地铁工程深基坑施工监测技术应用

地铁工程深基坑 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 监测技术应用 2010年第5期 铁道建筑 RailwayEngineering53 文章编号:1003—1995(2010)05—0053—03 地铁工程深基坑施工监测技术应用 李瑞杰 (中铁二十局集团第四工程有限公司,山东青岛266061) 摘要:以地铁深基坑工程为例,首先分析了深基坑的变形机理及影响因素,进而全 面深入地阐明了地铁 深基坑工程的监测技术及实际应用效果,同时还预测了此项监测技术的发展前景. 关键词:地铁工程深基坑监测技术应用 中图分类号:U455.45;U2314文献标识码:B 1工程概况 地铁二号线大学站位于中山路与中华街交叉口, 地处中山路上,基坑为地下两层,宽度不一,其中车站 西段(A区)宽36I/1,长54m;东段(C区)宽3O.85m, 长43m;中段(B区)宽2t.1m,长85m;车站全长 182.90m.工程所在区域地质构造简单,未见断层;但 地层复杂,厚度变化比较大,地面呈东低西高之势.地 下水主要为地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 潜水和基岩裂隙水两大类;而地表潜 水主要赋存于第四系人工填土和冲,残积层中的粉细 砂,粉土,粉质黏土的孔隙中,站区岩石富水性差,基岩 裂隙水贫乏,地下水位为1.6,2.5ITI,主要补给为大 气降水和生产用水.本车站采用明挖顺筑法施工,基 坑支护主要采用人工挖孔桩加预应力锚杆支护形式, 另外在基坑四角及变截面处安设四道+600mm,壁厚 12mm的钢管内支撑. 2基坑变形机理 2.1基坑周围地层移动 1)坑底土体隆起 坑底隆起是垂直方向卸荷而改变坑底土体原始应 力状态的反应.在开挖深度不大时,坑底土体在卸荷 后发生垂直的弹性隆起;随着开挖深度的增加,基坑内 外的土面高差不断增大,当开挖到一定深度时,基坑内 外土面高差所形成的加载和地面各种超载的作用,就 会使维护墙外侧土体产生向基坑内移动,使基坑坑底 收稿日期:2009-1124;修回日期:2010~2—18 作者简介:李瑞杰(1979一),男,山西襄汾人,工程师,硕士. 产生向上的塑性隆起,同时在基坑周围产生较大的塑 性区,并引起地面沉降. 2)围护墙位移 围护墙墙体变形是由水平方向改变基坑外雕土体 的原始应力状态而引起的地层移动.事实上基坑开挖 从一开始,围护墙便开始受力变形了.由于总是开挖 在前支撑在后,所以围护墙在开挖过程巾安装每道支 撑前已经发生了一定的先期变形.实践证明,挖到设 计坑底高程时,墙体最大位移发生在坑底面下l,2nl 处.围护墙位移使墙体主动压力区和被动压力区的土 体发生位移,从而产生塑性区及坑底局部塑性区.j. 墙体变形不仅使墙外侧发生地层损失而引起地面沉 降,而且使墙外侧的塑性区扩大,从而增加了墒外土体 向坑内的位移和相应的坑内隆起. 2.2周围地层移动的相关因素 1)支护结构系统的特征 墙体的刚度,支撑水平与垂直向的间距,墒体厚度 及插入深度,支撑预应力的大小及施加的及时程度,安 装支撑的施工方法和质量等这些支护结构系统的特征 参数都是影响地层位移的重要因素. 2)基坑开挖的分段,土坡坡度及开挖程序 长条形深基坑按限定长度分段开挖时,可利用 基坑的空间作用,以提高基坑隆起的安全系数,减少周 围地层的移动. 3)基坑内土体性能的改善 在基坑内外进行地基加固以提高土的强度和刚 性,对治理基坑周围地层位移问题无疑是一个很好的 方法. 4)开挖施工周期和基坑暴露时间的影响. 5)水,地面超载,振动荷载及围护墙接缝不良的 影响. 54铁道建筑 3地铁深基坑工程监测 3.1支护结构的监测 1)支护结构桩顶位移监测 针对地铁二号线大学站深基坑支护方式,其挖孔 桩顶的位移用经纬仪和全站仪进行监测.监测原理是 应用水平角全圆方向观测法,测出各点的水平角度,然 后计算出各点的水平位移.由于本车站所在区域 地层复杂,厚度变化较大,所以在现场建立永久性测 站,不动基准点设在便于观测且不受施工影响的场地 内,基准点做成深埋式;基坑开挖期间,每隔2d监测 一 次,当位移速率达到8mm/d时,每天监测2次. 2)支护结构倾斜监测 地铁大学站_更护结构沿基坑深度方向的倾斜用测 斜仪监测.具体方法是在挖孔桩身中埋设测斜管,测 斜管底部插入桩底以下,使用测斜仪由底到顶逐段测 量管的斜率,从而得到整个挖孔桩身的水平位移曲线. 基坑开挖期间,每隔3d监测一次,位移速率较大且呈 增长趋势时,监测频率加密到了1次/d. 3)支护结构应力监测 本地铁车站基坑支护结构应力监测采用钢弦式钢 筋计,其优点是测试方便简单,抗干扰能力强,性能稳 定等.钢筋计比较合理的安装位置是根据支护设计弯 矩包络图确定的,布置间距为2.5m;钢筋计焊接采用 对接焊且符合钢筋焊接规范,在焊接过程中采用流水 冷却的方法.特别注意,在焊接钢筋计和吊装钢筋笼 时,应避免造成钢筋计较大的初始应力,以免给监测带 来不利的影响. 