南昌某深基坑工程施工监测与成果分析

发表时间:2016/9/23   来源:《工程建设标准化》2016年8月总第213期   作者:杨守兴 刁心宏 陈力
[导读] 由于城市高层建筑的迅速发展,地下停车场、高层建筑埋深、人防等的各种需要,高层建筑需设置一定的地下室。
(江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室,江西,南昌,330013)
  【摘  要】本文着重介绍了南昌某深基坑的支护形式、施工以及监测方案,并对所监测项目的结果进行分析与整理。监测结果表明,基坑在开挖过程中,时空效应显著,基坑开挖初期基坑底部会发生回弹的现象,围护结构有向上的位移趋势,深部土体的开挖会引起围护结构较大的位移和土体的沉降。因此施工中应严格控制基坑的暴露时间,做好有组织的排水工作;及时加设支撑以及及时施作底板,减小土体的水平位移及地表沉降。
  【关键词】深基坑;变形监测;时空效应;围护结构
  1 引言
  由于城市高层建筑的迅速发展,地下停车场、高层建筑埋深、人防等的各种需要,高层建筑需设置一定的地下室。这就导致了基坑开挖面积大、开挖深度深、形状复杂、支护结构多样性和周边环境保护要求严格等特点。深基坑工程仍然是一项极具挑战性、高风险、高难度的岩土工程研究热点问题[1,2]。在实际的施工过程中,由于技术、经济、管理等方面的因素,在深基坑施工工程过程中出现了不少事故,轻则造成临近建筑物的开裂、倾斜,道路沉降管线错位,重则造成基坑失稳,临近建筑为垮塌,造成不良的社会影响。因此,对深大、复杂的基坑有必要进行优化设计、信息化施工以及及时的现场监测,来保证工程的顺利。本文结合南昌某深基坑工程,介绍了深基坑工程的支护、施工和监测方案,并对主要的监测结果进行了整理与分析。
  2 工程概况
  拟建建筑物为地下三层,地上四栋 高层住宅及商业用房,占地面积25 042㎡,规划建筑总面积约238 42㎡,其中地上172790㎡,地下65632㎡。建筑物工程重要性等级为一级,场地等级为中等复杂场地,地基等级为中等复杂地基。基坑东西方向长约203-208 ,南北宽约108-115 的矩形,深度约16 。
  基坑的支护结构采用钻孔灌注桩结合预应力锚索的支护形式,必要的时候增加内撑支护。基坑开挖深度为16  ,采用  900@1400钻孔灌注桩,桩顶设1200x1000冠梁,支护期间桩间土随基坑来挖进行挂网喷射混凝土进行保护,钢筋网采用 6@150(双向),砼C30。
  3 监测项目内容及技术要求
  3.1 检测项目内容及监测点的布置
  根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50479-2009),并结合该工程的自身特点、周边环境的实际情况和已有工程项目实际经验,制定了本基坑的具体的监测内容、测点的布置、监测的频率、预警值。
  3.2 监测仪器设备及监测仪器的要求
  3.3 监测技术要求
  (1)水准测量基准网及观测要求
  基准点是变形观测的依据,在远离坑(大于5倍的基坑开完深度)的地方设置基准点,位移观测基准点数量不少于两点,且应设置在影响范围以外。对基准点按其稳定程度时测量围护桩体的位移和沉降。基准网和监测点的观测分别按《工程测量规范》(GB50026-2007)二、三等垂直位移监测网的技术要求观测。
  (2)桩顶水平位移观测基准网及观测要求
  桩顶水平位移监测基准网采用导线网,监测点采用极坐标法。监测基准网控制点以建设单位提供的施工平面控制系统为基准建立,采用闭合导线形式。观测要求按《工程测量规范》(GB50026-2007)二等水平位移监测网技术要求观测。
  4 监测结果分析
  4.1 围护结构桩体水平位移的分析
  基坑围护桩体的深层水平位移采用滑动式测斜仪进行监测。由于基坑距离基坑南侧仅3米左右存在多栋的既有建筑物,每栋楼均六层,层高在20m左右;基坑东侧濒临解放路,距离基坑围护结构4米左右,受交通荷载的影响,所以需对着两个环境比较复杂的位置进行重点监测。现对基坑该处的CX-1、CX-3监测点的结果进行分析。
  CX-1位于基坑的东南方向,该测点距基坑边缘3m左右存在若干既有建筑,基础形式均为条形基础,但此处处于基坑长、短边的交界处,刚度较大,监测结果最大位移28mm,低于报警值。

