地鐵站工程深基坑的施工監(jiān)測(cè)方法

[ 摘　要] 　某地鐵站工程基坑開(kāi)挖深度23 m , 采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐的支護(hù)方法,為保證基坑開(kāi)挖及結(jié)構(gòu)施工安全, 采用信息法施工,本文介紹其監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理與反饋。
[ 關(guān)鍵詞] 　基坑開(kāi)挖;信息法施工;監(jiān)測(cè)方法;監(jiān)測(cè)設(shè)施;數(shù)據(jù)處理與反饋
1 　概述
某地鐵站工程基坑長(zhǎng)14812 m , 寬28175 m , 開(kāi)挖深度23 m , 采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐的支護(hù)方法。按設(shè)計(jì)要求, 為保證基坑開(kāi)挖及結(jié)構(gòu)施工安全,基坑施工應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所得的信息進(jìn)行分析,及時(shí)反饋并通知有關(guān)人員,以便及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)、改進(jìn)施工方法、達(dá)到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的目的。
該基坑的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有:基坑壁(地下連續(xù)墻) 的水平位移觀測(cè)(測(cè)斜);地下連續(xù)墻頂水平位移監(jiān)測(cè);混凝土內(nèi)支撐梁的軸力測(cè)試;鋼管支撐梁的軸力測(cè)試。通過(guò)基坑位移與支撐梁的內(nèi)力監(jiān)測(cè),基本上可以了解基坑的穩(wěn)定情況。
該工程通過(guò)信息化施工,監(jiān)測(cè)小組與駐地監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主及相關(guān)各方建立良性的互動(dòng)關(guān)系,積極進(jìn)行資料的交流和信息的反饋,優(yōu)化設(shè)計(jì),調(diào)整方案,保證了工程施工的順利進(jìn)行。
2 　監(jiān)測(cè)組織
按該工程的特點(diǎn)和要求,施工單位與勘察研究機(jī)構(gòu)合作,組建專業(yè)監(jiān)測(cè)小組,負(fù)責(zé)該工程監(jiān)測(cè)的計(jì)劃、組織和質(zhì)量審核。
制定如下組織措施: a) 監(jiān)測(cè)小組由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)人員組成; b) 做好基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)工作; c) 采用專門(mén)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)測(cè),并定期標(biāo)定; d) 測(cè)量?jī)x器由專人使用,專人保養(yǎng),定期檢驗(yàn); e) 測(cè)量數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn),室內(nèi)復(fù)核后才上報(bào),并建立審核制度,對(duì)采集的數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果經(jīng)過(guò)校驗(yàn)審核后方可提交; f) 嚴(yán)格按現(xiàn)行《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》等規(guī)范與有關(guān)細(xì)則操作; g) 根據(jù)測(cè)量及分析的結(jié)果,及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)方案的實(shí)施; h) 測(cè)量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、計(jì)算與管理,由專人采用計(jì)算機(jī)及專用軟件進(jìn)行; i) 定期開(kāi)展相應(yīng)的QC 小組活動(dòng),交流信息和經(jīng)驗(yàn)。
3 　測(cè)點(diǎn)布置及監(jiān)測(cè)方法
3.1 　測(cè)點(diǎn)布置
按設(shè)計(jì)要求,在基坑周邊共布置8 個(gè)測(cè)斜孔、19 個(gè)墻頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、每層11 根鋼筋混凝土支撐梁、23 根鋼支撐梁進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
3.2 　測(cè)斜方法
測(cè)斜采用CX201 型測(cè)斜儀對(duì)土體進(jìn)行監(jiān)測(cè), 精度0.01 mm 。測(cè)斜管埋設(shè)時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)組裝后綁扎固定于鋼筋籠上,校正導(dǎo)向槽的方向,使導(dǎo)向槽垂直或平行于基坑邊線方向,隨鋼筋籠一起沉放到槽內(nèi),并將其澆灌在混凝土中。澆灌混凝土前,封好管底底蓋,并在測(cè)斜管內(nèi)注滿清水,防止測(cè)斜管在澆灌時(shí)浮起和防止水泥漿滲入管內(nèi)。測(cè)斜管露出冠梁頂部約10～20 cm 。測(cè)斜管孔口的保護(hù)措施:用<100 鍍鋅鋼管將測(cè)斜管頂部約1 m 套住,焊接在鋼筋籠上,并用堵頭封住。鍍鋅管與測(cè)斜管之間用水泥砂漿填塞。
在基坑開(kāi)挖及地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中實(shí)施測(cè)斜,以了解地下連續(xù)墻的變形情況。測(cè)試時(shí)保證測(cè)試儀導(dǎo)輪在導(dǎo)槽內(nèi),輕輕滑入管底待穩(wěn)定后每隔50 cm 測(cè)讀一次,直至管口;然后測(cè)斜儀反轉(zhuǎn)180 度,重新測(cè)試一遍,以消除儀器的誤差。第一次(基坑開(kāi)挖前) 測(cè)試時(shí),每個(gè)測(cè)斜孔至少測(cè)試2 次,取平均值作為初始值。
3.3 　支撐梁軸力監(jiān)測(cè)方法
對(duì)鋼筋混凝土支撐梁,采用鋼筋應(yīng)力計(jì)測(cè)試混凝土內(nèi)支撐梁的軸力。施工時(shí)在支撐梁每個(gè)測(cè)試斷面的上下主筋上各焊接一只鋼筋應(yīng)力計(jì),將導(dǎo)線引出。基坑開(kāi)挖時(shí)由頻率計(jì)測(cè)試其軸力變化情況。對(duì)鋼管支撐梁,鋼支撐安裝好以后,將鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)粘貼固定在鋼支撐的表面,并把導(dǎo)線引出。測(cè)試時(shí)用頻率儀測(cè)試鋼支撐的應(yīng)變,再用彈性原理即可計(jì)算支撐的軸力。

