某工程软土地基土方开挖基坑支护变形监测及应对措施

1 某工程软土地基土方开挖 基坑支护变形监测及应对 措施 摘 要 沿海城市某工程 工地西南侧临近城市供水管道 东侧与同类型建筑新完基础相邻 当土方开挖到接近设计深 度时 南面仅做锚杆支护或搅拌桩复合土钉墙支护的开挖段 发生局部崩塌 结合以往施工经验 并对土体深层水平位移 与地表水平位移及沉降等监测结果细致分析 对基坑支护变 形及时采取有效应对措施 安全 经济 地完成了基础施工 取得了良好的综合效果 关键词 裂缝 临界状态 监测 异常 被动区加固 1 前言 2 沿海城市 其地质情况复杂 普遍为高灵敏度淤泥质软 土 地下室基坑支护 土方开挖阶段隐藏着很大风险 设计方 开发商 施工方对地下室基坑支护的经济合理与土方开挖施 工的安全保障常有分歧 难以准确把握 我司根据多年该类 基坑施工经验结合土方开挖监测手段 在成本控制与安全保 障之间取得较好的平衡 以下是刚完成的一项令各方满意的 成功施工案例 2 工程概况 2 1 沿海城市某工程 场地现为农田 工地西南侧临近城 市供水管道 东侧与同类型建筑新完基础相邻 中间隔一条临 时马路 设计开挖深度为 3 90m 至地下室底板垫层底 4 80m 至地下室承台垫层底 见表 1 2 2 地质概况 3 2 2 1 根据岩土工程勘察报告 基坑开挖深度影响范围内 的土层由上而下依次为 粘土 地表下约 1 5m 厚 淤泥 2 2 2 水文地质情况 场区地下水属孔隐潜水型 其赋水 介质为粘土 淤泥具微弱透水性 地下水径流条件差 水量小 直接受大气降水补给 勘察期间测得钻孔的地下水位埋深 0 30 1 80m 不需要做孔隙水压力测试 2 3 基坑支护情况概括 东侧 3 道 482 5 锚管 L 12000 1000 西 北部六排 600 500 L 13 5 m 水泥搅拌桩重力式挡土墙 上设冠梁 西南角 距离城市供水干管仅 5 2m 做钢筋砼内支撑加主动 区七排 600 500 L 15 m 水泥搅拌桩 3 监测方案 4 3 1 监测布局 图 1 3 1 土体深层水平位移监测 沿基坑四周设 7 个土体深 层水平位移监测点孔深为 16m 孔 观测土体深层水平位移 3 1 2 水平位移及沉降监测 沿基坑周边预设每 15m 设一 水平位移 沉降观测点 监测施工期间水平位移及沉降 3 1 3 支撑轴力测试 根据设计方案在第一道支撑布置 2 组轴力监测点 3 2 监测内容及控制值详见表 2 3 3 现场监测 3 3 1 土体深层水平位移 设备 航天部 CX 03 型测斜仪 测斜管 探头等 误差 4mm 15m 5 PVC 测斜管埋设 根据选定位置 钻机成孔 埋放测斜管 校准方位 中细砂封孔 砌砖槽保护 两管连接时槽口须对淮 外用胶带封住 校准方位时须将槽口对准所测水平位移方向 与支护墙墙面垂直 因测斜管用钻机成孔的方式埋设 测斜 管与土体间还未密实 此时所测的数据没有意义 待两天磨 合后再进行初次读数 在挖土期间以 1 次 天 其它时间以 1 次 3 天的频率进行监测 异常情况跟踪监测 当土体深层水 平位移值大于或等于设计报警值时 密切关注 及时分析并 向有关部门汇报 必要时采取紧急应对措施 测量方法 测量时 将测斜仪探头轻轻滑入预埋的测斜管 底部 自下而上每隔 0 5m 测量一次 直至管口 然后将探头旋转 180 重复 上述步骤再测一次 两次测量的各测点应在同一位置上 3 3 2 地表水平位移及沉降监测 用以监测支护结构及周围环境地表水平位移及沉降 6 1 水平位移 地表水平位移观测采用极坐标法进行观测 即每次观 测时将仪器置于工作点上后定 向 再逐一对每个测点测出角度 边长 计算 其坐标 采 用坐标判定位移量 仪器 J2 经纬仪 基准点及测标埋设 地表水平位移基准点设置在坑外不受基坑开挖影响的稳 定区域处 且视野开阔 用直径 20rnm 长 l 5 用大锤打入地 下四周用水泥砂浆填实 并设置两个水平位移观测基准点 另一点作为校准 水平位移测标的埋设 沿基坑边间距每 15 m 设置一个水平位移观测点 先用电锤在基坑边的压顶上钻 孔 然后放入长 200 mm 300mm 直径 20 mm 30 mm 的圆头 钢筋 四周用水泥砂浆填实即可 2 沉降 7 沉降观测采用二等水准测量施测 逐一对每个测点进 行观测 最后计算其高程 相邻二次观测成果进行比较 判定 其沉降量 仪器 高精度自动安平水准仪 2m 