深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

戴義波

（福建省地質(zhì)工程勘察院）

深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

戴義波

（福建省地質(zhì)工程勘察院）

本文針對(duì)某大型公共建筑工程的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，闡述基坑監(jiān)測(cè)的必要性，以期事先預(yù)警危險(xiǎn)源，是深基坑質(zhì)量、安全保證的關(guān)鍵，是工程建設(shè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。本文提出利用現(xiàn)代科技手段進(jìn)行有效監(jiān)控及有效布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，防范了基坑施工期間事故的發(fā)生，可供類似工程參考。

深基坑；地下室；監(jiān)測(cè)內(nèi)容；監(jiān)測(cè)點(diǎn)

1　工程概況

本工程是大型公共建筑工程，工程總建筑面積為14.3萬m2。整個(gè)建筑分A、B、C三個(gè)區(qū)，其中B區(qū)C區(qū)為高層辦公大樓，A區(qū)為一個(gè)多功能劇場(chǎng)，A區(qū)地下室混凝土底板面標(biāo)高為-7.65m（屬深基坑），A區(qū)還設(shè)有1000m2及1500m2大型機(jī)械舞臺(tái)，具有旋轉(zhuǎn)、升降、平移等功能，機(jī)械舞臺(tái)的深度要求大于地下室其他部位的深度，1000m2舞臺(tái)地坑混凝土底板面標(biāo)高為-13m，1500m2混凝土底板面標(biāo)高為-10.4m，形成地下室“坑內(nèi)有坑”的特色。工程±0.00標(biāo)高相當(dāng)于羅零標(biāo)高8.4m，室外現(xiàn)有地面標(biāo)高約為羅零標(biāo)高6m（即-2.4m）。

2　工程地質(zhì)概況

2.1綜合地質(zhì)分析表（見表1）

2.2典型地質(zhì)剖面圖

圖1　地質(zhì)情況剖面圖

2.3地下水文狀況

勘察探明地下水情況：第①層雜填土存在孔隙潛水，其水源為地表水和大氣降水。為非勻質(zhì)含水層，富水性較弱，可采用集水明溝方式進(jìn)行降水，第④層粉砂類淤泥層和第⑦層中砂夾淤泥層存在承壓水，承壓水頭分別12.5m和15.8m，下部承壓水和南側(cè)附近東西河有密切的水力聯(lián)系。

3　基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

支護(hù)結(jié)構(gòu)采用沖孔灌注樁，樁徑φ600，樁的上部設(shè)圈梁和冠梁，由于舞臺(tái)位置的基坑比地下室其他部位深度相差大，在地下室基坑內(nèi)對(duì)舞臺(tái)的深基坑位置增設(shè)一道支護(hù)，其中內(nèi)圈冠梁的直徑約30m，外圈冠梁的直徑約60m，形成了大支護(hù)套小支護(hù)的特色?；咏邓c阻水方面，采用在支護(hù)樁外圍設(shè)計(jì)兩排φ500水泥攪拌樁，形成止水帷幕，阻止雜填土內(nèi)孔隙水進(jìn)入基坑（見圖2）。

表1　

4　監(jiān)測(cè)內(nèi)容及點(diǎn)位布置

根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和所處位置地質(zhì)情況。地下室基坑要達(dá)到順利的施工，同時(shí)需要基坑施工監(jiān)測(cè)對(duì)基坑施工及時(shí)提供危險(xiǎn)源預(yù)警作用，確保基坑施工安全。

圖2　A區(qū)基坑圍護(hù)樁布置圖

4.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容

4.1.1支護(hù)樁身變形（測(cè)斜）

測(cè)斜點(diǎn)沿圓形冠梁布置，內(nèi)外冠梁各設(shè)4個(gè)斜測(cè)觀測(cè)孔，共計(jì)8個(gè)測(cè)斜觀測(cè)孔，編號(hào)為CXG-1～CXG-8。測(cè)斜采用先進(jìn)雙向測(cè)斜儀和數(shù)據(jù)采集儀，測(cè)斜管預(yù)埋在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)配合進(jìn)行。

4.1.2土側(cè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)

分別在外部圈梁、冠梁以及內(nèi)部冠梁各設(shè)置三組共計(jì)42個(gè)土側(cè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為TYL-1～TYL-42，采用壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4.1.3支撐結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)

鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)在內(nèi)部圈梁按角度間距45°布置，設(shè)置8組，外部圈梁按角度間距30°布置，設(shè)置12組，每組兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)40個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為GJJ-1～GJJ-40。鋼筋壓力計(jì)預(yù)埋在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)配合進(jìn)行。

4.1.4圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移和沉降觀測(cè)點(diǎn)

布置圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移和沉降觀測(cè)點(diǎn)10個(gè)，編號(hào)S1～S10。監(jiān)測(cè)隨著基坑開挖的不斷加深和地下室施工進(jìn)行，監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的變化情況。水平位移主要采用坐標(biāo)法，用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，位移觀測(cè)點(diǎn)對(duì)中誤差≤1.5mm。