3.4 　地下連續(xù)墻頂觀測(cè)方法
將各測(cè)點(diǎn)設(shè)置在壓頂梁上,將基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在基坑開(kāi)挖深度5 倍距離以外的穩(wěn)定地方。采用小角度法或視準(zhǔn)線法觀測(cè)圍護(hù)墻頂?shù)乃轿灰啤?BR>4 　主要監(jiān)測(cè)設(shè)備(見(jiàn)表1)

5 　監(jiān)測(cè)頻率與預(yù)警位
監(jiān)測(cè)頻率根據(jù)施工進(jìn)度確定,在基坑開(kāi)挖階段,每天一次,其余可每隔3～5 天1 次。當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果超過(guò)預(yù)警值時(shí)應(yīng)加密觀測(cè),當(dāng)有危險(xiǎn)事故征兆時(shí)連續(xù)觀測(cè),并及時(shí)通知有關(guān)人員立即采取應(yīng)急措施。為確保基坑安全,設(shè)計(jì)要求加強(qiáng)基坑監(jiān)測(cè),將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給有關(guān)人員,實(shí)行信息化施工,對(duì)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目按規(guī)范要求設(shè)置預(yù)警值,超出預(yù)警值時(shí)迅速報(bào)有關(guān)部門(mén)處理(見(jiàn)表2) 。
表2 　基坑監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)預(yù)警值

6 　監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及反饋
6.1 　成果整理每次量測(cè)后,將原始數(shù)據(jù)及時(shí)整理成正式記錄,并對(duì)每一個(gè)量測(cè)斷面內(nèi)每一種量測(cè)項(xiàng)目,均進(jìn)行以下資料整理: a) 原始記錄表及實(shí)際測(cè)點(diǎn)圖; b) 位移(應(yīng)力) 值隨時(shí)間及隨開(kāi)挖面距離的變化圖; c) 位移速度、位移(應(yīng)力) 加速度隨時(shí)間以及隨開(kāi)挖面變化圖。
6.2 　數(shù)據(jù)處理
每次量測(cè)后,對(duì)量測(cè)面內(nèi)的每個(gè)量測(cè)點(diǎn)(線) 分別進(jìn)行回歸分析,求出各自精度最高的回歸方程,并進(jìn)行相關(guān)分析和預(yù)測(cè),推算出最終位移(應(yīng)力) 和掌握位移(應(yīng)力) 變化規(guī)律, 并由此判斷基坑的穩(wěn)定性。
利用已經(jīng)得到的量測(cè)信息進(jìn)行反分析計(jì)算,提供維護(hù)結(jié)構(gòu)和周?chē)ㄖ锏臓顟B(tài),預(yù)測(cè)未來(lái)動(dòng)態(tài),以便提前采取技術(shù)措施,驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)和施工方法。
6.3 　反饋方式
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全部輸入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)計(jì)算并描繪出各測(cè)量對(duì)象的變化曲線,然后反饋給有關(guān)單位和人員。由于該工程監(jiān)測(cè)中采用的儀器大多數(shù)是傳感式的,其零漂移或溫度補(bǔ)償?shù)榷荚谟?jì)算機(jī)中設(shè)置,并由計(jì)算機(jī)處理。

參考文獻(xiàn)
1 　廣州地區(qū)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)定(GJB0221998)
2 　建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(J GJ12021999)
3 　建筑變形測(cè)量規(guī)范(J GJΠT821997)