市政管廊基坑施工监测分析研究

市政管廊基坑施工监测分析研究

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摘要:随着城市建设的不断发展,地下建筑越来越多。近些年来,随着城市化进程的推进,地下综合管廊建设逐渐提上日程,而基坑工程恰恰是地下综合管廊施工的基础,需要开挖基坑的同时,也需对基坑周围的建筑进行监测和维护。基坑工程又作为一项风险性、临时性工程,能够影响基坑工程的因素众多,包括:天气情况、地质情况、施工顺序等。因此,基坑的设计施工,首先要保证支护结构的安全、可靠,其次要保证周围建筑环境的安全,最后还需在保证施工的经济性的同时,需汲取以往施工的经验与教训。

关键词:市政管理;基坑施工;监测分析

引言:

基坑施工是综合管廊建造中最为关键的一个环节,为了保证基坑施工的质量,单纯靠理论是不行的,必须要进行实地监测,明确基坑施工每一个环节的实际数据,从而为基坑施工提供指导,并不断完善基坑施工方案,从而保证基坑施工顺利开展,为综合管廊的施工打下坚实的基础。

1工程概况概述

为了更好地对市政管廊基坑施工监测探索,本味以某管廊基坑工程为例进行分析。此管廊基坑工程的长度为1600m,设计桩号设计桩号从KO+00-K1+600,实施桩号从KO+0.83-K1+600。此次仅对基坑的某一段进行研究,此段的长度、宽度和深度分别是80m、5.4m、10.06m,实际施工中采用的是SWM工法桩对该基坑进行保护。SWM工法桩所使用的混凝土型号是C30,利用三轴深层搅拌桩,套接-孔法进行施工,基坑内加固纵向搭接250mm,选择的是42.5级常规硅酸盐水泥。施工场地地下水主要是潜水,大气降水与地表水体对其进行补给,潜水稳定水位埋深大约处于1-2.5m范围内,标高大约是4.7m。

2监测方法、目的及运用

2.1监测方法

确保全部监测工作统一,促进监测数据准确度的提升,使监测工作能够起到真正指导工程施工的作用。监测工作大多选择整体布设的方式,结合分级布网的相关原则。具体而言,监测方法包括以下三种:第一种,垂直位移监测高程控制网测量,具体是在施工影响范围之外的区域进行稳固高程基准点的布置,布置数量大于3,和施工用高程控制点之间产生联测的作用。第二种,监测点垂直位移测量,根据国家相关标准与规范要求,各次垂直位移监测是利用工作基点间联测一条二等水准闭合或者周边线路的方法,通过线路工作点对各监测点高程进行测量。第三种,监测点水平位移测量,也就是轴线投影法的应用。具体是在某条测线的两端各选择稳固基准点A和B,然后把经纬仪架设在A点,并且定向到B点,那么A和B之间连线可以看作是一条基准线。观测过程中,在测线上的各监测点进行觇板的设置,利用经纬仪在觇板上对各监测点到AB基准线的垂距E进行读取,那么通过对监测点E值和初始E值之间的差值进行计算,就可得出该点累计水平位移。

2.2监测目的及运用

基坑桩基在施工过程中,要采取周期性的方法对附近环境进行观测,从而确保及时准确地发现安全隐患,按照监测成果及时地采取应对措施,或者对施工速率进行调整,保证市政管线能够正常使用。基坑开挖中,不可避免地会受到地质条件、材料性质、施工条件等各个因素的影响,因此仅仅理论值是没有任何意义的,必须要结合理论进行现场工程监测。具有重要意义,尤其是相对复杂,且工程规模较大的工程。具体而言,工程监测的目的包括:第一,利用对监测数据和预测值进行对比,以此对施工工艺和施工参数之间匹配度进行判断,继而对下一步施工进度、工艺进行控制。第二,利用施工监测能够及时获取施工中的任何变化情况,从而对施工管线工程进行有效控制。第三,现场监测结果实时反馈给设计单位,对设计方案进行优化,确保安全、科学、合理。第四,利用跟踪监测的方法,消除基坑工程安全隐患,确保其始终处于安全状况。

