摘要:某工程項目,基坑開挖深度10米,東側(cè)臨近22層大樓,相鄰地塊高差4米左右,基坑安全等級為一級。為保證工程順利進(jìn)行,對基坑圍護(hù)體和周邊環(huán)境進(jìn)行變形監(jiān)測,通過監(jiān)測為施工順利完工作出有力的數(shù)據(jù)保障。
關(guān)鍵詞:基坑施工;變形監(jiān)測;預(yù)警值;數(shù)據(jù)分析
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)的大力推進(jìn),深基坑是眾多工程中不可回避的問題。尤其近幾年,建筑物不僅向上要空間,而且注重地下空間的開發(fā)和利用。隨之而來就是:基坑在開挖支護(hù)期間和地下建筑施工期間,基坑維護(hù)體的變形、周邊環(huán)境的變化。如何控制變形量是工程設(shè)計和工程施工的關(guān)鍵,為了實現(xiàn)信息化施工,變形監(jiān)測在整個地下工程施工中顯得尤為重要。通過高效、準(zhǔn)確的監(jiān)測獲得工程的動態(tài)信息,為設(shè)計和施工提供下階段施工參數(shù),為深基坑工程信息化施工奠定堅實基礎(chǔ)。
1、工程概況
1.1工程地質(zhì)情況:
根據(jù)勘察報告資料,結(jié)合基坑支護(hù)設(shè)計說明,本工程支護(hù)范圍內(nèi)巖土層簡單,基坑工程范圍內(nèi)場地土由素填土、粘性土組成,基坑底落于粘性土中,場地地下水以素填土中上層滯水為主。
1.2基坑圍護(hù)情況:
基坑支護(hù)設(shè)計采用樁錨結(jié)構(gòu),東側(cè)采用雙排樁加錨桿施工,夾角處增加角撐;釉O(shè)計開挖深度為10米,本設(shè)計基坑側(cè)壁安全等級為一級,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.10。
1.3說明:
本工程周邊環(huán)境比較復(fù)雜,基坑開挖深度大,對周邊環(huán)境安全要求較高。因此,從設(shè)計到施工再到監(jiān)測每個環(huán)節(jié)要求都很高,我們依據(jù)設(shè)計單位對基坑監(jiān)測的要求以及相關(guān)規(guī)范編制詳細(xì)的監(jiān)測方案,并提供及時、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)保證整個工程安全順利完成。
2.監(jiān)測項目
根據(jù)設(shè)計單位提供的<基坑支護(hù)圖紙>以及根據(jù)現(xiàn)場情況業(yè)主方對基坑監(jiān)測的要求,本工程監(jiān)測項目如下:
2.1基坑支護(hù)樁頂部水平位移觀測;
2.2基坑支護(hù)樁頂部豎向位移觀測;
2.3 周邊建筑物豎向位移觀測:東華辦公樓;食堂;住宅樓;文化宮。
2.4 周邊道路、管線(望江路、鐵四局內(nèi)部道路)及東側(cè)小區(qū)臨近基坑地表豎向位移觀測。
2.5 東側(cè)擋土墻及圍墻位移觀測。
3.監(jiān)測點(diǎn)布置
4、監(jiān)測預(yù)警值
5.觀測數(shù)據(jù)的分析
5.1.基坑水平位移觀測數(shù)據(jù)分析
基坑水平位移觀測,從2011年11月4日開始對基坑進(jìn)行水平位移觀測,直至2012年11月1日基坑回填,觀測結(jié)束,共計觀測70次;基坑土方開挖過程中,基坑?xùn)|側(cè)圍護(hù)樁滲水嚴(yán)重,水平位移點(diǎn)位位移較大,水平位移速率明顯加快,其中,基坑頂部水平位移觀測點(diǎn)Z3(28.8mm)、Z4(28.2mm)、Z5(38.1mm)、Z6(56.0mm)Z7(44.6mm)、Z8(27.3mm)、Z9(30.5mm)、Z11(37.2mm)、Z12(28.6mm)、Z13(44.7mm)、Z14(44.4mm)、基坑?xùn)|側(cè)冠梁頂部小棱鏡L2(30.0mm)、基坑?xùn)|側(cè)擋土墻W1(29.2mm)和W2(32.7mm)點(diǎn)位累積位移量超出設(shè)計部門提供的預(yù)警值25mm,且開挖期間東側(cè)水平位移觀測點(diǎn)(Z5-Z10)均日變化速率均超出設(shè)計部門提供的預(yù)警值2mm/天,由于我院每次觀測結(jié)果通報及時,業(yè)主和施工單位積極采取加固措施、放慢開挖速度,從2011年12月20日開始,經(jīng)過連續(xù)觀測,基坑采取加固措施后,基坑位移量呈收斂趨勢并趨向穩(wěn)定;在最后幾個觀測周期內(nèi),整個基坑呈現(xiàn)收斂穩(wěn)定狀態(tài),并且最后幾次觀測時,基坑已回填,基坑內(nèi)外土體由被動和主動土壓力狀態(tài)向靜止土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致基坑坡頂及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形或失穩(wěn)的主要因素已不存在,基坑在觀測周期內(nèi)達(dá)到安全狀態(tài)。
