錨索內(nèi)力變化量超限原因分析與防范措施

程 亮

（北京市地質(zhì)工程公司，北京 100143）

錨索內(nèi)力變化量超限原因分析與防范措施

程 亮

（北京市地質(zhì)工程公司，北京 100143）

在基坑自測(cè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合第三方監(jiān)測(cè)單位的數(shù)據(jù)共享，判斷基坑安全狀態(tài)，能夠有效的為基坑安全保駕護(hù)航。本文基于華新城居住區(qū)615地塊職工安置住宅項(xiàng)目，介紹了施工過程中出現(xiàn)的錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)警的相關(guān)情況。其發(fā)生的主要原因?yàn)椋褐ёo(hù)樁施工后局部場(chǎng)地未夯填密實(shí)，基坑周邊也未做硬化防水處理，形成了雨水下滲通道，短時(shí)暴雨誘發(fā)的深層土體沉降引起了錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警。文中對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警情況產(chǎn)生的原因及其他相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均進(jìn)行了系統(tǒng)分析，藉此對(duì)基坑當(dāng)時(shí)的整體安全狀況進(jìn)行了評(píng)估。同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)有針對(duì)性的采取了加強(qiáng)排水、基坑周邊硬化防滲、加強(qiáng)儀器觀測(cè)及人工巡視等措施。并介紹了類似情況可能用到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置措施，保證了基坑的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

基坑；錨索內(nèi)力；數(shù)據(jù)報(bào)警

0 引言

根據(jù)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定，基坑施工的同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案、經(jīng)論證的施工方案、監(jiān)測(cè)方案的相關(guān)內(nèi)容同步進(jìn)行施工過程監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)的目的是實(shí)時(shí)跟蹤基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、結(jié)構(gòu)內(nèi)力的指標(biāo)，保證基坑的安全運(yùn)行（許丹萍，2014）。

結(jié)合第三方監(jiān)測(cè)單位的數(shù)據(jù)共享，針對(duì)基坑工程出現(xiàn)的相關(guān)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷基坑的安全狀態(tài)，需要施工技術(shù)人員的高度重視。尤其是在監(jiān)測(cè)過程中，一旦出現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常，需要工程技術(shù)人員的特別關(guān)注（鄧祖裕，2014），本文就已完工程中出現(xiàn)的錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)警的情況及其處理進(jìn)行了探討。

1 工程概況

擬建廣華新城項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地位于北京市朝陽(yáng)區(qū)百子灣地區(qū)，西依東四環(huán)路，東至化工二廠東側(cè)路，北臨廣渠路，南接觀音堂路。擬建項(xiàng)目用地原為北京化工二廠和北京有機(jī)化工廠廠區(qū)（現(xiàn)已基本拆除），用地總體呈邊長(zhǎng)約1km左右的正方形狀，總建筑面積約243.26萬m2，其中住宅（含部分配套公建）建筑面積約219.59萬m2，公共建筑面積約19.05萬m2，教育用地約4.62萬m2。

擬建項(xiàng)目分由7個(gè)建筑群81棟建筑物組成，建筑層數(shù)地上為1～35層，控制高度為100m，局部地標(biāo)建筑達(dá)120m。地下4層、埋深約19.0m。

2 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件

（1）工程地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，按照地層沉積年代、成因類型，分為人工堆積層、新近沉積層和一般第四紀(jì)沖洪積層3大類。

人工堆積層：擬建場(chǎng)地表層為人工堆積層。

新近沉積層：人工堆積層以下為新近沉積層，主要地層為砂質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層。

一般第四紀(jì)沖洪積層：主要地層情況為細(xì)砂層、粉質(zhì)粘土層，基底主要坐落在細(xì)砂層、基底以下為中砂—細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂層。

典型地層剖面如下（圖1）：

（2）水文地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告共揭露兩層地下水，分別為潛水和承壓水（表1）。

圖1 土層剖面圖Fig.1 Engineering geological section

表1 地下水位一覽表Tab.1 List of groundwater level

3 支護(hù)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述

基坑采用上部土釘墻，下部護(hù)坡樁+預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)形式，樁徑800mm，樁間距1.6m，設(shè)置3層預(yù)應(yīng)力錨索，均為一樁一錨。

基坑設(shè)計(jì)等級(jí)為1級(jí)，使用期限為1年。

典型支護(hù)剖面如下（圖2）：

4 錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析

第三方監(jiān)測(cè)單位提示，單周內(nèi)3#、4#錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)變化量超限，即11月6日測(cè)定的第三道錨索內(nèi)力數(shù)值與10月31日測(cè)定的數(shù)據(jù)相比，變化量超20%。

圖2 典型支護(hù)剖面圖Fig.2 Typical supporting prof i le

數(shù)據(jù)變化情況主要為：

（1）錨索內(nèi)力動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

3#、4#監(jiān)測(cè)點(diǎn)第三道錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)變化量超限，但其錨索內(nèi)力現(xiàn)值僅為設(shè)計(jì)拉力值的80%左右，尚未達(dá)到錨索設(shè)計(jì)拉力值，也遠(yuǎn)未達(dá)到錨索受拉荷載極限值，不會(huì)出現(xiàn)錨索突然失效或斷裂，造成邊坡突然失穩(wěn)的情況。

（2）錨索臨近基坑邊坡坡頂沉降、水平位移數(shù)據(jù)分析

3#、4#第一、二道錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均穩(wěn)定、無突變，且梁頂位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，3#、4#內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)位附近（19#—26#梁頂水平位移監(jiān)點(diǎn)）水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無異常，未見有明顯位移點(diǎn)位，綜合判定此區(qū)段護(hù)坡樁支護(hù)體系整體穩(wěn)定，不會(huì)突然出現(xiàn)較大位移。

（3）基坑現(xiàn)開挖工況下安全性分析

3#、4#內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)區(qū)段內(nèi)僅中部部分土方開挖至第三道錨索以下，其他部位原狀土層位于錨索工作面處，未進(jìn)行下挖，護(hù)坡樁樁體嵌固深度近8m，且此區(qū)段內(nèi)支護(hù)體系尚未達(dá)到承受全部設(shè)計(jì)荷載的工況，基坑邊坡安全有可靠保證。

5 超限原因及現(xiàn)場(chǎng)處置措施

5.1 超限原因分析

結(jié)合樁頂水平位移、土釘墻頂沉降及錨索內(nèi)力數(shù)值數(shù)據(jù)綜合分析，造成3#、4#監(jiān)測(cè)點(diǎn)錨索內(nèi)力變化量超限的主要原因?yàn)椋?/p>

（1）3#、4#內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)區(qū)段上部土體主要為填土（填土厚度約10m），表層無硬化。雨水直接滲入邊坡，土體內(nèi)水壓力增大，錨索內(nèi)力增加。

（2）3#、4#內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)位附近（19#—26#墻頂沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)）區(qū)段沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該部位平均沉降量為15～19mm，個(gè)別點(diǎn)位數(shù)據(jù)接近臨界沉降數(shù)值，遠(yuǎn)高于其他周邊點(diǎn)位的沉降數(shù)據(jù)。經(jīng)坡頂實(shí)地勘察可見，表層土已出現(xiàn)明顯沉降，前期已開挖的箱變基礎(chǔ)周邊沉降尤為明顯（圖3）。

箱變基礎(chǔ)周邊開挖后未夯填密實(shí)，基坑周邊也未做硬化防水處理，極易形成雨水下滲通道，多次降雨后造成了護(hù)坡體系后部已發(fā)生整體沉降。19#—26#墻頂沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期有微量增加，不能夠完全穩(wěn)定，也佐證了這一問題。

11月5日突降暴雨作為直接誘因，導(dǎo)致了土體深層沉降的發(fā)生，造成深層錨索端部錨固體一同沉降。3#、4#內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于區(qū)段的兩側(cè)陽(yáng)角，受力條件相對(duì)差，深層整體沉降的發(fā)生在這兩個(gè)點(diǎn)位尤為明顯，反映在錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)變化量上即產(chǎn)生了數(shù)值的突變。

