浅谈深基坑支护的监测技术

发表时间:2021/3/16   来源:《建筑科技》2020年8月下   作者:月昊天
[导读] 通过深基坑支护工程设计形式及基坑监测的实践,结合工程实际情况,简要介绍了该工程的基坑支护形式以及监测项目和相关监测技术。

惠州市惠城区建设工程检测中心 月昊天

【摘要】通过深基坑支护工程设计形式及基坑监测的实践,结合工程实际情况,简要介绍了该工程的基坑支护形式以及监测项目和相关监测技术。
【关键词】深基坑;基坑支护;基坑监测
        一、引言
        近些年,国内建筑行业发展的重点越来越偏向高层建筑,我市建筑密集区大量兴建高层和超高层建筑物,基坑开挖的范围、深度越来越大。基坑支护工程作为建筑施工中危险性较大的分部分项工程,在施工过程中必须要结合现场实际情况,在各种支护方案中选择合适的并进行优化,才能确保深基坑支护工程结构稳定及施工安全。
        二、工程实例
        惠州市某工程项目,位于惠州人口居住较密集地区,占地面积约5086㎡,拟建建筑物设住宅楼2栋,地下室2层、地面28层,土方开挖最大深度为7.60米。建筑场地环境较为复杂,北侧建有1~3层的厂房、民宅为砖混结构(浅基础类型)距地下边线6.0米;西侧建有高层住宅楼含地下室(深基础类型)距地下室边线约12.0米;南侧为市政道路(含相关管线),距地下室边线约10.0米。场地地质情况为杂填土,且有淤坭质粘土层;基坑底位于填土层,土层较厚,地质参数低,自立性能差;地下水位均在基坑底板之上,地下水位高,含水层富性强,厚度较大。根据基坑场地周边环境、地质条件等各方面的因素,采用混凝土灌注桩、预应力锚索和双排旋挖混凝土灌注桩支护形式。
        三、基坑支护设计
        拟建建筑物深基坑支护设计采用混凝土灌注桩、预应力锚索、双排旋挖混凝土灌注桩支护形式;采用直径为800@650三重管高压旋喷桩形成止水帷幕,四周设置排水沟、集水井排水的方案。基坑支护平面布置图(详见图1)。

 

各区段支护形式如下:
        1、1-1区段设计(详见图2)
        设计采用双排?1000@1500mm旋挖灌注桩,桩长24.3m;三重高压旋喷桩?800@650mm,桩长10m形成止水帷幕;坑顶砌筑240砖挡土墙;支护桩顶设置通长1000×800mm冠梁,800×800mm连梁。

 

        2、2-2区段设计(详见图3)
        设计采用单排?1000@1500mm旋挖灌注桩,桩长18m;三重高压旋喷桩?800@650mm,桩长10m形成止水帷幕;坑顶放坡;支护桩顶设置通长1000×600mm冠梁,局部设置预应力锚索3束7x?5@1500总长30.5m(自由段10.5m,嵌固段20.5m),标准值207KN,锁定值250KN。


        3、3-3区段设计(详见图4)
        设计采用单排?1000@1500mm旋挖灌注桩,桩长15m;三重高压旋喷桩?800@650mm,桩长10m形成止水帷幕;坑顶放坡;支护桩顶设置通长1000×600mm冠梁,设置预应力锚索3束7x?5@1500 总长23.5m(自由段7.5m,嵌固段16.0m),标准值303KN,锁定值250KN。


       4、4-4区段设计(详见图5)
       设计采用单排?1000@1500mm旋挖灌注桩,桩长16m;三重高压旋喷桩?800@650mm,桩长10m形成止水帷幕;坑顶放坡;支护桩顶设置通长1000×600mm冠梁,设置预应力锚索3束7x?5@1500 总长20.0m(自由段6.5m,嵌固段13.5m),标准值169KN,锁定值100KN。

                                                    5、5-5区段设计(详见图6)
        设计采用双排?1000@1500mm旋挖灌注桩,桩长15m;三重高压旋喷桩?800@650mm,桩长10m形成止水帷幕;坑顶砌筑240砖挡土墙;支护桩顶设置通长1000×800mm冠梁,800×800mm连梁。