5.2.基坑頂部豎向位移、周邊建筑物及周邊道路豎向位移觀測數(shù)據(jù)分析
5.2.1.基坑頂部豎向位移觀測,從2011年12月17日開始對大酒店深基坑豎向位移觀測,直至2012年7月30日回填觀測結(jié)束,基坑土方開挖前期,基坑土方開挖到底過快,東側(cè)滲水嚴(yán)重,豎向位移速率明顯加快,基坑自2011年12月20日后基坑變形過快,采取反壓土措施加固基坑?xùn)|側(cè)圍護(hù)樁,點(diǎn)位累計豎向位移量未超過設(shè)計部門提供的預(yù)警值10mm,由于我院每次觀測結(jié)果通報及時,業(yè)主和施工單位積極采取加固措施、放慢開挖速度,從2012年4月中旬開始,經(jīng)過連續(xù)觀測,豎向位移量呈收斂趨勢并趨向穩(wěn)定;在最后幾個觀測周期內(nèi),基坑頂部豎向位移呈現(xiàn)收斂穩(wěn)定狀態(tài),并且最后幾次觀測時,基坑已回填,基坑內(nèi)外土體由被動和主動土壓力狀態(tài)向靜止土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變,因基坑土方開挖使樓體結(jié)構(gòu)變形或失穩(wěn)的主要因素已不存在,基坑在觀測周期內(nèi)達(dá)到安全狀態(tài)。
5.2.2.基坑周邊道路及地表豎向位移,從2011年11月1日開始對基坑周邊道路及地表進(jìn)行豎向位移觀測,直至2012年10月30日觀測結(jié)束,基坑土方開挖期間,2011年12月中旬,基坑開挖到底,基坑?xùn)|側(cè)滲水嚴(yán)重,周邊道路及地表出現(xiàn)豎向位移,周邊道路D1和D2點(diǎn)豎向位移速率顯著,D1和D2位于基坑?xùn)|北拐角,東華食堂邊,D1和D2累計變化豎向位移量為10.10mm和14.28mm(超過預(yù)警值10mm),由于我院每次觀測結(jié)果通報及時,業(yè)主和施工單位積極采取加固措施、放慢開挖速度并采取加固措施,從2012年5月中旬開始,經(jīng)過連續(xù)觀測,豎向位移量呈收斂趨勢并趨向穩(wěn)定;其他各點(diǎn)位累計豎向位移量均未超過設(shè)計部門提供的預(yù)警值10mm,其中,累計豎向位移量最大為8.98mm(D18)和8.12mm(D19),其中D18和D19位于基坑北側(cè)圍墻外地面;累計豎向位移量最小為1.62mm(D10位于基坑西南拐角望江路上),在最后幾個觀測周期內(nèi),樓體呈現(xiàn)收斂穩(wěn)定狀態(tài),最后幾次觀測時,基坑已回填,基坑內(nèi)外土體由被動和主動土壓力狀態(tài)向靜止土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變,因基坑土方開挖使樓體結(jié)構(gòu)變形或失穩(wěn)的主要因素已不存在,基坑周邊道路及地表在觀測周期內(nèi)達(dá)到安全狀態(tài)。 5.2.3.周邊建筑物(包括東華辦公大樓,東華地下車庫,東華食堂及基坑?xùn)|北拐角一棟住宅樓,鐵四局文化宮)豎向位移觀測,從20101年11月1日開始對周邊建筑物進(jìn)行豎向位移觀測,直至2012年10月30日觀測結(jié)束,2011年12月底基坑土方開挖到底,基坑?xùn)|側(cè)滲水嚴(yán)重,基坑變形加快,周邊建筑物豎向位移速率顯著,由于我院每次觀測結(jié)果通報及時,業(yè)主和施工單位積極采取加固措施、放慢開挖速度,從2012年5月中旬開始,經(jīng)過連續(xù)觀測,豎向位移量呈收斂趨勢并趨向穩(wěn)定;周邊建筑物豎向位移觀測點(diǎn)中累計豎向位移量最大為16.68mm(F13)和14.57mm(F18)(超過預(yù)警值10mm),F(xiàn)13和F18位于基坑?xùn)|側(cè)東華食堂西墻上兩個點(diǎn),墻體有明顯裂紋;累計豎向位移量最小為2.05mm(F20,位于東華辦公大樓西墻中間位置),在最后幾個觀測周期內(nèi),道路豎向位移呈現(xiàn)收斂穩(wěn)定狀態(tài),且基坑已回填,基坑內(nèi)外土體由被動和主動土壓力狀態(tài)向靜止土壓力狀態(tài)轉(zhuǎn)變,因基坑土方開挖使道路出現(xiàn)變形或失穩(wěn)的主要因素已不存在,周邊建筑物在觀測周期內(nèi)達(dá)到安全狀態(tài)。
