(4.5.1)-4.5基坑監(jiān)測-基坑工程監(jiān)測實例

土木工程測試技術(shù)

4基坑工程監(jiān)測技術(shù)

內(nèi)容提綱基坑工程監(jiān)測的意義和內(nèi)容基坑監(jiān)測主要技術(shù)手段基坑監(jiān)測方案設(shè)計基坑監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析和實例基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/133

一、工程概況該工程地處建國門內(nèi)大街繁華地段，周邊建筑物情況復(fù)雜?；颖眰?cè)為市級保護(hù)文物于謙祠，施工時需精心保護(hù)；基坑西側(cè)為新聞大廈（22層），基坑?xùn)|側(cè)為業(yè)主辦公樓（2層）、郵政樞紐（12層），基坑?xùn)|南側(cè)為熱力站（3層）及電力開閉站（2層），基坑離熱力站最近距離僅為0.85m，如圖所示。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/134基坑周邊建筑示意圖4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/135各主要土層為：

雜填土（平均厚度3.3m）、素填土（平均厚度為1.8m）、砂質(zhì)粉土-粘質(zhì)粉土（平均厚度為5.2m）、粉砂-砂質(zhì)粉土（平均厚度為2.3m、.粘土（平均厚度為2m）、粉細(xì)砂（平均厚度為2.5m、卵石（平均厚度為3.6m）、中砂（平均厚度為2.0m）、重粉質(zhì)粘土（平均厚度為4.5m）。土性4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/136基坑深度范圍內(nèi)共分布3層地下水，第一層水位埋深為10.30～11.40m，第二層為潛水，水位埋深為17.30～19.50m，第三層為承壓水，水位埋深為23.50～26.10m。近3～5年最高潛水水位，埋深約18.70m。水文條件4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/137

本工程基坑深度為23.22m-23.72m，局部集水坑深達(dá)26.77m，基坑面積約10000m2，周長約500m，屬一級深基坑工程。本工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用磚砌擋墻-樁錨聯(lián)合支護(hù)型式，上部3.6m采用垂直擋墻，以下部分采用直徑800mm的護(hù)坡樁，間距1600mm，布置4排錨索，錨索位置設(shè)在標(biāo)高-5.00m、-10.5m、-14.5m、-19.0m處。支護(hù)結(jié)構(gòu)典型剖面和完成后的照片如圖所示。圍護(hù)結(jié)構(gòu)4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/138基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)典型剖面4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/139基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)完成后照片4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1310根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》要求，本基坑的安全等級及重要性需要按照一級基坑來考慮。為確保基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍建筑物的安全，在基坑開挖、支護(hù)及后續(xù)結(jié)構(gòu)施工階段進(jìn)行了以下項目的監(jiān)測：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移觀測、周圍建筑物沉降觀測、錨索應(yīng)力監(jiān)測、基坑水位觀測等。二監(jiān)測成果分析4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1311為觀測方便且能及時掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，基坑位移觀測點(diǎn)設(shè)置在護(hù)坡樁樁頂連梁上，各觀測點(diǎn)間距為20m-30m。共布設(shè)24個水平位移觀測點(diǎn)，基坑開挖期間每天觀測兩次，每層錨索張拉前后各觀測一次，遇到下雨、基坑受擾動等情況時，增加觀測頻率。根據(jù)周圍建筑物的實際情況，規(guī)定于謙祠、業(yè)主辦公樓、電力開閉站、變壓站等重要建筑物前基坑位移預(yù)警值為20mm；基坑周圍無重要建筑物位移預(yù)警值為40mm。1位移觀測4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1312實測監(jiān)測點(diǎn)位移變化情況如圖所示：部分測點(diǎn)水平位移變化情況4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1313

