某工程軟土地基土方開挖基坑支護變形監測及應對措施

2022-06-23 05:10:26 字數 4349 閱讀 7407

摘要:沿海城市某工程,工地西南側臨近城市供水管道,東側與同型別建築新完基礎相鄰。當土方開挖到接近設計深度時,南面僅做錨杆支護或攪拌樁複合土釘牆支護的開挖段發生區域性崩塌,結合以往施工經驗,並對土體深層水平位移與地表水平位移及沉降等監測結果細緻分析,對基坑支護變形及時採取有效應對措施,安全、經濟地完成了基礎施工,取得了良好的綜合效果。

關鍵詞:裂縫;臨界狀態;監測;異常;被動區加固

1前言沿海城市,其地質情況複雜,普遍為高靈敏度淤泥質軟土,地下室基坑支護、土方開挖階段隱藏著很大風險。設計方、開發商、施工方對地下室基坑支護的經濟合理與土方開挖施工的安全保障常有分歧,難以準確把握。我司根據多年該類基坑施工經驗結合土方開挖監測手段,在成本控制與安全保障之間取得較好的平衡,以下是剛完成的一項令各方滿意的成功施工案例。

2工程概況

2.1沿海城市某工程,場地現為農田,工地西南側臨近城市供水管道,東側與同型別建築新完基礎相鄰(中間隔一條臨時馬路)。設計開挖深度為3.

90m(至地下室底板墊層底),4.80m(至地下室承臺墊層底),見表1。

2.2地質概況

2.2.1 根據岩土工程勘察報告,基坑開挖深度影響範圍內的土層由上而下依次為:粘土(地表下約1.5m厚);淤泥

2.2.2水文地質情況:

場區地下水屬孔隱潛水型,其賦水介質為粘土、淤泥具微弱透水性,地下水徑流條件差,水量小,直接受大氣降水補給,勘察期間測得鑽孔的地下水位埋深0.30~1.80m。

不需要做孔隙水壓力測試。

2.3 基坑支護情況概括:東側,3道ф48×2.5錨管[email protected];西、北部六排ф600

@500(l=13.5 m)水泥攪拌樁重力式擋土牆,上設冠樑;西南角(距離城市供水乾管僅5.2m)做鋼筋砼內支撐加主動區七排ф[email protected](l=15 m)水泥攪拌樁。

3監測方案

3.1監測佈局(圖1)

3.1.1土體深層水平位移監測:沿基坑四周設7個土體深層水平位移監測點孔深為16m/孔,觀測土體深層水平位移。

3.1.2水平位移及沉降監測:沿基坑周邊預設每15m設一水平位移、沉降觀測點,監測施工期間水平位移及沉降。

3.1.3支撐軸力測試:根據設計方案在第一道支撐佈置2組軸力監測點。

3.2監測內容及控制值詳見表2。

3.3現場監測

3.3.1土體深層水平位移

裝置:航天部cx-03e型測斜儀、測斜管、探頭等。誤差4mm/15m。

pvc測斜管埋設:根據選定位置,鑽機成孔,埋放測斜管;校準方位,中細砂封孔,砌磚槽保護。兩管連線時槽口須對淮,外用膠帶封住。

校準方位時須將槽口對準所測水平位移方向(與支護牆牆面垂直);因測斜管用鑽機成孔的方式埋設,測斜管與土體間還未密實,此時所測的資料沒有意義,待兩天磨合後再進行初次讀數;在挖土期間以1次/天,其它時間以1次/3天的頻率進行監測,異常情況跟蹤監測;當土體深層水平位移值大於或等於設計報警值時,密切關注、及時分析並向有關部門彙報,必要時採取緊急應對措施。

測量方法:測量時,將測斜儀探頭輕輕滑入預埋的測斜管底部,自下而上每隔0.5m

測量一次,直至管口。然後將探頭旋轉180°,重複上述步驟再測一次,兩次測量的各測點應在同一位置上。

3. 3.2地表水平位移及沉降監測

用以監測支護結構及周圍環境地表水平位移及沉降。

1)水平位移

① 地表水平位移觀測採用極座標法進行觀測,即每次觀測時將儀器置於工作點上後定

向,再逐一對每個測點測出角度、邊長計算其座標,採用座標判定位移量。

② 儀器:j2經緯儀

③ 基準點及測標埋設:

地表水平位移基準點設定在坑外不受基坑開挖影響的穩定區域處,且視野開闊,用直徑20rnm,長l.5,用大錘打入地下四周用水泥砂漿填實。並設定兩個水平位移觀測基準點,另一點作為校準。

水平位移測標的埋設,沿基坑邊間距每15 m設定一個水平位移觀測點,先用電錘在基坑邊的壓頂上鑽孔,然後放入長200 mm~300mm、直徑20 mm~30 mm的圓頭鋼筋,四周用水泥砂漿填實即可。

2)沉降

① 沉降觀測採用二等水準測量施測,逐一對每個測點進行觀測,最後計算其高程,相鄰二次觀測成果進行比較,判定其沉降量。

② 儀器:高精度自動安平水準儀,2m長銦鋼尺。

③ 基準點及測標埋設:

沉降基準點設定在4倍基坑開挖深度以外,不受基坑開挖影響的穩定區域處,且視野開闊,用直徑20 mm,長1.50m,用大錘打入地下四周用水泥砂漿填實。沉降基準點應設定兩個基準點,另一點作為校準。

並在近處均勻佈設若干工作基點,以方便觀測和保證精度。沉降測標的埋設,沿基坑邊間距每15m設定一個沉降觀測點,先用電錘在基坑邊的壓頂上鑽孔,然後放入長200mm~300mm、直徑20 mm~30mm的圓頭鋼筋,四周用水泥砂漿填實即可。

3. 3.3支撐軸力監測

1)鋼筋計埋設:在水平支撐樑鋼筋籠紮好後,按照埋設位置,把支撐粱鋼筋籠的主筋對稱的二根各割去一段長約20cm。用電焊把各只鋼筋計搭焊在所割鋼筋上,要求悍接長度大於10d(d為鋼筋的直徑)。

每個測點截面上下對稱埋設二個鋼筋計,鋼筋計電纜線集中保護;在鋼筋計安裝完畢後,進行安檢測試一次,待水平支撐樑砼的強度達標後,對鋼筋計進行初測。

2)測量儀器:採用振弦式讀數儀。

3. 3.4土釘抗拔試驗

1)載入裝置

採用zy-30型穿心千斤頂和手動壓力泵載入,用y s- l型數字液顯壓力錶直接測讀實際載入值,壓力錶靈敏度為lkn。為了試驗的需要,將土釘接長600mm,並要求將土釘周邊噴射混凝土層鑿開,加強筋割斷,以使土釘符合工程實際受力條件。

2)位移量測

在土釘頂端安裝一隻百分表,用以量測各級抗拔荷載作用下土釘的上拔量。固定百分表用的基準杆(φ48鋼管)直接焊接在鄰近的士釘上,以保證位移量測的精度。

3)試驗方法

試驗參照《基坑土釘支護技術規程》(cecs96:97)中有關規定進行。

4操作流程

4.1在土方開挖前按設計佈局埋設pvc測斜管。

4.2在基坑外土體上設定地表水平位移及沉降監測點,沉降基準點設定在4倍基坑開挖深度以外,不受基坑開挖影響的穩定區域處。

4.3支撐施工時埋設鋼筋應力計2組。

4.4土釘抗拔試驗。

4.5土方開挖,同時進行觀測。在挖土期間以1次/天,其它時間以1次/3天的頻率進行監測,異常情況跟蹤監測。

4.6觀測資料一般應當天填入規定的**,並及時提供給施工、建設、監理、設計等單位。

4.7監測工期由基坑開挖開始,一般當主體結構施工至±0.000高程時止,變形正常情況下可以提前結束。基坑監測結束後15d提交監測報告。(見圖2)

5異常及應對措施

5.1地表開裂

5.1.1在土方開挖到一定深度(約2m)時,基坑附近的地表觀察到許多平行於基坑的裂縫,此時土體深層水平位移值並未報警,這階段土體變形還在容許範圍內,但要隨時觀測引起重視,並採取相應措施。

5.1.2相應措施

1)及時用水泥漿將裂紋灌密實,以免地表水滲入。

2)基坑周邊嚴格控制施工荷載,嚴禁超載,並不得擾動土體。

3)若場地條件容許,對主動區頂部進行適當卸土。

5.2區域性崩塌

5.2.1當土方開挖到接近設計深度(約3.

5 m)時,南面僅做錨杆支護或攪拌樁複合土釘牆支護的開挖段(長約12 m)發生區域性崩塌,這時深層水平位移值已經超過警戒值,這說明基坑支護處於塌方的臨界狀態。此時趕緊停挖,並採取緊急措施。

5.2.2緊急措施

1)對區域性崩塌段立即回填,並靜置一段時間;

2)對被動區加固:打入垂直花錨(深度至深層水平位移值為零處,本工程l=10 m)並灌漿;

3)若場地條件容許,對主動區頂部進行適當卸土(本工程卸土深2 m左右,寬5 m);

4)對於過於經濟的設計方案,報請監理、業主與設計等各方主體共同重新補強,根據不同情況有:

① 增加一道水平錨杆;

② 在被動區打槽鋼樁,頂部用槽鋼焊接形成整體並加斜撐;

③ 重新設計1~2道內支撐。

對於群樓,在採取上述措施的同時,可依託已施工並達到設計強度的基礎逐步向前推進。

6結束語

該工程在土方開挖工程中,因與監測緊密結合,雖然在東北一小段發生區域性(該段土體已受相鄰工地擾動,基坑支護設計又是僅做錨杆支護)崩塌的險情,經與設計、監理、業主等方溝通,結合以往施工經驗,及時採取了4.2.2.

1)、2)、3)等措施,用較少的投入在最短的時間內安全的完成了基坑施工。因為將支撐軸力監測與土體深層水平位移監測有機的結合指導施工,工地西南側的城市供水管道安然無恙。類似工程基坑支護施工一般在11000~13000元/m,該工程僅合7800元/m,基礎施工總體進展順利,在安全、質量、進度等方面均取得了良好的效果,受到業主、設計和監理等各方的好評。

參考文獻:

[1] 浙江省建築基坑支護規程.db33/1008-2000.

建築基坑支護技術規程.jcjl20-99.

溫州市勘察測繪設計研究院提供的建設場地工程地質勘察報告.04-160.

周方明,鍾正雄,鍾才根.土地區基坑支護土釘牆施工與監測分析.西部探礦工程.2002(03),14.