4.1.5周邊建筑道路沉降監(jiān)測(cè)

共布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)29個(gè)，其中周邊建筑物16個(gè)，路面13個(gè)。沉降觀測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺，按光學(xué)測(cè)微法觀測(cè)，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)在觀測(cè)順序和方法按閉合環(huán)線法進(jìn)行，基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差應(yīng)≤0.5mm。

4.2監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)平面布置（如圖3）

圖3　A區(qū)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

5　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

5.1預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范、設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合工程特點(diǎn)及周邊環(huán)境，提出以下預(yù)警值：

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)累計(jì)沉降量、最大水平位移達(dá)0.3％H（H為基坑深度），位移變化速率2mm/d；

（2）應(yīng)力報(bào)警值為7000kN；

（3）周邊建筑物沉降累計(jì)30mm，道路累計(jì)沉降10mm，位移速率位移變化速率2mm/d。

5.2監(jiān)測(cè)頻率

（1）在施工之前，觀測(cè)三次初始數(shù)據(jù)；

（2）在正常工況下，在基坑開挖，澆筑墊層至底板期間，每天監(jiān)測(cè)一次，達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間降雨、位移突增或坑底涌水等非正常工況，每天應(yīng)不間斷觀測(cè)，以及時(shí)提供危險(xiǎn)預(yù)警；

（3）在正常工況下，底板澆筑至地下室封頂，每4～5d監(jiān)測(cè)一次，遇到長(zhǎng)時(shí)間降雨或位移突增的情況，每2～3d監(jiān)測(cè)一次；

（4）地下室封頂至基坑土方回填期間每8～12d觀測(cè)一次，直至土方回填結(jié)束。

在監(jiān)測(cè)后12h內(nèi)提供監(jiān)測(cè)成果，對(duì)施工過程出現(xiàn)的異常情況及時(shí)發(fā)出預(yù)警，以便施工過程中能及時(shí)采取措施，及時(shí)消除險(xiǎn)情，避免事故的發(fā)生。

6　基坑開挖及監(jiān)測(cè)預(yù)警

本工程土方分三次開挖：第一次開挖從現(xiàn)有地面（-2.4m）挖至-4.8m，然后進(jìn)行外圈樁頂圈梁冠梁施工；第二次開挖從-4.8m挖至-8.6m（地下室）、-10.4m（舞臺(tái)位置），然后進(jìn)行內(nèi)圈樁頂圈梁冠梁施工；第三次開挖從-10.4m挖至-14.05m。整個(gè)土方開挖過程根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映，圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移小，且速率穩(wěn)定。

在-13m舞臺(tái)地坑混凝土底板施工完成后，地坑混凝土墻埋件無法確定，影響到混凝土墻以及-7.65m大面積地下室底板無法及時(shí)施工，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)外圍支護(hù)樁變形位移產(chǎn)生了較明顯的變化（見圖4），圍護(hù)樁樁身水平位移增大、速率突變，南側(cè)支護(hù)樁逐步向坑內(nèi)位移，一旦超出警戒值，可能引起支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的險(xiǎn)情，為了控制和阻止南側(cè)支護(hù)樁的位移，經(jīng)各方論證采取應(yīng)急方案施工，決定在-7.65m底板上留施工縫，對(duì)南側(cè)-7.65底板混凝土先行澆搗。監(jiān)測(cè)表明在混凝土澆筑后支護(hù)樁位移速率收斂，位移得到控制，有效避免了支護(hù)可能塌跨的事故發(fā)生。

圖4　A區(qū)外排圍護(hù)樁樁身水平位移--深度成果圖

7　結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，深基坑的施工監(jiān)測(cè)控制起著積極重要的指導(dǎo)作用，正確的預(yù)警，能夠及時(shí)預(yù)報(bào)工程險(xiǎn)情、及時(shí)采取措施、及時(shí)消除險(xiǎn)情、克服重大安全事故的發(fā)生。為此，在深基坑施工中，尤其在軟弱地基、復(fù)雜地質(zhì)情況下更應(yīng)注重利用現(xiàn)代科技手段進(jìn)行有效的監(jiān)控，以期事先預(yù)警危險(xiǎn)源，及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，及時(shí)組織搶險(xiǎn)，是確保深基坑安全施工的關(guān)鍵。

[1]關(guān)于印發(fā)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》的通知（建筑質(zhì)[2009]87號(hào)文）.

[2]《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）.

[3]王士彬，李克勤.淺談深基坑施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)[J].黑龍江科技信息，2010（4）：34～37.

[4]董官聰.淺談深基坑施工技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].華章，2010（2）：12～15.

TU476.3

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1673-0038（2015）29-0267-03

2015-7-3