3监测结果分析

3.1土体深层水平位移监测

在开展基坑施工之前,需要建立四个四个监测点对基坑进行检测。其中两个监测点的主要目的是对基坑的变形情况进行检测,当基坑开挖至3m的时候,基坑没有产生变形。随后施加第一道钢支撑,靠近地表的土地开始向基坑外部产生水平位移。当基坑开挖至5m时,基坑开始出现变形,此时第二道钢支撑还未施加。而深度逐渐扩大至6.5m时,基坑变形的位移达到了17mm,此时施加第三道钢支撑,这时基坑的变形位移受到了一定的阻碍。当基坑开挖至10m时,此时开始进行坑底的混凝土浇筑工作,以及对综合管廊结构的底板进行钢筋混凝土施工。此时基坑变形的状况已经开始变小,随着混凝土开始固化,综合管廊结构的强度也达到了相应的施工要求。最后进行回填密实操作,利用砂石对管廊和基坑之间的细缝进行回填,并拆除第一道钢支撑。钢支撑拆除后基坑产生了10mm的变形,但是因为此时的基坑回填工作已经结束,基坑所产生的变形所产生的危害已经可以忽略不计了。

3.2水位监测

基坑结构的稳定性与基坑附近的地下水有着直接的关系,如果地下水的水位超过基坑底标高时,施工是会因为水位差而出现渗透的现象。因此,在基坑施工时,如果基坑的底标高要低于地下水位,需要提前降低地下水位,才可以进行基坑施工。降低水位的目的可以看做是加强土体的稳固性、提高土体的抗性和降低维护结构的水平位移。减少基坑内水含量,可以避免基坑施工中出现土体滑坡的情况,确保能够安全进行基坑施工。因此,在基坑开挖前,施工人员需要采取抽水的方式,对基坑附近地下水位进行监测,设置五个水位监测点,水位高程处于2.8-4的范围,大致满足降水坑底标高要求,在实际施工中开始抽取地下水。

3.3支撑轴力监测

选择振弦式反力计对基坑关键断面的钢支撑轴力变化情况进行监测。本段基坑轴力监测要先选择关键断面,具有三层钢支撑,每一层均设置一台轴力计。工况二环节开始施加第一道钢支撑,因为预压应力作用,使钢支撑对于围护结构出现向坑外挤压的作用,坑外土体得以严重压缩变形,且轴力也会损失。土层被继续开挖,基坑深度与长度持续增加,开挖面层土体导致围护结构出现变形情况。增加第二道钢支撑,因为钢支撑之间会产生相互作用,第一道支撑轴力出现波动降低的状况。基坑持续向下开挖,第一与第二层支撑的轴力值得以提升。然后施加第三道钢支撑,因为基坑快接近到底部,坑外土体压力值增长变化不明显,因此第三道支撑的轴力值变化幅度也非常小。最后,基坑开挖至底部,三道支撑轴力值变得更加稳定。工况六环节,因为管廊底板混凝土浇筑并且达到一定的强度,对第三道支撑进行拆除,第二层支撑的轴力变化较小,直至第二道钢支撑进行拆除,因为管廊上部回填土质相对疏松,使得第一道支撑轴力瞬间变大,最终趋于一个稳定值。

3.4周围地表沉降监测

当地表出现沉降时,其主要的原因是因为支护结构出现了侧向位移、土体固结发生沉降等。在实际的基坑施工中,保证基坑坑底的稳定性,并降低坑底隆起的概率,再对支护结构的侧向位移进行控制,就可以有效地控制地表沉降。在基坑开挖的过程中,雨水和地下水都会使得土体的应力发生改变,从而出现沉降的状况,直到基坑开挖到5m左右的时候,地表开始出现大幅度的沉降,沉降值达到了9.3mm,而产生如此大的沉降值多数是因为围护结构产生了变形所导致的。

4结束语

总而言之,基坑开挖是工程施工的重要内容,必须采取相关监测方式,从而实现对工程项目的实时监测,确保基坑开挖施工影响因素处于可控制范围之内,继而保证市政管廊工程施工的顺利进行。

参考文献:

[1]孟昊博.市政管廊基坑施工监测分析研究[J].城市道桥与防洪.2017(05)

[2]杨雄.深基坑施工地下水位监测技术研究[J].工程与建设.2013(04)

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