某工程軟土地基土方開(kāi)挖基坑支護(hù)變形監(jiān)測(cè)及應(yīng)對(duì)措施

某工程軟土地基土方開(kāi)挖基坑支護(hù)變形監(jiān)測(cè)及應(yīng)對(duì)措施

摘要：沿海城市某工程，工地西南側(cè)臨近城市供水管道，東側(cè)與同類型建筑新完基礎(chǔ)相鄰。當(dāng)土方開(kāi)挖到接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，南面僅做錨桿支護(hù)或攪拌樁復(fù)合土釘墻支護(hù)的開(kāi)挖段發(fā)生局部崩塌，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)土體深層水平位移與地表水平位移及沉降等監(jiān)測(cè)結(jié)果細(xì)致分析，對(duì)基坑支護(hù)變形及時(shí)采取有效應(yīng)對(duì)措施，安全、經(jīng)濟(jì)地完成了基礎(chǔ)施工，取得了良好的綜合效果。

關(guān)鍵詞：裂縫；臨界狀態(tài)；監(jiān)測(cè)；異常；被動(dòng)區(qū)加固

1前言

沿海城市，其地質(zhì)情況復(fù)雜，普遍為高靈敏度淤泥質(zhì)軟土，地下室基坑支護(hù)、土方開(kāi)挖階段隱藏著很大風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)方、開(kāi)發(fā)商、施工方對(duì)地下室基坑支護(hù)的經(jīng)濟(jì)合理與土方開(kāi)挖施工的安全保障常有分歧，難以準(zhǔn)確把握。我司根據(jù)多年該類基坑施工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合土方開(kāi)挖監(jiān)測(cè)手段，在成本控制與安全保障之間取得較好的平衡，以下是剛完成的一項(xiàng)令各方滿意的成功施工案例。

2工程概況

2.1沿海城市某工程，場(chǎng)地現(xiàn)為農(nóng)田，工地西南側(cè)臨近城市供水管道，東側(cè)與同類型建筑新完基礎(chǔ)相鄰（中間隔一條臨時(shí)馬路）。設(shè)計(jì)開(kāi)挖深度為3.90m(至地下室底板墊層底)，4.80m(至地下室承臺(tái)墊層底)，見(jiàn)表1。

2.2地質(zhì)概況

2.2.1根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，基坑開(kāi)挖深度影響范圍內(nèi)的土層由上而下依次為：粘土（地表下約1.5m厚）；淤泥

2.2.2水文地質(zhì)情況：場(chǎng)區(qū)地下水屬孔隱潛水型，其賦水介質(zhì)為粘土、淤泥具微弱透水性，地下水徑流條件差，水量小，直接受大氣降水補(bǔ)給，勘察期間測(cè)得鉆孔的地下水位埋深0.30～1.80m。不需要做孔隙水壓力測(cè)試。

2.3基坑支護(hù)情況概括：東側(cè)，3道Ф48×2.5錨管L=12000@1000；西、北部六排Ф600

@500（L=13.5m）水泥攪拌樁重力式擋土墻，上設(shè)冠梁；西南角（距離城市供水干管僅5.2m）做鋼筋砼內(nèi)支撐加主動(dòng)區(qū)七排Ф600@500（L=15m）水泥攪拌樁。

3監(jiān)測(cè)方案

3.1監(jiān)測(cè)布局(圖1)

3.1.１土體深層水平位移監(jiān)測(cè)：沿基坑四周設(shè)7個(gè)土體深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)孔深為16m/孔，觀測(cè)土體深層水平位移。

3.1.2水平位移及沉降監(jiān)測(cè)：沿基坑周邊預(yù)設(shè)每15m設(shè)一水平位移、沉降觀測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)施工期間水平位移及沉降。

3.1.3支撐軸力測(cè)試：根據(jù)設(shè)計(jì)方案在第一道支撐布置2組軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

3.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容及控制值詳見(jiàn)表2。

3.3現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

3.3.1土體深層水平位移

設(shè)備：航天部CX-03Ｅ型測(cè)斜儀、測(cè)斜管、探頭等。誤差4mm／15m。

PVC測(cè)斜管埋設(shè)：根據(jù)選定位置，鉆機(jī)成孔，埋放測(cè)斜管；校準(zhǔn)方位，中細(xì)砂封孔，砌磚槽保護(hù)。兩管連接時(shí)槽口須對(duì)淮，外用膠帶封住。校準(zhǔn)方位時(shí)須將槽口對(duì)準(zhǔn)所測(cè)水平位移方向(與支護(hù)墻墻面垂直)；因測(cè)斜管用鉆機(jī)成孔的方式埋設(shè)，測(cè)斜管與土體間還未密實(shí)，此時(shí)所測(cè)的數(shù)據(jù)沒(méi)有意義，待兩天磨合后再進(jìn)行初次讀數(shù)；在挖土期間以1次／天，其它時(shí)間以1次／3天的頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，異常情況跟蹤監(jiān)測(cè)；當(dāng)土體深層水平位移值大于或等于設(shè)計(jì)報(bào)警值時(shí)，密切關(guān)注、及時(shí)分析并向有關(guān)部門(mén)匯報(bào)，必要時(shí)采取緊急應(yīng)對(duì)措施。

