摘要:本文總結某兩級基坑工程變形的監(jiān)測方案,為類似基坑支護工程,尤其是對條件復雜的大面積深基坑支護工程的設計及施工將提供一些工程經(jīng)驗。
關鍵詞:基坑、支護、變形監(jiān)測
一、工程概況
某地擬建全科醫(yī)生臨床培訓基地大樓。擬建大樓由1棟17層主樓5層裙房組成,滿布2層地下室。該工程基坑南北長約86m,東西平均寬度約40m。開挖深度13.8m,基坑一次開挖完成?拥讟烁-13.8m,基坑挖深自然地面以下13.0m,場地地下水位埋深約8.0米,水位降到基地下0.5-1.0m,考慮電梯井與集水坑深度1.5m,該工程水位降深按7.0m計算。水位降深影響范圍約380m。降水井設計16眼,沿基坑(礎)周邊布設,距基坑(礎)邊緣0.5-1.5m。
本基坑工程采用二級支護。支護上部5m采用放坡土釘墻支護;下部8.8m采用樁錨支護,排樁支護上部設有冠梁,錨索為1樁1索;觽缺诎踩燃墳槎。基坑設計時限為12個月。
二、監(jiān)測設計分析
本項目基坑周邊有道路、17層的大廈、地下管線等,對工程施工影響相當敏感,應嚴格控制土體的變形,確保周邊大樓、管線的安全和正常使用。因此,本工程應對基坑本體、周邊建筑物、道路和地下管線作重點監(jiān)測。在基坑樁基施工期間,須周期性對周邊環(huán)境進行觀測,及時發(fā)現(xiàn)隱患,并根據(jù)監(jiān)測成果相應地及時調(diào)整施工速率及采取相應的措施,確保道路、市政管線及建(構)筑物的正常使用。
根據(jù)本工程的要求、周圍環(huán)境、基坑本身的特點及相關工程的經(jīng)驗,按照安全、經(jīng)濟、合理的原則,測點布置主要選擇在基坑開挖深度2倍以內(nèi)范圍布點,擬設置的監(jiān)測項目如下:地面沉降、基坑頂部水平位移監(jiān)測;基坑側壁的側向位移監(jiān)測;錨樁支護錨索內(nèi)部應力監(jiān)測;④周邊道路及地面沉降;⑤周邊管線變形;⑥周邊建筑物監(jiān)測;⑦地下水位、降水含沙量。
三、監(jiān)測方案
為了保證所有監(jiān)測工作的統(tǒng)一,提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度,使監(jiān)測工作更為有效的指導整個工程施工,監(jiān)測工作采用整體布設,分級布網(wǎng)的原則。首先布設統(tǒng)一的監(jiān)測控制網(wǎng),再在此基礎上布設監(jiān)測點(孔)。
。ㄒ唬┚纫
在監(jiān)測工作中,監(jiān)測精度滿足以下要求:
高程采用國家二級水準測量,進行閉合路線或往返觀測。按照要求水準測量觀測點測站高差中誤差精度為±0.5mm。觀測前對水準儀進行“i”角檢測,其“i”角小于15"即符合規(guī)范規(guī)定要求。每次觀測的高程中誤差均小于±0.5mm。
測斜儀的系統(tǒng)精度不宜低于0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。平面位移監(jiān)測精度不大于1mm。
。ǘ﹥x器選擇
本項目投入儀器設備水準測量采用數(shù)字水準儀配合精密數(shù)字條碼水準尺,其標稱精度為±0.5mm。平面控制點測量采用全站儀,其標稱精度為:測距1mm+0.5ppm,測角1"。深層土體水平位移監(jiān)測采用抗沖擊智能數(shù)顯滑動式測斜儀及其配套的PVC測斜管,測斜觀測精度(靈敏度)0.25mm/m,分辨率不宜低于0.02mm/500mm。錨索應力監(jiān)測采用錨索計測定。地下水位監(jiān)測采用鋼尺水位計,測量重復性誤差為±2.0mm。地下水含沙量測定采用含沙量測定儀。
。ㄈ┍O(jiān)測詳細設計
1.垂直位移監(jiān)測
高程控制網(wǎng)測量是在遠離施工影響范圍以外,布置3個以上穩(wěn)固高程基準點,這些高程基準點與施工用高程控制點聯(lián)測,沉降變形監(jiān)測基準網(wǎng)以上述穩(wěn)固高程基準點作為起算點,組成水準網(wǎng)進行聯(lián)測;鶞示W(wǎng)按照國家Ⅱ等水準測量規(guī)范和建筑變形測量規(guī)范二級水準測量要求執(zhí)行。