4)支撑结构应力监测 地铁车站在基坑四角及变截面处安设四道~b600 mm壁厚12mm的钢管内支撑,在施加预应力前,将钢 筋应力计焊接在钢管外壁.在基坑开挖期间,每隔3d 监测一次,支护结构变形速率较大时,每隔2d监测一 次. 5)预应力锚杆锚固力监测 人工挖孔桩加预应力锚杆为某市地铁基坑的主要 支护方式,这类锚杆采用的是多束钢绞线.为了保证 锚杆张拉达到设计的预应力值,必须进行超张拉,通过 在锚头位置安放锚固力传感器,用钢弦式测力计测定 锚杆锁定时的锚固力及开挖过程中的锚固力变化,从 而确定锚杆是否处于正常的工作状态及是否达到了极 限破坏状态. 6)土及土体孔隙水压力测试 挖孔桩桩侧土压力采用沿挡土桩侧壁土体中埋设 的土压力传感器进行测试;而土体孔隙水压力则采用 振弦式孔隙水压力计测试,用数字式钢弦频率接收仪 测读数据. 3.2周边环境的监测 1)邻近建筑物的沉降观测 在地铁深基坑开挖过程中,为了掌握邻近建筑物 的沉降情况,应进行沉降观测.在大学站邻近的高 层建筑的首层柱上设置测点,在开挖影响范围外的几 个小型建筑楼房基柱上埋设基准点.基准点个数为3 个,测点布置间距为16m,采用水准仪测高程以计算 沉降参数. 2)邻近道路和地下管线的沉降观测 用精密水准仪观测,测点布置在道路截面变化及 管道接头处. 3)基坑边坡土体的位移和沉降观测 边坡土体位移的监测采用了测斜仪.具体做法 是,首先在土体中埋设测斜管,然后在基坑开挖前先测 2次作为起始读数,当然开挖过程的监测频率应该与 挡土桩施作保持一致;同时,对土体深层部分埋设分层 沉降标.通过对土体位移和沉降的监测,可以及时掌 握基坑边坡的稳定情况. 4)地下水位的监测 用电极传感器进行地下水位的监测.水位观 测孔钻孔深度必须达到隔水层,钻孔中安装带滤网的 硬塑料管.在此地铁车站基坑开挖中,每隔3d进行 一 次观测.实践证明,地下水位的变化对基坑支护结 构的稳定性有很大的影响. 5)裂缝的观测 每天均进行裂缝的观测,重点放在支护桩,坑壁侧 面,邻近地面,道路及建筑物等上.观察中应做到,一 旦发生裂缝,应在裂缝两侧作出标记并定期测量裂缝 宽度. 3.3监测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 实施 根据本地铁车站基坑的实际情况,特别对挡土桩 水平位移,支撑轴力,锚杆质量和锚固力及桩顶水平位 移等项目进行监测.地铁二号线大学站深基坑开挖监 测进度如表1. 3.4结果分析 1)对挖孔桩及预应力锚杆组成的支护结构水平 位移进行了分析,包括位移速率和累计位移量的计算, 绘制了位移随时间的变化曲线及位移随深度的变化曲 线,对引起位移速率增大的原因进行了分析. 2)对沉降及其速率的分析,归结到土体沉降则主 要是由支护结构水平位移和地下水位降低导致土体固 结引起的.同时,对邻近建筑物和地下管线的沉降观 2010年第5期地铁工程深基坑施工监测技术应用55 测结果与规范中的沉降值进行比较,得知该支护结构 趋于稳定. 3)对支撑轴力和锚固力进行分析,绘制了支撑 力,锚固力随时间变化的曲线,对变化较大的地方与设 计值进行比较,得出该支护结构比较稳定. 表1大学站深基坑开挖监测进度 3.5报警标准 根据对大学站基坑采集数据的分析,得出该基坑 有下列情况之一应进行报警: 1)支护结构水平位移速率连续几天急剧增大,当 位移达到5.0,10.0mm/d且不趋于收敛时; 2)支护结构水平位移累计值超过设计容许值时; 3)桩的主钢筋应力,支撑轴力,锚杆锚固力等实 测值超过设计容许值时; 4)邻近地面及建筑物的沉降,管道设施的变形等 超过设计容许值时; 5)肉眼巡视发现存在危险现象如裂缝,且其宽度 或数量不断扩大时等. 4结语 深基坑开挖过程信息化监测已经成为地铁基坑工 程施工的重要组成部分,通过科学合理的系统检测工 作,可以有效掌握基坑在开挖过程中所引起各种影响 的严重程度及变化规律,推测其发展趋势;同时,根据 动态监测反馈数据,为信息化施工提供科学的决策依 据,在必要时可立即采取相应措施,确保基坑支护结构 和周围环境的安全. 参考文献 [1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业 出版社,l997. [2]高大钊.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版 社,1998. [3]崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京:科学出版 社,2005. [4]中华人民共和国铁道部.GB50299--1999地下铁道工程 施工及验收规范[s].北京:中国铁道出版社,1999. [5]胡春林.高层建筑深基坑开挖施工期的监测和险情预报 [J].岩土力学,1996,17(2):63—69. [6]朱兵见,张维炎,潘国华,等.软土地区基坑支护施工与监 测实例分析[J].铁道建筑,2008(9):71—74. [7]唐世强.地铁深基坑支护体系内力及变形规律分析[J].铁 道建筑,2008(11):35.39. (责任审编王天威)