超大软土深基坑工程变形监测刍议

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:刘振涛
[导读] 摘要:基坑工程变形监测,是超大软土地基建设管理的主要方面。
        上海广联环境岩土工程股份有限公司
        摘要:基坑工程变形监测,是超大软土地基建设管理的主要方面。基于此,本文结合软土深基坑工程变形监测机理,以上海广联环境岩土工程股份有限公司资料为参考,着重从支护结构、轴力强度分析等方面,探究超大软土深基坑工程变形监测结果应用方式,以达到明晰技术要点,促进软土深基坑工程技术策略不断优化的目的。
        关键词:软土深基坑;建筑工程;变形监测
        引言
        深层岩土基坑施工,是建筑工程施工操作的主要构成部分,它对项目整体建设的稳定性具有直接影响。随着国内工程建筑项目施工范围逐步扩大,超大软土深基坑施工监测与管理技术受到的关注度也越来越高。为最大限度的保障项目建设品质,就要针对软土深基坑施工期间常见的变形问题进行分析和研究。
        一、软土深基坑工程变形监测价值
        软土基坑施工,是指大面积、或者是含水量较高的地区进行的挖掘作业[1]。依据专业的软土地基理论定义,将天然含水量较高、孔隙较大、压缩性高,且抗剪水平较低的开挖区域称之为软土地基,软土地基部分是由软塑到流塑状态的黏性土组成[2]。一般来说,此类基坑挖掘受到侧面摩阻力大小约束,且关于边坡的稳定状态分析可以看作是一个三维空间形态。当基坑挖掘范围较小时,基坑周围坡度的稳定性越大,结构抗滑安全指数越高。针对软土深基坑工程施工期间,结合此类基坑的基本特征,对可能造成大规模软土深基坑工程挖掘变形的问题进行探索,是依据软土深基坑工程的基本情况,寻求保障基坑挖掘稳定性的方法。同时,软土深层基坑挖掘工作开展过程中,想要规避软土深基坑工程局部变形的问题,就要做好软土路基部分施工的要素分析,确定好软土基坑变形检测基本条件。为此,针对软土深基坑工程施工的基本状况,对其中的工程变形检测要点阐述,可以说是有序的基坑建设质量提升方法。
        二、超大软土深基坑工程变形监测要点
        超大软土深基坑工程工程监测工作的有序化实施,应从以下内容加以阐述:
        (一)支护结构位移状况监测
        软土深基坑工程建设过程中,支护结构主要用于深基挖掘周围结构辅助性支撑和调节,它与周围地下连体钢筋孔、斜孔支护深度之间关联密切。尤其是针对超大型软土深基坑工程而言,基坑两侧放置的斜孔深度应与地下连续钢筋笼之间处于等长的状态,且基坑两侧放置的支护结构与斜孔部分应保持上下协调的。实际操作过程中,支护深层基坑检测的布置间距保持20-25米,就可实现深坑基层支护监测[3]。
        超大型软土基坑施工监测过程中,支护体系与外部围护领域的轴力变化是否保持着同向运转的状态,是监测支护体系发生变形的重要性依据。一方面,当软土基坑部分土方开挖部分的软土原有应力失去平衡时,应力部分开挖部分也将出现局部重力失衡的问题。另一方面,随着土方开挖部分深度逐步加大,基坑内支护变形点逐步位移。当基坑挖掘时支护点和围护周围可支撑的点减少到一定程度时,软土深坑挖掘部分将产生变形。
        为避免超大软土基坑挖掘时期出现支护周围开挖变形,施工人员在软土基坑挖掘前要对周围支护和围护领域进行宏观检测,确定深层开挖区域可承载重力的点。必要时可采用浇筑底板进行防护,按照“先测量,后支撑,再挖掘”的顺序施工。此外,严禁在软土层部分出现超挖的现象,也是规避超大软土基坑变形的方法。
        (二)支撑轴力强度监测
        超大型软土基坑挖掘过程中,支撑轴力强度的大小,直接对支撑受力面是否会发生变形之间有着密切的关联。同时,支撑轴力强度的高低,也会对基坑挖掘部分的地下水位帷幕建设效果产生干扰。具体进行基坑监测与分析时,往往按照基坑结构的变化实际状况,先对每一个支撑点的端头受力情况进行监测,其次是对基坑部分地下水位观测孔部分受压情况进行勘察。
        依据超大型软土基坑挖掘的实际状况,将该部分的支撑轴力分析结果归纳为:(1)基坑开挖工作实施过程中,支撑轴力的强弱会跟随混凝土支撑部分所受到的压力大小发生相应的变化。当支撑受力点位于软土地基的核心部位时,支撑轴部分的受力强度较大,此时轴力大小在2000-1500kN之间。当支撑受力点在软土地基非核心受力部分时,支撑轴部分的受力强度就会相对较小,此时轴力大小一般在1000-1500kN之间。(2)当软土深层基坑挖掘范围之内轴力发生变化时,地下水位帷幕部分也随之产生了相应的变化。其中位于核心部分的水位帷幕受压强度在2000-2500kN,而非核心部分的受力强度在1500-2000kN。


