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基坑工程施工监控内容、措施和预警

312 2020-11-11 11:13:36

本文以某个以地下连续墙为最主要支护手段的桥梁锚定基坑施工监测为例,聊聊如何采用普通的现场监测手段弥补计算理论缺陷,将基坑事故扼死在初发阶段。

工程背景

本次选取的案例工程为广州某桥梁锚定基坑工程施工监测。锚碇基础采用地下连续墙作为基坑开挖的支护结构,根据地质情况及锚体设计需要,地下连续墙外径为82.0m,壁厚为1.5m的圆形结构,顶面标高+1.00m,底标高-35.00~-43.00m,底部嵌入中风化泥岩、泥质粉砂岩层;地连墙分Ⅰ期、Ⅱ期两种槽段施工,槽段共54个,设计最大槽深46.0m,在地下连续墙两侧,采用直径50cm水泥粉喷桩加固淤泥质土,间距40cm,加固深度15.0m,地下连续墙施工完成后进行墙底灌浆。

                   

图1 工程开挖立面图

监测目的

工程施工监测是指在建构筑物施工过程中,采用监测仪器对关键部位各项控制指标进行监测的技术手段,在监测值接近控制值时发出报警,用来保证施工的安全性,也可用于检查施工过程是否合理。主要目的有:

⑴及时发现不稳定因素

土体成分和结构不均匀性、各向异性及不连续性决定了土体力学性质的复杂性,加上自然环境因素的不可控影响,借助监测手段以便能及时采取补救措施,确保基坑稳定安全,减少和避免不必要的损失。

⑵验证设计、指导施工

通过监测可以了解周边土体的实际变形和应力分布,用于验证设计与实际符合程度,根据基坑变形和应力分布情况为施工步骤的实施、施工工艺的采用提供有价值的指导性意见。

⑶保障业主及相关社会利益

在施工中,通过对周边土体和建筑物监测数据的分析,调整施工参数、施工工序、重车进出及停靠位置,确保周边建(构)筑物、塔吊以及其它机具设备的正常运行,有利于保障业主及相关社会利益。

监测内容

案例工程监测内容包括:水文监测;地下连续墙的施工和后续监测;基坑内、外所受总的水土压力监测,基坑外部所受总的水土压力的监测;内衬所受应力的监测;周边地表、构筑物变形监测。

表1 监测项目汇总表

序号

监测类别

监测项目

监测方法

1

周边环境

基坑内、外地下水位监测

水位计

2

渗流场、坑外孔隙水压力

孔隙水压力计

3

坑外水土压力监测

土压力计

4

周边地形、构筑物变形监测

高精度水准仪

5

地下连续墙结构

地下连续墙姿态监测

高精度水准仪、全站仪

6

地下连续墙混凝土应力监测

混凝土应力计

7

地下连续墙钢筋应力监测;

钢筋应力计

8

内衬混凝土应力监测

混凝土应力计

9

内衬钢筋应力监测

钢筋应力计

1

地连墙深层位移监测;

测斜仪

具体措施(以地下连续墙的深层位移监测为例)

测斜监测适用于监测地下连续墙的垂直状况,即地连墙深层侧向位移状况。

通过活动式测斜仪监测土体或墙体的深层水平位移。具体操作:把与活动式测斜仪配套的测斜管埋设在进行测斜监测的部位,测斜管的内部有导向滑槽两对,且互成90°。因为测管与重力线之间的倾角能被测斜仪反映出来,所以能测出测斜仪所在位置的测管倾斜度,换算得到该位置测斜仪上下导轮间的位置偏差,自下而上相加就是各点处的水平位置。如图2所示。


图2  测斜原理示意图

监控预警值

根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497-2009)要求,监测报警值应由基坑工程设计方确定,表2中所列监测项目警戒值为一级基坑监测报警值。

分析每天的监测数据及累计数据变化规律,并与预警值相比较,如果接近预警值时即提出告警,提请有关部门关注:如果监测结果超过设计的预警值时应当即紧急提示。

表2监测项目警戒值一览表

监测

区域

项     目

     

日变化量

累计变化量

周边环境

周边地表沉降监测

2mm

50mm

堤坝变形监测

2mm

20mm

周边管线监测

2mm

10 mm

周边建筑物监测

2mm

10mm

地下水位监测

300   mm

500mm

坑外土压力监测

10kPa

60%设计值

坑外孔隙水压力监测

10kPa

60%设计值

基坑结构

基坑姿态监测(圈梁变形监测)

2mm

水平25mm,竖向10mm

地连墙深层侧向变形监测

2mm

30mm

地连墙应力监测

60%设计值

内衬应力监测

60%设计值

后记

这里所讲的只是最普通的监测手段,得益于当代互联网以及大数据的飞速发展。工程施工监测逐步实现高效智能化,大多数参量已经实现“掌上实时同步监测”。