位移监测在深基坑的开挖和支持在复杂的环境

文摘

采取一个超级大型深基坑工程为例,冠梁的水平位移和车道,表面沉降、锚索轴力,地下水位在基坑的施工过程动态监测和分析。深基坑的开挖变形规律和开挖对周围建筑物的影响进行了分析。结果表明,开挖基坑,基坑冠梁和车道的坡度向坑的方向,并最终趋于稳定。轴向力的变化的预应力锚索在第一层基坑水平位移的变化基本上是一致的历史。地下水位的变化趋势在基坑的每一方都不同,但是往往会在短时间内是稳定的。在整个监测期间,每个区域的累积沉降值的基坑在可控范围内,但表面解决基坑和周边建筑的北面没有达到稳定,所以建议延长结算相关的监测时间区域。

1。介绍

基坑的开挖伴随着周围的土壤的应力再分配(1- - - - - -4]。土压力的作用下,会产生一定的位移向坑,这将影响基坑及周边建筑物的稳定性。因此,需要采取相关配套措施(5,6]。基坑支护结构,pile-anchor结构已广泛应用于实际工程(7- - - - - -10]。它可以使土壤合理使用自身的特点,充分发挥土壤和pile-anchor结构之间的相互结合,并快速建设和低成本的优势11,12]。随着城市建设的不断发展和挖掘设备,基坑工程的规模是向更大、更深的方向发展13,14]。超级高层建筑的施工过程和地下车库,深基坑的开挖对周围的建筑物和交通道路几乎没有影响,所以有必要监测土壤指标的动态变化在基坑开挖过程中(15- - - - - -18]。岩土材料的稳定性是受很多因素影响19- - - - - -23]。为了确保基坑本身的稳定性和周围环境以及pile-anchor围护结构,动态监测是广泛使用作为一个有效的手段24]。通过监测,监测数据可以比设计值判断前一步骤的施工工艺和施工参数符合预期的要求,确定和优化下一步施工参数,从而达到信息化建设(25,26]。朱et al。27)进行了物理模型实验在实验室基于pit-in-pit基础。班尼特et al。28]目前最常用的无损检验的概述(NDI)和结构健康监测(SHM)技术对淡水管道和下水道。通过分析监测数据,我们可以判断前面的建筑效果是否符合要求、指导和优化基坑开挖的下一步。基于一个非常大的pile-anchor支护深基坑工程为例,基坑冠梁沉降和水平位移,锚杆轴向力,在施工期间地下水位的变化进行动态监测,并分析总结了基坑变形的土壤,和开挖对周围建筑物的影响可以为当地提供参考类似的深基坑工程。

2。项目概述和支持计划

这个项目是一个超级大的地下工程,大概是长方形的形状。基坑的安全级别是一级。基坑的开挖深度约34米,和基坑的支撑长度约为1330米。网站由第四纪覆盖层,包括人工填满,冲积层、残积层和白垩系基岩,其中包括粉沙和地方粗砂岩和砾岩。网站的地下水主要是第四系孔隙水和基岩裂隙水。第四系孔隙水出现在砂层,粉质粘土的毛孔。砂层是主要的蓄水层,地下水位的深度是1.07∼4.90米。有少量的水渗漏在基岩裂隙水,但整体含水量的基岩很小。结合工程特点和现场条件,构造双排三高压喷射注浆桩在基坑周围加强土壤和切断外围地下水的渗流路径进入基坑。基坑支护方法是“双排密封帷幕高压旋喷桩+人工挖桩+锚索,“这是广泛应用于基础工程(29日,30.]。基坑监测的布局点如图1,C1-C4代表了车道。

3所示。监测结果与分析

3.1。基坑冠梁和基坑的水平位移车道

三个参考点设置建筑物变形的影响范围之外,和埋深0.5米。监视点排列沿着周长的基坑混凝土屋顶或基坑冠梁的斜率。监视点的水平间距小于20米,和极坐标测量方法采用水平位移监测。分布图如图所示的基坑监测分,水平位移只代表的积极的和消极的方向。为方便分析,处理所有的监控数据的绝对值。水平位移监测数据的短边B49 B50,此,B52和基坑西侧,长边的B12,去往B15,和B17基坑的南边,和巷道C1, C1-1, C2, C2-1, C3, C4的基坑进行分析,如图2。从数据可以看出2(一个)和2 (b)水平位移监测曲线的变化规律的长期和短期的基坑基本上是相似的,和整体趋势随开挖时间。如图2(一个)土开挖的进度,基坑的开挖面临不断增加,和顶部的水平位移下的基坑快速增加基坑外土压力。土开挖和预应力锚索施工同时进行,土壤的水平位移的支持是有限的和增长缓慢。随着开挖的继续,预应力锚索的限制周围土壤的水平位移是削弱,以及桩顶往往走向。大约550 d开挖后,桩的水平位移的变化曲线上往往是平的。直到最后的监测、桩顶的水平位移在可控的范围内波动。的水平位移的最大值X方向是监视点C3,值为29.3毫米,和水平位移的最大值Y方向是监控B49, 27.3毫米的价值,这两个不超过报警值。此外,根据图2 (b),虽然最后累积的水平位移值的短边基坑相似,水平位移在中间的短基坑边缘(B50和B51)高于两侧的短边的基坑在开挖过程中(B49和B52)。结合监视点的分布的车道和图2 (c)可以看出,在整个监测周期,随着深度的增加,最后累积值的水平位移车道不断增加,曲线上升速度。