監(jiān)測點垂直位移測量按國家二等水準測量規(guī)范要求,歷次垂直位移監(jiān)測是通過工作基點間聯(lián)測一條二等水準閉合或附合線路,由線路的工作點來測量各監(jiān)測點的高程,各監(jiān)測點高程初始值在監(jiān)測工程前期兩次測定(兩次取平均),某監(jiān)測點本次高程減前次高程的差值為本次垂直位移,本次高程減初始高程的差值為累計垂直位移。
2.監(jiān)測點水平位移監(jiān)測
基坑頂部水平位移監(jiān)測采用視準線法。在某條測線的兩端遠處各選定一個穩(wěn)固基準點A、B, 經(jīng)緯儀架設于A點,定向B點,則A、B連線為一條基準線。觀測時,在該條測線上的各監(jiān)測點設置活動覘板,在覘板上讀取各監(jiān)測點至AB基準線的垂距E,某監(jiān)測點本次E值與初始E值的差值即為該點累計水平位移,各變形監(jiān)測點初始E值均為取兩次平均的值。
排樁支護上部冠梁上分段埋設水平位移監(jiān)測點位,采用全站儀測定坐標方法測定冠梁水平位移。
3.側向位移監(jiān)測
圍護結構側向位移監(jiān)測在基坑圍護地下鉆孔灌注樁的鋼筋籠上綁扎安裝帶導槽PVC管,測斜管管徑為Φ70mm,內(nèi)壁有二組互成90°的縱向?qū)Р,導槽控制了測試方位。埋設時,應保證讓一組導槽垂直于圍護體,另一組平行于基坑墻體。測試時,測斜儀探頭沿導槽緩緩沉至孔底,在恒溫一段時間后,自下而上逐段(間隔0.5米)測出X方向上的位移。同時用光學儀器測量管頂位移作為控制值。在基坑開挖前,分二次對每一測斜孔測量各深度點的傾斜值,取其平均值作為原始偏移值。
坑外土體側向位移監(jiān)測采用鉆孔方式埋設時可用Φ110鉆頭成孔,鉆進盡可能采用干鉆進,埋設直徑為Φ70的專用監(jiān)測PVC管,下管后用中砂密實,孔頂附近再填充泥球,以防止地表水的滲入。
4.立柱樁垂直位移監(jiān)測
由于基坑內(nèi)土方的開挖,坑內(nèi)土體卸載造成坑底土體回彈,帶動立柱上升,回彈量的大小關系到圍護結構的穩(wěn)定性。采用瑞士WILD NA2自動安平精密水準儀來測試。
5.錨索應力監(jiān)測
錨索應力采用錨索計測定,錨索計安裝在錨索的端部。錨索計須在錨索安裝后加力前安裝好,測量其初讀數(shù),錨索施加預應力后再次進行量測。
6.坑外潛水水位觀測 對于水位動態(tài)變化的量測,可在基坑降水前測得各水位孔孔口標高及各孔水位深度,孔口標高減水位深度即得水位標高,初始水位為連續(xù)二次測試的平均值。每次測得水位標高與初始水位標高的差即為水位累計變化量;觾(nèi)水位變化觀測一般由降水單位實施,可采用降水井定時停抽后量測井內(nèi)水位的變化。
7.周邊地下綜合管線垂直、水平位移監(jiān)測
取距施工區(qū)域最近的管線;取硬管線(如上水,煤氣,下水等);取埋設管徑最大的管線;一條路上盡可能取一條最危險的管線設直接監(jiān)測點;監(jiān)測點盡可能設在管線出露點,如閥門、窨井上。對于監(jiān)測的管線不便設置直接點的盡可能以管線敞開井、閥門井、窨井等的井口地面結構直接觀測。具體布點時應針對不同管線性質(zhì)以及與基坑的距離關系,確定不同監(jiān)測力度,密切觀測其變形狀況。
8.周邊建筑物垂直位移、水平位移、裂縫監(jiān)測
對3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)的主要建筑物進行垂直位移監(jiān)測,并注意裂縫觀測。在基坑開挖施工以前對建筑物外觀進行觀察,對能布點的主要裂縫設置裂縫監(jiān)測點進行觀測。
9.含沙量測定
只需利用含沙量測定儀測定周邊沉降管井內(nèi)含沙量。
四、監(jiān)測頻率與資料整理提交
。ㄒ唬┍O(jiān)測初始值測定