        超大软土基坑挖掘工作开展过程中,为了避免基坑挖掘期间出现受力不均匀的情况,可采取小范围切割法进行挖掘。其一,按照超大软土基坑建设结构图,进行空间内三维切割,并在拱顶、拱脚部分分别进行加固,强化关键区域部分的支撑轴力强度。其二,基坑群部分施工过程中,依据基坑支撑标进行挖掘。在基坑群相对密集的区域范围内,尤为注重表层基坑挖掘与地下水位帷幕建设部分之间的相互衔接,尽量将其控制整体区域相互协调的状态之下。同时,止水帷幕建设过程中,可通过切断透水层等方式,对止水帷幕部分的开挖加以辅助规划,采取先支撑体系,再分担基坑建设的强度的方式,达到避免上层支撑轴力失衡,导致基坑变形、地下止水帷幕部分观测孔大小变形的问题。
        (三)土体沉降度监测
        软土层本身具有密度高、含水量大等特征,实际施工过程中,软土层本身的沉降水平控制不到位,也会导致基坑挖掘施工期间出现区域大规模沉降、变形的状况。由于基坑挖掘后,上层需要利用混凝土、钢筋等进行加固,并更近一步提升建设,为此,土地沉降度监测也是极为必要的。
        软土层基坑挖掘后发生沉降问题,一方面是由于软土土方开挖过程中,周围固结部分出现了大面积沉降的问题。同时,区域开挖后受到外部高强度的挤压,进而出现了土方水分流失后的大范围沉降;另一方面,基坑挖掘浇筑完成后,坑外土体部分暂时性稳固。当外部钢筋、混凝土结构出现问题时,软土层外部浇筑时也会产生浇筑材料施工区域湿度较大,不定期发生基坑缓慢性沉降的问题,最终导致变形。
        为确保软土基坑部分挖掘工作开展期间,不出现软土基坑挖掘沉降问题,施工人员应在软土基坑土方建设部分,实行软土施工区域情况的综合勘察,并针对容易导致变形的问题点进行处理。其一,针对软土基坑挖掘区域施工过程中,排水与夯实部分的工作应同时实践。即,基坑挖掘领域土层开挖工作实践时,先对基坑挖掘区域进行强压性排水,再进行土方挖掘,这样就可以在一定程度上避免软土基坑挖掘后的基坑沉降问题;其二,软土基坑施工建设过程中,软土基坑土方挖掘后的上层建筑施工时,可尽量运用钢筋进行塑形,从而降低后续施工期间,出现软土部分沉降影响建筑整体结构稳定性的状况。
        (四)格构柱位移监测
        软土基坑施工建设过程中,格构柱一方面是用于切分超大软土基坑内部范围,一方面是作为软土基坑基桩部分的建设支撑。为此,当软土基坑施工部分产生格构柱位移问题时,也会出现基坑挖掘区域变形、或者软土基坑局部“鼓包”等障碍。
        实际进行软土区域监控与完善过程中,软土基层部分的施工控制,需要测定软土基坑格构柱的位移状况,对软土基坑施工部分是否产生了位移进行分析。依据格构柱监测分析来说,当格构柱部分外部垫层与底板的稳固性不足时,软土基坑部分施工区域就会出现坑底土体回弹不到位的情况。同时,由于软土区域监控与基坑挖掘之间的土层间隔孔隙不够均匀,后续软土基坑部分大面积挖局时,格构柱部分也容易产生结构位移的情况。
        为避免软土基坑区域挖掘工作中产生基坑局部位移的状况,可通过软土基坑格构柱垫层与底板之间调节法进行优化。比如,在软土基坑挖掘区域采用统一的垫层结构进行大范围统一式填充;同时,依据软土基坑部分施工需求,相应进行基坑建设领域的对应化调整,以确保软土基坑领域挖掘过程中,可充分借助底板的辅助,实现软土基坑部分的挖掘强度进行对应化调控。
        此外,超大软土深基坑工程变形监测过程中,软土基坑施工要素综合评价与分析过程中,注重结合软土基坑施工现场的基本情况,从基坑支护、小范围切割、以及局部支撑体系建设等系列性流程层面入手,逐步进行深层基坑工程施工要点的对应判断和科学性处理,也是超大软土深基坑工程变形监测工作探索中不可缺少的内容之一,它要求技术人员应不断的给予问题点的完善。
        结论
        综上所述,超大软土深基坑工程变形监测刍议,是当代建筑项目工程施工技艺要点操作中不断优化的理论归纳。在此基础上,本文主要通过支护结构位移状况监测、支撑轴力强度监测、土体沉降度监测、格构柱位移监测等方面,探索超大软土深基坑工程变形防护策略。因此,文章研究结果,将为建筑项目工程施工提供新思路。
        参考文献
        [1]张天宇,李卓文,张秀川,等.MJS工法桩在软土地区复杂深基坑止水帷幕中的应用[J].天津建设科技,2020,30(02):49-51.
        [2]刘拴锭,王永康.地铁隧道附近软土深基坑设计与施工关键技术分析[J].绿色环保建材,2020(04):89-90.
        [3]孙九春,白廷辉.软土地铁深基坑开挖过程中围护侧向变形控制方法研究[J].隧道建设(中英文),2019,39(S2):308-317.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  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: