地鐵站工程深基坑的施工監測方法
[ 摘 要] 某地鐵站工程基坑開挖深度23 m , 采用地下連續墻加內支撐的支護方法,為保證基坑開挖及結構施工安全, 采用信息法施工,本文介紹其監測方法、監測設施、數據處理與反饋。
[ 關鍵詞] 基坑開挖;信息法施工;監測方法;監測設施;數據處理與反饋
1 概述
某地鐵站工程基坑長14812 m , 寬28175 m , 開挖深度23 m , 采用地下連續墻加內支撐的支護方法。按設計要求, 為保證基坑開挖及結構施工安全,基坑施工應與現場監測相結合,根據現場所得的信息進行分析,及時反饋并通知有關人員,以便及時調整設計、改進施工方法、達到動態設計與信息化施工的目的。
該基坑的監測內容主要有:基坑壁(地下連續墻) 的水平位移觀測(測斜);地下連續墻頂水平位移監測;混凝土內支撐梁的軸力測試;鋼管支撐梁的軸力測試。通過基坑位移與支撐梁的內力監測,基本上可以了解基坑的穩定情況。
該工程通過信息化施工,監測小組與駐地監理、設計、業主及相關各方建立良性的互動關系,積極進行資料的交流和信息的反饋,優化設計,調整方案,保證了工程施工的順利進行。
2 監測組織
按該工程的特點和要求,施工單位與勘察研究機構合作,組建專業監測小組,負責該工程監測的計劃、組織和質量審核。
制定如下組織措施: a) 監測小組由經驗豐富的專業技術人員組成; b) 做好基準點和監測點的保護工作; c) 采用專門的測量儀器進行監測,并定期標定; d) 測量儀器由專人使用,專人保養,定期檢驗; e) 測量數據在現場檢驗,室內復核后才上報,并建立審核制度,對采集的數據及其處理結果經過校驗審核后方可提交; f) 嚴格按現行《建筑基坑支護技術規程》等規范與有關細則操作; g) 根據測量及分析的結果,及時調整監測方案的實施; h) 測量數據的儲存、計算與管理,由專人采用計算機及專用軟件進行; i) 定期開展相應的QC 小組活動,交流信息和經驗。
3 測點布置及監測方法
3.1 測點布置
按設計要求,在基坑周邊共布置8 個測斜孔、19 個墻頂水平位移監測點、每層11 根鋼筋混凝土支撐梁、23 根鋼支撐梁進行應力監測。
3.2 測斜方法
測斜采用CX201 型測斜儀對土體進行監測, 精度0.01 mm 。測斜管埋設時,在現場組裝后綁扎固定于鋼筋籠上,校正導向槽的方向,使導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,并將其澆灌在混凝土中。澆灌混凝土前,封好管底底蓋,并在測斜管內注滿清水,防止測斜管在澆灌時浮起和防止水泥漿滲入管內。測斜管露出冠梁頂部約10～20 cm 。測斜管孔口的保護措施:用<100 鍍鋅鋼管將測斜管頂部約1 m 套住,焊接在鋼筋籠上,并用堵頭封住。鍍鋅管與測斜管之間用水泥砂漿填塞。
在基坑開挖及地下結構施工過程中實施測斜,以了解地下連續墻的變形情況。測試時保證測試儀導輪在導槽內,輕輕滑入管底待穩定后每隔50 cm 測讀一次,直至管口;然后測斜儀反轉180 度,重新測試一遍,以消除儀器的誤差。第一次(基坑開挖前) 測試時,每個測斜孔至少測試2 次,取平均值作為初始值。
3.3 支撐梁軸力監測方法
對鋼筋混凝土支撐梁,采用鋼筋應力計測試混凝土內支撐梁的軸力。施工時在支撐梁每個測試斷面的上下主筋上各焊接一只鋼筋應力計,將導線引出。基坑開挖時由頻率計測試其軸力變化情況。對鋼管支撐梁,鋼支撐安裝好以后,將鋼弦式表面應變計粘貼固定在鋼支撐的表面,并把導線引出。測試時用頻率儀測試鋼支撐的應變,再用彈性原理即可計算支撐的軸力。
3.4 地下連續墻頂觀測方法
將各測點設置在壓頂梁上,將基準點設置在基坑開挖深度5 倍距離以外的穩定地方。采用小角度法或視準線法觀測圍護墻頂的水平位移。
4 主要監測設備(見表1)
5 監測頻率與預警位
監測頻率根據施工進度確定,在基坑開挖階段,每天一次,其余可每隔3～5 天1 次。當監測結果超過預警值時應加密觀測,當有危險事故征兆時連續觀測,并及時通知有關人員立即采取應急措施。為確保基坑安全,設計要求加強基坑監測,將監測數據及時反饋給有關人員,實行信息化施工,對各監測項目按規范要求設置預警值,超出預警值時迅速報有關部門處理(見表2) 。
表2 基坑監測設計預警值
6 監測數據處理及反饋
6.1 成果整理每次量測后,將原始數據及時整理成正式記錄,并對每一個量測斷面內每一種量測項目,均進行以下資料整理: a) 原始記錄表及實際測點圖; b) 位移(應力) 值隨時間及隨開挖面距離的變化圖; c) 位移速度、位移(應力) 加速度隨時間以及隨開挖面變化圖。
6.2 數據處理
每次量測后,對量測面內的每個量測點(線) 分別進行回歸分析,求出各自精度最高的回歸方程,并進行相關分析和預測,推算出最終位移(應力) 和掌握位移(應力) 變化規律, 并由此判斷基坑的穩定性。
利用已經得到的量測信息進行反分析計算,提供維護結構和周圍建筑物的狀態,預測未來動態,以便提前采取技術措施,驗證設計參數和施工方法。
6.3 反饋方式
監測數據全部輸入計算機,由計算機計算并描繪出各測量對象的變化曲線,然后反饋給有關單位和人員。由于該工程監測中采用的儀器大多數是傳感式的,其零漂移或溫度補償等都在計算機中設置,并由計算機處理。
參考文獻
1 廣州地區建筑基坑支護技術規定(GJB0221998)
2 建筑基坑支護技術規程(J GJ12021999)
3 建筑變形測量規范(J GJΠT821997)