长铟钢尺 基准点及测标埋设 沉降基准点设置在 4 倍基坑开挖深度以外 不受基坑开 挖影响的稳定区域处 且视野开阔 用直径 20 mm 长 1 50m 用大锤打入地下四周用水泥砂浆填实 沉降基准点应 设置两个基准点 另一点作为校准 并在近处均匀布设若干 工作基点 以方便观测和保证精度 沉降测标的埋设 沿基坑 边间距每 15m 设置一个沉降观测点 先用电锤在基坑边的压 顶上钻孔 然后放入长 200mm 300mm 直径 20 mm 30mm 的圆头钢筋 四周用水泥砂浆填实即可 3 3 3 支撑轴力监 测 1 钢筋计埋设 在水平支撑梁钢筋笼扎好后 按照埋设位 置 把支撑粱钢筋笼的主筋对称的二根各割去一段长约 20cm 用电焊把各只钢筋计搭焊在所割钢筋上 要求悍接长 度大于 10d d 为钢筋的直径 每个测点截面上下对称埋设二 8 个钢筋计 钢筋计电缆线集中保护 在钢筋计安装完毕后 进 行安检测试一次 待水平支撑梁砼的强度达标后 对钢筋计 进行初测 2 测量仪器 采用振弦式读数仪 3 3 4 土钉抗拔试验 1 加载设备 采用 ZY 30 型穿心千斤顶和手动压力泵加载 用 Y S l 型数字液显压力表直接测读实际加载值 压力表灵敏度为 lkN 为了试验的需要 将土钉接长 600mm 并要求将土钉周 边喷射混凝土层凿开 加强筋割断 以使土钉符合工程实际 受力条件 2 位移量测 在土钉顶端安装一只百分表 用以量测各级抗拔荷载作 用下土钉的上拔量 固定百分表用的基准杆 48 钢管 直接 焊接在邻近的士钉上 以保证位移量测的精度 9 3 试验方法 试验参照 基坑土钉支护技术规程 CECS96 97 中有关 规定进行 4 操作流程 4 1 在土方开挖前按设计布局埋设 PVC 测斜管 4 2 在基坑外土体上设置地表水平位移及沉降监测点 沉 降基准点设置在 4 倍基坑开挖深度以外 不受基坑开挖影响 的稳定区域处 4 3 支撑施工时埋设钢筋应力计 2 组 4 4 土钉抗拔试验 4 5 土方开挖 同时进行观测 在挖土期间以 1 次 天 10 其它时间以 1 次 3 天的频率进行监测 异常情况跟踪监测 4 6 观测数据一般应当天填入规定的表格 并及时提供给 施工 建设 监理 设计等单位 4 7 监测工期由基坑开挖开始 一般当主体结构施工至 0 000 高程时止 变形正常情况下可以提前结束 基坑 监测结束后 15d 提交监测报告 见图 2 5 异常及应对措施 5 1 地表开裂 5 1 1 在土方开挖到一定深度 约 2m 时 基坑附近的地 表观察到许多平行于基坑的裂缝 此时土体深层水平位移值 并未报警 这阶段土体变形还在容许范围内 但要随时观测 引起重视 并采取相应措施 11 5 1 2 相应措施 1 及时用水泥浆将裂纹灌密实 以免地表水渗入 2 基坑周边严格控制施工荷载 严禁超载 并不得扰动 土体 3 若场地条件容许 对主动区顶部进行适当卸土 5 2 局部崩塌 5 2 1 当土方开挖到接近设计深度 约 3 5 m 时 南面仅 做锚杆支护或搅拌桩复合土钉墙支护的开挖段 长约 12 m 发生局部崩塌 这时深层水平位移值已经超过警戒值 这说 明基坑支护处于塌方的临界状态 此时赶紧停挖 并采取紧 急措施 5 2 2 紧急措施 对局部崩塌段立即回填 并静置一段时间 2 对被动区加固 打入垂直花锚 深度至深层水平位移值 12 为零处 本工程 L 10 m 并灌浆 3 若场地条件容许 对主动区顶部进行适当卸土 本工程 卸土深 2 m 左右 宽 5 m 4 对于过于 经济 的设计方案 报请监理 业主与设计 等各方主体共同重新补强 根据不同情况有 增加一道水平锚杆 在被动区打槽钢桩 顶部用槽钢焊接形成整体并加斜 撑 重新设计 1 2 道内支撑 对于群楼 在采取上述措施的同时 可依托已施工并达 到设计强度的基础逐步向前推进 6 结束语 13 该工程在土方开挖工程中 因与监测紧密结合 虽然在 东北一小段发生局部 该段土体已受相邻工地扰动 基坑支护 设计又是仅做锚杆支护 崩塌的险情 经与设计 监理 业主 等方沟通 结合以往施工经验 及时采取了 4 2 2 1 2 3 等 措施 用较少的投入在最短的时间内安全的完成了基坑施工 因为将支撑轴力监测与土体深层水平位移监测有机的结合指 导施工 工地西南侧的城市供水管道安然无恙 类似工程基 坑支护施工一般在 11000 13000 元 m 该工程仅合 7800 元 m 基础施工总体