3.2。在每个地区的基坑地表沉降

为方便观察,沉降位移观测点和水平位移观测点排列在同一点,和往返融合水准采用沉降监测。B49的监测数据和B50基坑的短边,去往B15和B17长边,C2和C3的车道基坑,F1, F2, F3, F4基坑周围建筑物的选择进行分析。冠梁的沉降位移曲线和车道基坑图所示3,周围建筑物的沉降曲线如图所示3 (b)。此外,根据不均匀沉降的发生基坑北面,额外的监视点A1, A2, A3, A5选择进行分析,时程变化曲线相关的结算是如图3 (c)。从图可以看出3(一个)的沉降位移基坑冠梁和车道是大致相同的,都在一定程度上解决随着土开挖的进步并最终趋于稳定。的最大沉降堆积冠梁和车道发生在监视点C2, 7.03毫米,没有达到报警值(±20毫米),这证明了支持系统采用的基坑工程中发挥了良好的作用抑制的解决基坑的土。图3 (b)表明,基坑周围建筑物的沉降位移曲线持续下降经过一段时期的稳定(600 d - 1000 d),不再次达到一个稳定状态在整个监测周期。从图可以看出3 (c)土壤在北边的基坑沉降在整个监测周期。尽管地面沉降观测在监视点的北面基坑(A1, A2, A3, A5)和周围建筑物(F1, F2, F3, F4)都到监控报警值,监测沉降位移曲线的最大变形值不能反映地面沉降。同样的现象也提到在文献[1,2]。因此,建议延长地表沉陷的监测时间在这两个地方。

3.3。锚索的压力

锚索应力监测采用锚索测力计上安装锚索(31日- - - - - -34),安装在每条边的中间,太阳,和部分复杂的地质条件。记者桩顶的水平位移曲线,监控数据(M10, M15, M33, M45)的第一层锚索在不同区域选择进行分析获得的曲线锚索在第一层的轴向力随着时间的推移,如图4。从图可以看出4在整个监测周期,轴向力的变化规律随时间第一层锚索在不同地区基本上是相同的。与开挖的锚索轴力减小,最后变得稳定。针对不同的演化曲线锚索轴力有很好的一致性与桩顶的水平位移曲线。开始挖掘,锚索轴力曲线有很大下降,然后进入休克期下降。最后,锚索轴力曲线趋于稳定的完成土壤挖掘。不难发现,对应于每个的基坑的水平位移是相似的,和轴向力的累计损失锚索的第一层在不同的地区也大致相同,这表明这个项目中采用的支持系统发挥了更好的作用,限制了土壤的位移。

3.4。地下水位

水位监测孔排列沿基坑及周边受保护的对象(35,36]。监测孔之间的间隔是20 m-50 m,和水位监测孔排列。水位管的底部密封,防止泥沙进入管道。水位管流的底部0.5 - 1 m沉积少量的泥沙带来的滤水器部分。不得钻孔在该地区地表下2米,确保密封质量和管外的毛孔阻塞和粘性土壤,避免流入管道的地表水。水位管离地面约300毫米,并覆盖,防止雨水进入。在水位测量,侧头慢慢向下移动。侧头接触到水面时,接收系统发出一个信号,和地下水位标高可根据阅读的钢直尺电缆管开口。地下水位监测数据(S2、S3、S4和S6)在基坑的每一方选择进行分析,并针对基坑地下水位的变化曲线得到,如图5。图5表明有巨大差异的具体变化在两边的基坑地下水位。水位在南部和东部的基坑在短时间内经历了一场巨大的下降,然后迅速稳定。的S4数据点的北侧基坑监测表明,在整个监测期间水位变化不大。基坑的东部的地下水位下降,然后上升到初始水平,然后趋于稳定。它证明了双排喷注浆止水帷幕桩扮演了一个很好的挡水功能在基坑工程。根据数据的四个监视点,S2的地下水位的南边基坑最波动,高达5.4米。第二个是S3东侧的基坑,和地下水位的变化约为1.6 m。Yadav et al。1)还发现,地下水位的变化在基坑在数十天内达到了4.5。这主要是因为地下水在深基坑项目摘要大大丰富和波动,但它不触发监控和报警系统。

4所示。结论

(1)对于超大型深基坑工程,支持系统的双排旋喷桩止水帷幕+人工挖孔桩+预应力锚索起到良好的辅助作用。在整个监测期间,冠梁的水平位移和基坑的车道,每个地区的地面沉降的基坑,锚索轴力损失,和地下水位的变化没有达到报警值,这表明pile-anchor支持系统的设计方案用于基坑安全可靠。(2)随着基坑的开挖,基坑冠梁和车道将移动的方向坑,并最终趋于稳定。预应力锚索的变化曲线在每个区域的第一层基坑处于良好的一致性与水平位移的变化曲线随时间的变化。地下水位的变化趋势在基坑的每一方都不同,但是往往会在短时间内是稳定的。(3)土壤的挖掘,解决基坑和周边地区将发生在某种程度上。在整个监测期间,每个区域的累积沉降值的基坑在可控范围内。然而,新添加的监测的数据点的北面基坑和周围建筑的监视点表明,地表沉降并未达到稳定。因此,建议延长定居点的监测时间在相关领域。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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