為取得基準數(shù)據(jù),各觀測點在施工前隨施工進度及時設置,并及時測得初始值,觀測次數(shù)不少于2次,直至穩(wěn)定后作為動態(tài)觀測的初始測值。測量基準點在施工前埋設,經(jīng)觀測確定其已穩(wěn)定時方才投入使用。穩(wěn)定標準為間隔一周的兩次觀測值不超過2倍觀測點精度;鶞庶c不少于3個,并設在施工影響范圍外。監(jiān)測期間定期聯(lián)測以檢驗其穩(wěn)定性。并采取有效措施,保證其在整個監(jiān)測期間的正常使用。
。ǘ┦┕けO(jiān)測頻率
根據(jù)工況,合理安排監(jiān)測時間的間隔,做到既經(jīng)濟又安全。根據(jù)以往同類工程的經(jīng)驗,擬定監(jiān)測頻率。最終監(jiān)測頻率須與設計、總包、業(yè)主、監(jiān)理及有關部門協(xié)商后確定,F(xiàn)場監(jiān)測將采用定時觀測與跟蹤觀察相結合的方法進行。監(jiān)測頻率可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化大小進行適當調(diào)整。監(jiān)測數(shù)據(jù)有突變時,監(jiān)測頻率加密到每天二~三次。各監(jiān)測項目的開展、監(jiān)測范圍的擴展,隨基坑施工進度不斷推進。
(三)報警指標
監(jiān)測報警指標一般以總變化量和變化速率兩個量控制,累計變化量的報警指標一般不宜超過設計限值。工程報警指標須得到有關單位的確認。
。ㄋ模┵Y料整理、提交及流程
在現(xiàn)場設立微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),進行實時處理。每次觀察數(shù)據(jù)經(jīng)檢查無誤后送入微機,經(jīng)過專用軟件處理,自動生成報表。監(jiān)測結果當天提交給業(yè)主、監(jiān)理、總包及其它有關方面。
現(xiàn)場監(jiān)測工程師分析當天監(jiān)測數(shù)據(jù),及累計數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,并經(jīng)項目負責人審核無誤后當天提交正式報告。如果監(jiān)測結果超過設計的警戒值即向建設方、總包方、監(jiān)理方發(fā)出警報,提醒有關部門關注,以便及時決策并采取措施。同時根據(jù)相關單位要求提供監(jiān)測階段報告,并附帶變化曲線匯總圖;監(jiān)測工程結束后一個月內(nèi)提供監(jiān)測總結報告。
五、結束語
1)對于大面積深基坑的支護,可以采用合理監(jiān)測方案,配合合理的設計與施工,變形控制可取得預期的效果。
2)在兩級基坑支護中,二級基坑對一級基坑變形的影響較大,因此在兩級基坑的設計及施工中應嚴格監(jiān)測控制二級基坑的變形。
3)應隨著測量儀器、測量方法等技術條件的提高,而隨時更新監(jiān)測方案。
參考文獻
[1] 黃聲享,尹暉,蔣征.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理[M]. 武漢:武漢大學出版社, 2004
[2] 工程測量規(guī)范 GB 50026-2007. 中國人民共和國國家標準[S]. 北京: 中國計劃出版社,2008
[3] 建筑變形測量規(guī)范 JTJ 8-2007. 中國人民共和國行業(yè)標準[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社,2008
[4] 精密工程測量規(guī)范. 國家技術監(jiān)督局. 中國人民共和國行業(yè)標準[S]. 北京: 中國標準出版社, 1995
[5]建筑地基基礎設計規(guī)范.GB 50007-2011. 中國人民共和國國家標準[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2012