的在于通过构件受力钢筋应力的测定,然后根据钢筋和混凝土共同工作以及变形协调条件反算得到。
2.2.2土压力的监测
土压力监测通常在围护结构迎土面埋设土压力计,为保证在浇混凝土时,避免混凝土不包裹土压力计,最好在围护结构的外面钻孔埋设土压力计。
2.3孔隙水压力监测
在深基坑支护结构的孔隙位置出的水压力环节的监测非常关键,其压力变化的情况需要开展实时的监测,才能确定其是否会发生沉降现象的可能性,也可以集中管控由于开挖作业引起的不良地质情况变化,以及地表受力出现隆起导致结构发生变形的问题,并可以有效的阻止沉井进一步出现下沉的状况发生,这些问题都可以采取对空隙出的水压监测和分析得出的结果来进行评估和判断,有效的防范可能出现的安全隐患和事故。
2.4坑内土层监测
基坑底部的土层结构是否会随着施工作业的进一步推进而出现某些危险的因素和问题,这是坑内和底部监测工作的重点,主要检查基坑底层位置的土层是否出现了隆起等情况,一般会采用水准设备仪器来作为监测的测量工具。
3、岩土工程深基坑监测技术应用
岩土工程施工中所采用的监测技术具备的实用性功能较多,能够对多种关键的施工环节和支护型结构展开准确而全面的实时监测,比如在支护结构施工中所采取的连续墙施工模式,要确立其墙体的高度指标,也就是其在基坑内部所处的深度,并防范可能出现的塌陷或者墙壁开裂等事故现象,可以采取搅拌桩的处理方式来进行加固,以起到强化墙体承载力和支撑力的重要作用。所使用的混凝土等材料要检测其性能指标,开展严格的监测管理工作,确保其性能指标符合设计要求和施工规范。在工作期间要根据监测工作的规定来设置监测设备及其元件所处的位置,确定其应用模式,通过采集各处信息来进行数据处理,为基坑施工提供相应应对方案的信息支持。
4、深基坑监测问题的对应举措
4.1管涌及流砂举措
①大型机械开挖及机械行驶要避免将排水管道损坏,一旦出现破裂要立即修复;②在施工时应当利用深井或井点对基坑进行有效降水,将止水桩设计得更为合理,让其切合挡土桩设计,保持紧密结合,以增强支护刚度和发挥帷幕墙的作用;③桩嵌入基坑底深度要准确算出,让土颗粒的浸水密度比桩侧上渗动水压力大,当挡土桩间出现间隙,应在背面设旋喷止水桩挡水,防止发生流水缺口,导致水土流失情况,涌入基坑;④挡土桩宜穿透基坑底部粉细砂层,在施工开始前要增强地质勘察,将土质情况了解清楚。
4.2位移举措
①当经监测出现位移时,应在位移较大部位卸荷和补桩,或在该部位进行水泥压浆加固土层;②基坑开挖前应进行降水,以减少桩侧土压力和水流入基坑,使桩产生位移,施工时,应加强管理,避免在支护结构上大量堆载、停放挖土机械及运输汽车;③锚杆施工必须保证锚杆能深入到可靠锚固层内,基坑开挖前应将整个支护系统包括土层锚杆、桩顶圈梁等施工完成,挡土桩应达到强度,以保证支护结构强度和整体刚度,减少变形;④灌注桩与阻水旋喷桩间应当结合严密,让其形成封闭止水幕,防止桩后土壤在动水压力作用下过多流入基坑,及严格计算入土深度和支护结构挡土桩截面,避免漏算桩顶地面堆土、运输车辆、堆放材料、行驶机械等附加荷载。
4.3塌方问题举措
(1)在基坑支护验收时,应将下列资料充分准备好。①设计变更通知、重大问题处理文件和技术洽商记录;②边坡和周围岩土工程物变形监测报告、锚杆抗拔试验报告、混凝土强度试验报告、砂浆试块抗压强度试验报告以及原材料出厂合格证、复验报告;③边坡工程与周围岩土工程物位置关系图、施工记录和竣工图等。
(2)重视对重要的基坑工程进行必要的监测,监测内容主要有以下几点:①渗漏、冒水、冲刷、管涌;②地下水位以及基坑周边的地面变形;③支护结构的变形以及邻近工程和地下设施的变形等。
(3)做好相关预防措施。①开挖基坑前应首先采取相关降水方式,将地下水降至开挖基底0.5m以下;②土层锚杆应当深入至厚实土层里,并灌浆密实;再者,应当避免随挖随支护,尤其要强调按照设计要求程序施工,不能任意在支护结构上增加支护设计未考虑的诸多施工荷载或者随意改变支护结构的受力状态;③应当将挡土桩设计得拥有充分的强度和刚度,同时利用顶部圈梁将其连成一个整体。
5、结语
监测技术是保证施工安全重要的手段。由于现有监测方法只能定点、定时对深基坑工程进行监测,而不能满足其动态、连续过程。在综合深基坑主要失效形式以及传统监测方法,并吸收其他工程的监测方法的基础上,进行了深基坑工程监测方案的改进,提出了深基坑智能结构,以及使用光纤传感器以及计算机成像等先进监测技术实时监测的思路,为进一步开拓深基坑监测领域打下了基础。
参考文献
[1]齐术京,王长龙.深基坑岩土工程施工中的监测技术的处理[J].科技信息,2011(06):351-352.
[2]蒋宿平.基坑监测技术的研究与应用[D].长沙:中南大学,2010