隨著基坑開挖深度的增加，這些測點(diǎn)水平位移從開始的1、2mm一直增長到8、9mm。測點(diǎn)W17從6月29日至7月7日8天內(nèi)位移增加了8mm，接近14mm，位移增長較快?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)施工單位在基坑北側(cè)與于謙祠之間的空地上堆積了大量的鋼筋（重量約15t，距基坑邊坡約6m），造成該區(qū)域附加荷載急劇增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移也大幅增加。該區(qū)域測點(diǎn)W18位移較大也是此原因。結(jié)構(gòu)施工單位將鋼筋等材料移走后持續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移已逐漸趨向穩(wěn)定。由此可見進(jìn)行工程監(jiān)測的信息化施工對于指導(dǎo)安全施工有著極其重要的作用。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1314本工程基坑開挖深度大，槽壁有易坍塌的人工填土、粉土、砂土和碎石土層，同時在坑深范圍內(nèi)存在多層地下水，為了監(jiān)測降水及基坑開挖對周圍重要建筑物產(chǎn)生過大的不利影響，在施工過程中，對基坑北側(cè)的于謙祠、東北側(cè)的甲方辦公樓、西南側(cè)的熱力站、電力開閉站等離基坑較近的建筑物設(shè)置沉降觀測點(diǎn)進(jìn)行了觀測。沉降觀測儀器采用精密水準(zhǔn)儀，在基坑2倍坑深以外合適位置布置半永久水準(zhǔn)基點(diǎn)，在被觀測建筑物墻上標(biāo)記沉降觀測點(diǎn)，距離約20m，離開地面高度約0.5m左右，沉降預(yù)警值為20mm。2沉降觀測4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1315降水施工及基坑開挖階段，每天觀測一次，遇到雨天以及各種可能危及支護(hù)安全的水害來源時加強(qiáng)觀測，每天觀測2~3次。水準(zhǔn)基點(diǎn)要聯(lián)測檢查，以保證沉降觀測成果的準(zhǔn)確性。每次沉降觀測做到“定機(jī)定人”，監(jiān)測需連續(xù)進(jìn)行，全部測點(diǎn)一次測完。實際監(jiān)測結(jié)果表明，在本工程采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)下，周圍建筑物沉降較小，最大沉降僅為5mm左右，出現(xiàn)在距離基坑最近的熱力站，其墻體并沒有出現(xiàn)裂縫。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/13163錨索應(yīng)力監(jiān)測預(yù)應(yīng)力錨索在支護(hù)結(jié)構(gòu)中的作用非常重要，為確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全可靠，掌握預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)力情況，采用了GMS型錨索測力計對錨索的內(nèi)力進(jìn)行監(jiān)測，如下圖所示。該測力計穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，密封可靠，便于現(xiàn)場安裝操作、對后續(xù)施工影響小。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析錨索應(yīng)力計監(jiān)測施工2023/2/13174.5基坑工程監(jiān)測實例分析錨索應(yīng)力計監(jiān)測施工2023/2/13184.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1319選取了一些錨索進(jìn)行拉應(yīng)力監(jiān)測。

監(jiān)測結(jié)果表明：錨索張拉及鎖定過程中，有較大的預(yù)應(yīng)力損失。錨索預(yù)應(yīng)力損失按照施工過程可分為：張拉過程中的損失、鎖定瞬間的損失、鋼絞線應(yīng)力松弛造成的損失及土體變形等其他因素造成的損失。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1320對錨索施加預(yù)應(yīng)力的過程中，發(fā)現(xiàn)錨索測力計的示數(shù)與千斤頂?shù)挠捅檬緮?shù)存在差異，即張拉過程中產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力損失，實測結(jié)果如表所示。從監(jiān)測結(jié)果來看，張拉過程中開始時與應(yīng)力損失所占百分比較大，隨著張拉力的不斷加大，預(yù)應(yīng)力損失所占的比重越來越少。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析張拉過程中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失的原因一方面是千斤頂標(biāo)定有誤差，油泵壓力表精度不夠，造成讀數(shù)有誤差。另一方面與張拉前錨索鋼絞線的彎曲程度有關(guān)。因此張拉時在保證千斤頂做好足夠精度的標(biāo)定的情況下采取預(yù)張拉的措施有利于減少張拉過程中的預(yù)應(yīng)力損失。2023/2/13214.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1322錨索張拉過程中預(yù)應(yīng)力損失實測結(jié)果表4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1323在鎖定錨索的瞬間，錨索預(yù)應(yīng)力損失較大，實測結(jié)果如下表所示，其中1號錨索鎖定時預(yù)應(yīng)力損失為39.7%，2號錨索為58.6%，3號錨索為27.6%。鎖定時預(yù)應(yīng)力損失的主要是由于自鎖夾片與鋼絞線間的滑移、夾片自身的剛度不夠及鋼腰梁與護(hù)坡樁之間存在縫隙。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1324由于該階段錨索預(yù)應(yīng)力損失非常大，如果忽略的話，錨索很有可能因為達(dá)不到設(shè)計值而無法充分發(fā)揮支護(hù)作用，從而造成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)危險。所以在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索的張拉時，在錨索鋼鉸線的承受范圍內(nèi)盡量超張拉或進(jìn)行二次補(bǔ)償張拉，以彌補(bǔ)因鎖定帶來的預(yù)應(yīng)力損失。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1325鎖定過程中預(yù)應(yīng)力損失4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1326對鎖定后的較長一段時間內(nèi)，持續(xù)監(jiān)測錨索的長期預(yù)應(yīng)力損失情況。監(jiān)測結(jié)果表明，錨索的預(yù)應(yīng)力有短暫的增加趨勢，很快趨向穩(wěn)定。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果分析，長期預(yù)應(yīng)力損失的主要影響因素有鋼鉸線的應(yīng)力松弛、土體的變形、邊坡中水的滲透等。錨索應(yīng)力變化趨勢如下3圖所示。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1327圖51#錨索內(nèi)應(yīng)力變化趨勢圖4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/13282#錨索內(nèi)應(yīng)力變化趨勢圖4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/13293#錨索內(nèi)應(yīng)力變化趨勢圖4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/13304水位觀測基坑施工過程中，為保證基坑開挖及土方運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行，必須進(jìn)行降水工作?；又ёo(hù)完成后，為保證后續(xù)結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行，必須保證基坑的地下水位在基底以下0.5m，為防止地下水位上升對底板防水層造成破壞，因此需要對地下水位進(jìn)行監(jiān)測。北京的地下水資源比較珍貴，降水施工中過多的抽取地下水造成浪費(fèi)，因此合理降水是一個重要的問題，地下水位監(jiān)測也就顯得非常重要了。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1331本工程中共設(shè)置10口水位觀測井，間距為50m左右。采用電測水位計測量地下水位，測線采用平行電纜制作，并做好深度標(biāo)記，表頭使用電流表或者萬能表，入水部分采用短鋼筋制作。降水之前先進(jìn)行預(yù)觀測，取三次觀測的平均值作為起始值。開始降水時，每3天觀測一次，地下水位穩(wěn)定后減為每周一次。水位監(jiān)測工作應(yīng)該貫穿整個基坑開挖和結(jié)構(gòu)施工階段，直至結(jié)構(gòu)后澆待完成。在北京多雨季節(jié)出現(xiàn)的地下水位上升，采用加大降水井抽水量，延長抽水時間的辦法，降低地下水位，并加大地下水位監(jiān)測的頻率，確保結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1332除采取以上監(jiān)測措施外，另外每天由工程經(jīng)驗豐富的人員對基坑穩(wěn)定作肉眼觀測，主要觀察支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、維護(hù)體系是否有滲水現(xiàn)象、施工條件的改變、坑邊荷載的變化、管道滲漏、降雨等情況對基坑的影響。密切注意基坑周圍的地面裂縫、維護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系的失常情況、臨近建筑物的裂縫、局部管涌現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。4.5基坑工程監(jiān)測實例分析2023/2/1333結(jié)語隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)日新月異的發(fā)展，超高層建筑不斷涌現(xiàn)。建筑基坑的深度越來越大，周圍的建筑物環(huán)境日益復(fù)雜，施工現(xiàn)場情況也千變?nèi)f化，這樣給設(shè)計及施工人員對基坑很難準(zhǔn)確的計算支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及對周圍建筑的影響，因此基坑施工及后續(xù)結(jié)構(gòu)施工中進(jìn)行工程監(jiān)測就顯得日益重要了。4.5基坑工程