6.整體評述
基坑工程是臨時性工程,但在施工中是非常重要的環(huán)節(jié),它不僅對基坑內(nèi)部施工起到安全保障作用,也對周邊環(huán)境的安全起了保障。此工程是合肥市深基坑施工難度較大的工程之一,在合肥市深基坑施工工程中也不常見,主要表現(xiàn)在周邊環(huán)境復(fù)雜(臨近主要市政道路,基坑?xùn)|側(cè)有東華辦公大樓及食堂,地下車庫,周邊管線比較多,開挖到底時,基坑?xùn)|側(cè)滲水嚴(yán)重,變形量大,東側(cè)地表有明顯裂紋),監(jiān)測要求及精度高、周期長。本工程基坑從2011年11月開始施工至2012年10月基坑土方全部回填,在近一 年的施工過程中,本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)受了大開挖、降雨等外力的考驗,由于監(jiān)測工作一直為基坑科學(xué)化施工提供有效、可靠的數(shù)據(jù)支撐,保證了工程的安全順利完工。通過此項目的監(jiān)測工作,我們深刻認(rèn)識到把監(jiān)測納入整個施工過程中,與施工緊密結(jié)合才能發(fā)揮監(jiān)測工作的巨大效應(yīng),不僅可保障施工按期順利完成,也對周邊生命財產(chǎn)安全起到保駕護(hù)航作用。
7.結(jié)論及建議
總結(jié)本工程監(jiān)測,可以得出如下結(jié)論:
。1)基坑開挖和圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時由于土體損失效應(yīng),對周圍環(huán)境的影響會比較大,通過監(jiān)測可以及時反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身和周圍土體的變形規(guī)律,保證了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行。
。2)在整個基坑施工過程中,圍護(hù)結(jié)構(gòu)總體變形不大,表明地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)始終處于安全可控的范疇,基坑運(yùn)行正常。
(3)在基坑開挖中應(yīng)盡可能加快開挖速度,合理掌握開挖的次序;開挖至各層底板的標(biāo)高時,應(yīng)迅速澆筑墊層等相關(guān)措施,這對于有效控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形大有益處。
。4)基坑施工過程中,因為加強(qiáng)和完善了對圍護(hù)墻體和周邊土體的監(jiān)測,及時反饋信息,指導(dǎo)施工,以確保工程安全、順利地完成了基坑的開挖施工工作。因此,施工監(jiān)測是保障工程施工安全,減少經(jīng)濟(jì)損失,以及驗證圍護(hù)設(shè)計準(zhǔn)確性的不可缺少的強(qiáng)有力手段。
。5)監(jiān)測數(shù)據(jù)對基坑的信息化施工起到了重要的作用,為保持?jǐn)?shù)據(jù)的連貫性,建議施工時加強(qiáng)對監(jiān)測點(diǎn)位的保護(hù),保證監(jiān)測工作的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[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(xué)出版社,2003.
[2] 張正祿等.工程測量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005.
[3] 張正祿,黃全義,文鴻雁,鄧躍進(jìn)等.工程的變形監(jiān)測分析與預(yù)報[M].北京:測繪出版社,2007.
[4] 劉祖強(qiáng),張正祿,鄒啟新等.工程的變形監(jiān)測分析預(yù)報的理論與實踐[M].北京:中國水利水電出版社,2008.