CX-3大致位于基坑的中心位置,此处刚度较小,所监测到的位移值是所有点中最大的,最大值为32mm,处于桩顶位置。CX-1、CX-3均处于复杂的环境中,其监测结果对整个基坑具有代表性。监测结果显示,在整个基坑的开挖过程中,各个监测点的桩体水平位移均未达到警戒值。
  4.2围护结构桩顶水平位移分析
  为了更好的了解围护结构的变形需对桩顶的水平位移进行监测。本次监测工作的重点为围护结构南侧桩体中心位置ZD6、临近建筑物一侧ZD8以及基坑东侧ZD12测点。
  基坑的开挖引起桩体水平位移成逐渐增大的趋势,大致呈波浪式。ZD6监测点的水平位移最大26.6mm,其次是ZD8和ZD12,分别为24.7mm和21mm均未超出警报值。有监测结果可知基坑南侧监测点的水平位移比其他点大,原因在于位于该监测点建筑物比较密集且距基坑的距离刚好满足规范的下线要求。因此,围护结构桩顶水平位移的大小与周围建筑物的密集程度、距基坑的距离有关。基坑的施作过程中,土方开挖是一个卸荷的过程,在开挖的过程中围护结构顶部的水平位移逐渐增大,但是基坑在开挖到40天左右开始施作第一道锚索,从而抑制的水平位移进一步增大的趋势。
  4.3桩顶沉降分析
  基坑开挖时卸载过程,开挖初期,随着基坑内土体开挖,坑内土压力差非常大,被动土压力可能通过围护桩底网基坑内挤压,从而引起基坑内土体回弹的现象。围护桩体一侧土体侧向的解除,也有可能是桩体有向上的位移趋势。但由监测结果可知,该上述现象并不是很明显。
  自获得监测点的沉降初值时,围护桩顶的变形大部分处于沉降阶段。随着每层土体的开挖沉降有逐渐增大的趋势,但变化率均不大。随着地下室梁板柱的施工完毕,刚度的形成,结构自重不断增加,基底下被动区土体的回弹受到限制并使土体产生少量的压缩,围护结构产生些许沉降,最终趋于稳定。围护桩顶最大沉降发生在ZD12测点,最大沉降值为14.5mm。
  5 结 论
  (1)围护结构桩体的水平位移随着基坑土体的卸荷呈现出波动性,随着土方的开挖,围护桩体的水平位移逐渐增大,但是随着支护结构的施作,桩体向基坑位移的趋势有所减小。在施工过程中应做到对维护桩体进行边开挖边支护,减少桩体无横向支撑的暴露时间。
  (2)基坑周边的地下水位在整个施工期间变化幅度不大。但水位会基坑土体的渗水和有组织的降水而出现变化,当现场有集水井时,对集水井进行抽水降水会导致地下水位的下降。
  (3)基坑土体的开挖对基坑及周边环境具有时空效应,在基坑开挖初期,由于对土体的卸荷,坑底的土体会发生隆起现象,同时这部分土体也会带动桩体有向上位移的趋势,但这种趋势很小。随着开挖时间的递增,桩顶和基坑坑底土体会不断回落,最终沉降趋于一个稳定值。
  (4)通过对周边环境复杂的深基坑进行信息化的施工时非常有必要的,基坑的监测工作,能够将变形控制在安全的范围内,当监测值出现超过警戒值的情况时,采取相应的措施,能够很好的使建筑工程顺利的实施。
  参考文献:
  [1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M ].北京:中国建筑工业出版社, 1997.
  [2]孙钧.城市环境土工学[M ].上海:上海科学技术出版社,2005.
  [3]陈涛,张敏,李更召,翟超,邢卫民.天津某深基坑监测结果分析与研究[J ]水利与建筑工程学报,2015,3(13),151-156.
  [4]徐中华,王卫东,王建华.上海软土地区上海银行大厦深基坑工程的实测与分析[J].岩石力学与工程学报,2004,23(Z1),4639-4664.
  [5]叶强,吴庆令.某深基坑的监测分析与变形特性[J].岩土工程学报,2010,8(32),541-544.
  [6]徐安军,王建华,丁勇春.上海地铁明珠二期西藏南路站基坑施工技术[J ].岩土工程学报,2006,28(S1),1664-1672.
  [7]张建全.北京某深基坑工程施工监测与成果分析[J ].工程勘察,2010,2(1),66-70.
  [8]逄铁铮,方永生,覃卫民.厦门梧桐村隧道明挖深基坑施工监测与分析[J ].岩土力学与工程学报2013,1(32),2751-2757.
  [9]GB50497—2009 建筑基坑工程监测计算规范[S],北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2009
投稿 打印文章
留言编辑 收藏文章 推荐图书 返回栏目 返回首页

  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: