梁志揚(yáng)
【摘 要】地下工程和基坑施工中坍塌事故頻繁,在施工過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)是至關(guān)重要的,是確保周邊居民和整個(gè)工程施工安全的保障,本人在工程實(shí)踐中總結(jié)一些做法,僅供同行參考。
【關(guān)鍵詞】基坑;監(jiān)測(cè);安全
近幾年在地下工程和深基坑施工中,不斷出現(xiàn)坍塌事故的調(diào)查情況表明,地下工程和深基坑發(fā)生重大事故前或多或少都有預(yù)兆,如果能夠在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中切實(shí)做好監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故預(yù)兆并采取適當(dāng)?shù)拇胧?,?yīng)該是可以避免重大基坑事故的發(fā)生或減少基坑事故所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。
安全監(jiān)測(cè)是施工組織的一部分,屬動(dòng)態(tài)管理范疇,是指在整個(gè)土建施工過(guò)程中對(duì)地下水動(dòng)態(tài)、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力、土層的穩(wěn)定以及施工對(duì)周圍建筑物和設(shè)施的影響進(jìn)行觀察、監(jiān)控和量測(cè)。通過(guò)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理,來(lái)判斷地層、結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性,判斷施工對(duì)周圍環(huán)境的影響程度,進(jìn)而指導(dǎo)施工?,F(xiàn)就工程實(shí)例談?wù)劕F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)在明挖結(jié)構(gòu)的基坑開(kāi)挖施工中的具體應(yīng)用。
0.工程概況
肇慶恒裕海灣地下工程,南側(cè)靠近舊式民居,基坑總長(zhǎng)為155.6m,標(biāo)寬18.8m,開(kāi)挖深度深(平均挖深為18.6m),主體結(jié)構(gòu)建筑面積26327.5m2。采用明挖順做法施工,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔樁加鋼管內(nèi)支撐支護(hù)。主體基坑施工于2010年11月開(kāi)始,2011年7月完成,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐密集眾多,跨度大是本工程施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一,為確?;邮┕さ陌踩樌?,必須加強(qiáng)對(duì)周圍建筑物、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。
1.水文地質(zhì)
結(jié)構(gòu)主要位于〈5Z-1、5Z-2〉可∽硬塑狀砂質(zhì)粘性土,承載力較大,壓縮性較小,工程性質(zhì)及整體均勻性均較好。按地下水含水層介質(zhì)的不同,該段主要含水導(dǎo)層為海陸交互沉積砂層,〈2-3〉空隙含水層及中風(fēng)混合巖帶〈8Z〉裂隙含水層,其余土層全風(fēng)化巖含水微弱,可視為相對(duì)隔水層。
2.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施
2.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)位置的確定
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇和主次項(xiàng)目的確定,即關(guān)系到基坑施工過(guò)程中的安全,也關(guān)系到工程費(fèi)用的大小,隨意增減監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都會(huì)造成不必要的損失。本工程在結(jié)合工程現(xiàn)狀及監(jiān)測(cè)技術(shù)水平的情況下,確定了以下的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及各測(cè)點(diǎn)位置:
2.2測(cè)點(diǎn)數(shù)量及布置要求
(1)圍護(hù)樁水平位移:25個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)平均間距15m。
(2)土體側(cè)向變形:布置在三個(gè)斷面上,同一孔測(cè)點(diǎn)間距0.5m。
(3)支撐軸力:三個(gè)斷面,布置在支撐靠近端頭處。
(4)地下水位:6個(gè)測(cè)孔,布置在三個(gè)斷面上。
(5)側(cè)向土壓力:40個(gè)測(cè)點(diǎn),同一孔測(cè)點(diǎn)間距2-3m。(土壓力盒須安裝在迎土側(cè)的護(hù)壁外側(cè)。
(6)鋼筋應(yīng)力:選擇三個(gè)斷面上的樁監(jiān)測(cè)。每根樁的主筋上焊接5根鋼筋計(jì),迎土側(cè)主筋上3根(頂板、中板、基底);基坑側(cè)2根(第一道和第二道支撐中間位置、第二道支撐和基底中間)。
(7)樁身變形:選擇三個(gè)斷面上的樁監(jiān)測(cè)。測(cè)斜管須在樁心處預(yù)埋,底部達(dá)到樁底底面,頂部預(yù)留出樁頂冠梁的高度。灌注混凝土?xí)r需注意對(duì)傾斜管的保護(hù),并保證起鉛垂向下。
(8)樁身砼應(yīng)變:與鋼筋應(yīng)力同樁監(jiān)測(cè),每根樁上布置5個(gè)測(cè)點(diǎn),迎土側(cè)2個(gè)(第一道和第二道支撐中間位置、第二道支撐和基底中間);背土側(cè)3個(gè)(頂板、中板、基底)。
2.3報(bào)警值及監(jiān)測(cè)周期的設(shè)定
該工程的基坑變形報(bào)警值根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容,選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移及鋼支撐軸力作為施工安全判別標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警值,其設(shè)定如下:
(1)平位移報(bào)警值(F):
F=F實(shí)/F容
F實(shí):水平位移實(shí)測(cè)值;
F容:水平位移允許值(第二部開(kāi)挖:15mm;第三部開(kāi)挖:20mm;第四部開(kāi)挖:30mm)。
當(dāng)F>1:危險(xiǎn);1>F>0.8:注意;F<0.8:安全。
(2)支撐軸力報(bào)警值(N)。
當(dāng)實(shí)測(cè)的支撐軸力在容許值3000KN范圍內(nèi),結(jié)構(gòu)判斷為安全。
(3)監(jiān)測(cè)工作的監(jiān)測(cè)周期應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)程確定,在開(kāi)挖卸載急劇階段,間隔時(shí)間不超過(guò)3天,其余情況可延至5-10天;當(dāng)變形發(fā)展速率較大、場(chǎng)地條件變化較大或支護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、安全性(F、N值)為注意時(shí),應(yīng)1天監(jiān)測(cè)1次;當(dāng)變形急劇發(fā)展、安全性為危險(xiǎn)或出現(xiàn)事故征兆時(shí),則要對(duì)變形連續(xù)監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握變形發(fā)展趨勢(shì)和準(zhǔn)確判斷基坑安全狀況。
2.4監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測(cè)
每次監(jiān)測(cè)工作結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),以便發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有誤時(shí)可及時(shí)改正補(bǔ)測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值有明顯異常時(shí),能及時(shí)采取相應(yīng)措施。同時(shí)還應(yīng)分階段、分工序?qū)α繙y(cè)的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析:
(1)數(shù)據(jù)的處理:將原始數(shù)據(jù)用頻率分布的形式把數(shù)據(jù)分布情況顯示出來(lái),進(jìn)行數(shù)據(jù)的數(shù)值特征值計(jì)算,舍掉離群數(shù)據(jù)。
(2)曲線擬合:用函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行曲線擬合,以便對(duì)下一階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
3.結(jié)束語(yǔ)
由于影響基坑施工安全的不確定因素很多,其最不安全狀態(tài)有可能出現(xiàn)在任何一個(gè)施工階段,因此施現(xiàn)場(chǎng)有效的監(jiān)測(cè)是非常必要和重要。通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果的信息反饋,可以了解土體在施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化,明確工程施工對(duì)原始地層的影響程度和可能造成失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié);了解施工對(duì)周圍地下水位的影響程度;了解支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變位情況,對(duì)其安全及穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià);及時(shí)修正設(shè)計(jì)參數(shù),優(yōu)化施工工藝,改進(jìn)施工方法。為加強(qiáng)了地下工程和深基坑的安全監(jiān)測(cè),確保工程安全施工,最近廣州市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)在網(wǎng)上公開(kāi)征求《廣州市地下工程及深基坑安全監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)使用規(guī)定》(征求意見(jiàn)稿)意見(jiàn),明確要求地下工程及深基坑現(xiàn)場(chǎng)施工必須實(shí)施安全監(jiān)測(cè),保證周邊和施工現(xiàn)場(chǎng)的施工安全。