測(cè)量方法：測(cè)量時(shí)，將測(cè)斜儀探頭輕輕滑入預(yù)埋的測(cè)斜管底部，自下而上每隔0.5m

測(cè)量一次，直至管口。然后將探頭旋轉(zhuǎn)180°，重復(fù)上述步驟再測(cè)一次，兩次測(cè)量的各測(cè)點(diǎn)應(yīng)在同一位置上。

3.3.2地表水平位移及沉降監(jiān)測(cè)

用以監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)及周?chē)h(huán)境地表水平位移及沉降。

1）水平位移

①地表水平位移觀測(cè)采用極坐標(biāo)法進(jìn)行觀測(cè)，即每次觀測(cè)時(shí)將儀器置于工作點(diǎn)上后定

向，再逐一對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)出角度、邊長(zhǎng)計(jì)算其坐標(biāo)，采用坐標(biāo)判定位移量。

②儀器：J2經(jīng)緯儀

③基準(zhǔn)點(diǎn)及測(cè)標(biāo)埋設(shè)：

地表水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在坑外不受基坑開(kāi)挖影響的穩(wěn)定區(qū)域處，且視野開(kāi)闊，用直徑20rnm，長(zhǎng)l.5，用大錘打入地下四周用水泥砂漿填實(shí)。并設(shè)置兩個(gè)水平位移觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，另一點(diǎn)作為校準(zhǔn)。水平位移測(cè)標(biāo)的埋設(shè)，沿基坑邊間距每15m設(shè)置一個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)，先用電錘在基坑邊的壓頂上鉆孔，然后放入長(zhǎng)200mm~300mm、直徑20mm~30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)即可。

2）沉降

①沉降觀測(cè)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，逐一對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，最后計(jì)算其高程，相鄰二次觀測(cè)成果進(jìn)行比較，判定其沉降量。

②儀器：高精度自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，2m長(zhǎng)銦鋼尺。

③基準(zhǔn)點(diǎn)及測(cè)標(biāo)埋設(shè)：

沉降基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在4倍基坑開(kāi)挖深度以外，不受基坑開(kāi)挖影響的穩(wěn)定區(qū)域處，且視野開(kāi)闊，用直徑20mm，長(zhǎng)1.50m，用大錘打入地下四周用水泥砂漿填實(shí)。沉降基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，另一點(diǎn)作為校準(zhǔn)。并在近處均勻布設(shè)若干工作基點(diǎn)，以方便觀測(cè)和保證精度。沉降測(cè)標(biāo)的埋設(shè)，沿基坑邊間距每15m設(shè)置一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，先用電錘在基坑邊的壓頂上鉆孔，然后放入長(zhǎng)200mm~300mm、直徑20mm~30mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)即可。3.3.3支撐軸力監(jiān)測(cè)

1)鋼筋計(jì)埋設(shè)：在水平支撐梁鋼筋籠扎好后，按照埋設(shè)位置，把支撐粱鋼筋籠的主筋對(duì)稱的二根各割去一段長(zhǎng)約20cm。用電焊把各只鋼筋計(jì)搭焊在所割鋼筋上，要求悍接長(zhǎng)度大于10d(d為鋼筋的直徑)。每個(gè)測(cè)點(diǎn)截面上下對(duì)稱埋設(shè)二個(gè)鋼筋計(jì)，鋼筋計(jì)電纜線集中保護(hù)；在鋼筋計(jì)安裝完畢后，進(jìn)行安檢測(cè)試一次，待水平支撐梁砼的強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，對(duì)鋼筋計(jì)進(jìn)行初測(cè)。

2)測(cè)量?jī)x器：采用振弦式讀數(shù)儀。

3.3.4土釘抗拔試驗(yàn)

1）加載設(shè)備

采用ZY-30型穿心千斤頂和手動(dòng)壓力泵加載，用YS-l型數(shù)字液顯壓力表直接測(cè)讀實(shí)際加載值，壓力表靈敏度為lkN。為了試驗(yàn)的需要，將土釘接長(zhǎng)600mm，并要求將土釘周邊噴射混凝土層鑿開(kāi)，加強(qiáng)筋割斷，以使土釘符合工程實(shí)際受力條件。

2）位移量測(cè)