                                                       四、地下水、地表水控制
        1、地下水控制。基坑采取三重高压旋喷桩形成止水帷幕,顶部采取排水沟及集水井排水,根据现场实际需要可设置疏干井降水。
        2、地表水控制。基坑顶边线外侧0.5m处设置贯通的地面排水沟,并沿排水沟每隔25m设置集水井,坑底沿周边直线每隔25m以及拐角处设置集水井,基坑积水通过集水井抽排至坑顶后排入下水管网;根据现场施工情况设纵横向排水沟,并每隔 25m 设坑底集中排水井,做好基坑内外有组织的排水工作;施工过程中做好坡顶地面截水,基坑内的集水、排水措施。排水沟过水断面规格为300×300mm,集水井内部空间规格为800×800×800mm。
        五、基坑监测要求
         1、基坑设计安全等级为二级,使用年限一年。监测工作委托具有专业资质的监测单位承担,施工单位进行施工过程中的安全监测;基坑监测项目内容如下:(1)支护结构水平与竖向位移监测;(2)深层水平位移监测;(3)基坑底部及周边环境监测(周边建筑、道路、管线);(4)地下水监测;监测项目须确定报警值,监测报警值根据基坑工程设计、地下结构设计以及周边环境中被保护对象的控制要求,由监测项目的累计变化量和变化速率值共同控制。报警值根据土质特征、设计结果及当地经验等因素确定;基坑周边建筑、管线的报警值除考虑基坑开挖造成的变形外,尚应考虑其原有变形的影响。若监测项目达到报警值且支护结构出现流沙、管涌、隆起、陷落、较严重的渗漏现象或周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝,则需要及时根据应急预案采取对应措施。基坑监测点平面布置图详见图7。

        2、各监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值,且不应少于两次。当结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时,应加密观测。当达到警戒值时或当有危险事故征兆时,则需进行连续监测。各项监测工作的时间间隔可参考下表:

        六、基坑监测技术
        1、监测作业要求。本基坑设计安全等级为二级,按照二等变形观测进行测量。高程基准点及平面基准点设置3个共用点,均为埋石基准点,埋设经过15天稳定期后开始观测,控制网测量采用二等水准联测,引入观测点。
       2、基坑监测项目的实施要求
       (1)桩顶竖向位移监测:从基准点出发,每个观测点之间采用双转点双测站往返方式,观测人员固定,基准点和观测点之间组成闭合水准测量路线,计算各观测点高程,对比首次与上一次之间的差值,得出该点的本次沉降量与累计沉降量。
       (2)桩顶水平位移监测:在基准点处设站,采用极坐标法测量各水平位移观测点的坐标,观测人员固定,计算出各点的坐标,对比首次与上一次之间的差值,得出该点的本次位移量与累计位
移量。
       (3)深层水平位移监测:在基坑边线周边的中心处布设监测点,采用钻孔法提前埋设测斜管,每边至少设置一个监测点。使用测斜仪进行测读垂直方向上的位移量,每个监测点进行正、反两次量测,通过反复观测获得各次测斜管的状态,计算得出水平位移量。
       (4)地下水位监测:在基坑降水前埋设水位管,承压水位监测时被测含水层与其他含水层之间应采取有效隔水措施,水位管管口应高于地面并安装管口盖防止阻塞。使用水位计逐日连续观测水位,取至少3天稳定值作为初始值,根据本次监测值与初始值之差得出水位变化量。(见图7)

 
        七、监测结果
        本工程现阶段基础施工已完成且基坑全部回填,在施工过程中,基坑边坡土体未出现过大的侧向位移,自开始监测以来基坑支护产生的水平与竖向位移均在报警值范围以内,基坑底未出现管涌现象,?800@650mm三重高压旋喷桩止水效果达到基坑开挖要求,周边道路及建筑物均无明显下沉,基坑支护效果良好。总体变化量如图:


        八、结束语
        深基坑支护工程根据场地环境的不同,应灵活采用多种支护结构体系设计。通过本工程多种支护结构体系联合支护的实例,结合监测结果得出,高压旋喷灌注桩能发挥出更好的止水效果,支护效果符合设计要求,达到预期效果。
参考文献:
1、《建筑地基基础设计规范》(GB?50007-2011)
2、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ?120-2012)
3、《建筑桩基技术规范》(JGJ?94-2008)
4、《工程测量规范》(GB50026-2007)
5、《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2016)
6、《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

 
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