信息化監(jiān)測技術在保護某廠瀕危煙囪中的應用

李海龍

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

0 引言

某廠鍋爐房煙囪建于1980年，原高度為45m，其基礎采用圓形鋼筋混凝土承臺，承臺砌置深度約為2 m，承臺持力層為褐黃色粉質粘土。2002年1月對現(xiàn)煙囪進行傾斜觀測,發(fā)現(xiàn)煙囪的頂部向南、向東仍分別傾斜了436mm和48 mm,總傾斜值為438.6mm,傾斜率達到13.7‰,遠超過規(guī)范規(guī)定的高聳建筑物容許傾斜率6‰的規(guī)定?，F(xiàn)擬在該煙囪北側約5m外建1幢地下1層、地上3～5層實驗樓。在事先未查明該廠煙囪為瀕危煙囪的情況下，原設計實驗樓基礎采用350mm×350mm×31m預制方樁加地梁承臺,工程樁總數(shù)為196根?；訃o結構采用Φ700mm×l2m水泥土攪拌樁擋墻?；娱_挖深3m，局部達到4m。施工前夕在得知該煙囪為瀕危煙囪,如何在確保瀕危煙囪安全的前提下,仍然采用原設計的預制混凝土方樁基礎方案就顯得十分重要了。

1 影響煙囪安全的因素與防護對策

當該工程基礎仍然采用預制混凝土方樁加地梁承臺,基坑圍護結構仍然采用水泥土攪拌樁擋墻時,對施工時影響實驗樓南側瀕危煙囪安全的因素采用的防護措施有:

1）為盡可能消除壓樁施工和攪拌樁噴漿產生的側向擠土作用,首先在煙囪北側埋設了一排孔隙水壓力釋放砂樁,砂樁呈三角形交錯布置,間距1.0m,樁長15.5m。

2）合理安排壓樁流水，嚴格控制壓樁和攪拌樁施工速率,以便使壓樁和攪拌樁施工過程中產生的超孔隙水壓力能夠得到均勻和及時釋放。

3）在鄰近瀕危煙囪的基坑南側水泥土攪拌樁擋墻中加插工字鋼肋骨和工字鋼斜撐,以減少基坑開挖時圍護結構墻體的側向位移變形和煙囪基礎下深層土體失穩(wěn)。

4）在煙囪周邊事先建立了一個完整的四維空間監(jiān)測預警系統(tǒng),以便對施工過程進行全面監(jiān)控,對可能出現(xiàn)的險情進行預測預報,以便及時指導和調整上述各類防護措施的實施。

2 防護措施實施與效果

按照上述防護對策方案,在實際施工過程中,先后于2003年3月～5月相繼完成孔隙水壓力釋放砂樁、工程壓樁、基坑圍護結構攪拌樁、圍護墻支撐及基坑開挖與地下室結構施工。施工過程中實行了嚴密監(jiān)控和防護措施調整,監(jiān)測結果表明:

1）在孔隙水壓力釋放砂樁施工期間,由于采取嚴格控制砂樁施工速度,并采用隔樁跳打方式,煙囪基礎周邊的垂直位移累變量一般均嚴格控制在-2～-1mm之內,其南北方向的差異沉降也均未超過-1 mm,并略向偏安全的北方傾斜變化3mm以上。

2）在工程樁壓樁施工期間,由于采取時遠時近分散壓樁的的壓樁流水并嚴格控制壓樁速率,保持距煙囪1倍樁長范圍內的壓樁速率每天1～2根,使基坑南側(煙囪北側)砂樁對壓樁擠土引起的超孔隙水壓力得到及時釋放。

3）在基坑圍爐結構水泥土攪拌樁施工期間,由于施工時同樣采取隔樁跳打的方法成樁，位于煙囪基礎北側10m深度的土層孔隙水壓力雖略有升高，但消散時間極為短暫，一般只有30 h左右,表明攪拌樁施工時注漿引起的超孔隙水壓力,不僅幅值較小,而且影響范圍也相對局限。與此同時,位于煙囪北側的CX1孔深層土體在注漿擠土作用下，處于5～15m深度間的深層土體雖繼續(xù)向南水平位移，其最大水平位移累變量雖也一度最高達-33mm左右，但后期當孔隙水壓力得到消散后,又很快回彈到-22mm左右。而該孔5m 深度以上的淺層土體由于煙囪基礎的頂限作用,其水平位移累變量最大時曾一度達到-10mm左右，但后期一般都均回彈到原有的平衡位置。致于位于煙囪基礎西北側的CX2孔,在攪拌樁注漿擠土作用下，處于4～12m深度間的深層土體在施工中期其最大向南方向水平位移累變量雖也一度高達-23 mm,但在后期隨注漿超孔隙水壓力的消散也均有明顯回彈。正因為如此,在此階段,煙囪基礎的垂直位移變形,實際上并未表現(xiàn)為明顯的上隆,反而出現(xiàn)最大-5 mm的沉降,且北側沉降略大于南側。與此同時,煙囪也相應向北回傾10mm左右。也就是說,在此階段后期,該煙囪實際上不僅沒有繼續(xù)向南傾斜變化,反而開始逐步向北回傾。

4）在基坑開挖和地下室結構施工期間,由于基坑挖土的側向卸荷作用,位于煙囪北側CXl、CX2孔處的深層土體隨即出現(xiàn)明顯的向北回彈,其最大回彈幅度可分別高達5mm和10mm 左右。與此同時煙囪基礎也相應出現(xiàn)明顯的沉降變形,其南北兩側的最大沉降位移累變量最終可分別高達-6 mm和-12mm,南北差異沉降量也可高達-5mm左右。這樣煙囪向北傾斜回彈幅度最終也可達-21mm左右。表明施工結束后，煙囪的傾斜值較施工前不僅未加大,而且反而向安全方向略有回彈。

3 結論

綜上所述，在本工程基礎施工過程中采用合理防護措施,對施工過程進行嚴密監(jiān)控，嚴格實行信息化監(jiān)測施工，不僅有效地確保某廠瀕危煙囪仍然處于原有的變形狀態(tài)，而且還使該煙囪向東南方向的傾斜變形略有減小,并重新處于新的相對穩(wěn)定狀態(tài)。同時在確保實驗樓施工能夠按原定計劃完成的基礎上，取得了良好的經濟技術效益。