在土釘頂端安裝一只百分表，用以量測(cè)各級(jí)抗拔荷載作用下土釘?shù)纳习瘟?。固定百分表用的基?zhǔn)桿(Φ48鋼管)直接焊接在鄰近的士釘上，以保證位移量測(cè)的精度。

3）試驗(yàn)方法

試驗(yàn)參照《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CECS96:97)中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

4操作流程

4.1在土方開(kāi)挖前按設(shè)計(jì)布局埋設(shè)PVC測(cè)斜管。

4.2在基坑外土體上設(shè)置地表水平位移及沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，沉降基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在4倍基坑開(kāi)挖深度以外，不受基坑開(kāi)挖影響的穩(wěn)定區(qū)域處。

4.3支撐施工時(shí)埋設(shè)鋼筋應(yīng)力計(jì)2組。

4.4土釘抗拔試驗(yàn)。

4.5土方開(kāi)挖，同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。在挖土期間以1次／天，其它時(shí)間以1次／3天的頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，異常情況跟蹤監(jiān)測(cè)。

4.6觀測(cè)數(shù)據(jù)一般應(yīng)當(dāng)天填入規(guī)定的表格，并及時(shí)提供給施工、建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位。

4.7監(jiān)測(cè)工期由基坑開(kāi)挖開(kāi)始，一般當(dāng)主體結(jié)構(gòu)施工至±0.000高程時(shí)止，變形正常情況下可以提前結(jié)束?；颖O(jiān)測(cè)結(jié)束后15d提交監(jiān)測(cè)報(bào)告。（見(jiàn)圖2）

5異常及應(yīng)對(duì)措施

5.1地表開(kāi)裂

5.1.1在土方開(kāi)挖到一定深度（約2m）時(shí)，基坑附近的地表觀察到許多平行于基坑的裂縫，此時(shí)土體深層水平位移值并未報(bào)警，這階段土體變形還在容許范圍內(nèi)，但要隨時(shí)觀測(cè)引起重視，并采取相應(yīng)措施。

5.1.2相應(yīng)措施

1）及時(shí)用水泥漿將裂紋灌密實(shí)，以免地表水滲入。

2）基坑周邊嚴(yán)格控制施工荷載，嚴(yán)禁超載，并不得擾動(dòng)土體。

3）若場(chǎng)地條件容許，對(duì)主動(dòng)區(qū)頂部進(jìn)行適當(dāng)卸土。

5.2局部崩塌

5.2.1當(dāng)土方開(kāi)挖到接近設(shè)計(jì)深度（約3.5m）時(shí)，南面僅做錨桿支護(hù)或攪拌樁復(fù)合土釘墻支護(hù)的開(kāi)挖段（長(zhǎng)約12m）發(fā)生局部崩塌，這時(shí)深層水平位移值已經(jīng)超過(guò)警戒值，這說(shuō)明基坑支護(hù)處于塌方的臨界狀態(tài)。此時(shí)趕緊停挖，并采取緊急措施。

5.2.2緊急措施

１）對(duì)局部崩塌段立即回填，并靜置一段時(shí)間；

2）對(duì)被動(dòng)區(qū)加固：打入垂直花錨（深度至深層水平位移值為零處，本工程L=10m）并灌漿；

3）若場(chǎng)地條件容許，對(duì)主動(dòng)區(qū)頂部進(jìn)行適當(dāng)卸土（本工程卸土深2m左右，寬5m）；

4）對(duì)于過(guò)于經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理、業(yè)主與設(shè)計(jì)等各方主體共同重新補(bǔ)強(qiáng)，根據(jù)不同情況有：

①增加一道水平錨桿；

②在被動(dòng)區(qū)打槽鋼樁，頂部用槽鋼焊接形成整體并加斜撐；

③重新設(shè)計(jì)1~2道內(nèi)支撐。

對(duì)于群樓，在采取上述措施的同時(shí)，可依托已施工并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)逐步向前推進(jìn)。

6結(jié)束語(yǔ)

該工程在土方開(kāi)挖工程中，因與監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合，雖然在東北一小段發(fā)生局部（該段土體已受相鄰工地?cái)_動(dòng)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)又是僅做錨桿支護(hù)）崩塌的險(xiǎn)情，經(jīng)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主等方溝通，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)采取了4.2.2.1）、2）、3）等措施，用較少的投入在最短的時(shí)間內(nèi)安全的完成了基坑施工。因?yàn)閷⒅屋S力監(jiān)測(cè)與土體深層水平位移監(jiān)測(cè)有機(jī)的結(jié)合指導(dǎo)施工，工地西南側(cè)的城市供水管道安然無(wú)恙。類似工程基坑支護(hù)施工一般在11000~13000元/m，該工程僅合7800元/m，基礎(chǔ)施工總體進(jìn)展順利，在安全、質(zhì)量、進(jìn)度等方面均取得了良好的效