圖3 箱變基礎(chǔ)附近實(shí)拍圖Fig.3 Photo near the Box-type transformer foundation

5.2 現(xiàn)場(chǎng)處置措施

為保證邊坡安全，施工現(xiàn)場(chǎng)已安排專人進(jìn)行此區(qū)段周邊觀測(cè)井點(diǎn)的緊急降水，盡快降低墻后水壓力。

后期施工中還應(yīng)注意：加強(qiáng)雨后等極端天氣下邊坡位移、沉降的監(jiān)測(cè)；嚴(yán)格控制邊坡入滲；如可能出現(xiàn)邊坡險(xiǎn)情，要按照基坑邊坡應(yīng)急預(yù)案的內(nèi)容要求，緊急處置。

根據(jù)11月7日的3#、4#內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，第三道錨索拉力已無明顯變化。持續(xù)觀測(cè)3天以上已無明顯變化，可判定3#、4#內(nèi)力變化已穩(wěn)定。

5.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置

若持續(xù)觀測(cè)錨索內(nèi)力持續(xù)增加且不收斂，可采用護(hù)坡樁前填土或邊坡上部挖土卸荷的方法緊急處置。

若持續(xù)觀測(cè)錨索內(nèi)力，可能超過1.2倍設(shè)計(jì)拉力值且不收斂，則需視情況，重新進(jìn)行校核計(jì)算，采用局部增加預(yù)應(yīng)力錨索的方法，保證邊坡穩(wěn)定、安全。

儀器觀測(cè)的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)基坑周邊的巡視，尤其是特殊天氣情況下的例行檢查。

6 結(jié)論

（1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)異常，需及時(shí)分析異常產(chǎn)生的原因。就錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常為例，還需要分析樁頂水平位移、土釘墻頂沉降等其他觀測(cè)數(shù)據(jù)，給出基坑安全狀態(tài)的科學(xué)判斷。

（2）對(duì)于變化量超限的特殊點(diǎn)位，應(yīng)著重探明引起該變化的原因，綜合考慮原場(chǎng)地條件、施工工藝、施工進(jìn)程等多方面的影響因素，給出針對(duì)性的補(bǔ)強(qiáng)或加固措施。

（3）重視不良天氣條件，特別是冬雨季季節(jié)性施工期間，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的不利影響，提出季節(jié)性施工預(yù)案，防患于未然。

（4）在基坑自測(cè)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)與其他各參建單位尤其是第三方監(jiān)測(cè)單位的數(shù)據(jù)共享，針對(duì)基坑工程出現(xiàn)的相關(guān)情況及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，信息交換，綜合判斷基坑安全狀態(tài)，能夠有效的為基坑保駕護(hù)航。

賀躍光,熊莎,吳盛才,2013. 基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的某地鐵基坑工程安全風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)價(jià)[J]. 工程勘察,41(9)：47-50+55.

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Treatment Measures for Anchor Internal Force Monitor Data Alarm

CHENG Liang

(Beijing Geo-engineering Company, Beijing 100143)

Based on self-test pit, combined with third-party monitoring unit of data sharing, to determine the security status of excavation can be effectively used as a base pit escort. Based on the completed construction of staff building projects in 615 block in Guanghua New Town, it introduced the relevant situation occurred during the construction of internal force anchor monitor. The main reasons are summarized that the construction site near the supporting pile is not fi lled dense, also not enough hardened around foundation waterproof i ng to form the rainwater inf i ltration channel, and short-time rainstorm induced deep soil subsidence by deep internal anchor forces alarm in monitoring. In this paper, the causes of monitoring data and other relevant monitoring data are analyzed systematically, so as to evaluate the overall safety condition of the foundation pit. At the same time, the construction site have to take the strengthening drainage, around the foundation pit hardening seepage, strengthen the observation instrument and artif i cial inspections and other measures, and the similar situation may be used onsite emergency disposal measures, to ensure the safety and stable operation of the foundation pit.

Excavation engineering; Anchor internal force; Data alarm

TU753

A

1007-1903（2017）01-0092-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.01.016

程亮（1983- ），男，研究方向：基坑工程設(shè)計(jì)與施工。E-mail：914667699@qq.com