青島某基坑樁錨支護(hù)位移監(jiān)測(cè)分析

宋文峰 安慶軍 吳 剛

(1.中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 266100;2.青島市勘察測(cè)繪研究院，山東青島 266032)

1 概述

樁錨支護(hù)由排樁支護(hù)和錨桿支護(hù)組成。基坑底面排樁嵌固范圍內(nèi)的巖土體受到樁側(cè)位移的作用產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力和錨桿的預(yù)應(yīng)力作用共同抵抗了樁體上端的主動(dòng)土壓力。實(shí)踐證明:單根錨桿的承載力主要受兩方面因素影響:

1)膠結(jié)材料同鋼絞線(xiàn)的握裹力;

2)孔壁同鋼絞線(xiàn)的粘結(jié)力。

樁錨支護(hù)體系安全且經(jīng)濟(jì)，它利用錨桿代替內(nèi)支撐，給地下施工提供了廣闊的工作空間，對(duì)場(chǎng)地的機(jī)械施工影響較小，提高了地下施工的工作效率，因此在邊坡和基坑支護(hù)工程中得到廣泛應(yīng)用［1，2］。基坑開(kāi)挖過(guò)程中，其穩(wěn)定性受多種因素影響［3］，通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)可以進(jìn)一步修正工程設(shè)計(jì)。本文結(jié)合工程實(shí)例，進(jìn)行了施工監(jiān)測(cè)分析。

2 工程概況及地質(zhì)條件

本工程位于青島市市北區(qū)，處于308國(guó)道東側(cè)，合肥路南側(cè)，伊春路北側(cè)。地下車(chē)庫(kù)±0.00=33.6，獨(dú)立基礎(chǔ)，基底標(biāo)高約23.10 m。場(chǎng)區(qū)地面標(biāo)高約34.60 m～37.03 m，基坑開(kāi)挖支護(hù)深度約11.5 m～14.3 m，基坑邊坡周長(zhǎng)約250 m。本場(chǎng)區(qū)主要地貌形態(tài)為山前坡地，微地貌不發(fā)育。本區(qū)段勘探深度內(nèi)揭露的地層自上而下分為3層:雜填土3.3 m，礫砂3.50 m，下層為強(qiáng)風(fēng)化巖。

3 工程設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)方案

3.1 工程設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，基坑的開(kāi)挖深度、工程地質(zhì)條件及類(lèi)似工程的施工經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。基坑開(kāi)挖是基坑工程的一個(gè)重要內(nèi)容，開(kāi)挖方案運(yùn)用時(shí)空效應(yīng)理論，確保基坑的安全便于施工［3，4，6］。本基坑10號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置區(qū)段采用了樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)，其支護(hù)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 支護(hù)設(shè)計(jì)示意圖（單位：m）

3.2 監(jiān)測(cè)方案

施工期間在基坑周?chē)ㄖ锷喜贾?0個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，11號(hào)，12號(hào)點(diǎn)由于現(xiàn)場(chǎng)條件不滿(mǎn)足布設(shè)條件無(wú)法埋設(shè)及觀測(cè)。對(duì)基坑側(cè)壁樁頂水平位移和垂直位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用鋼尺、精密水準(zhǔn)儀、全站儀對(duì)這些監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

本基坑樁頂水平位移監(jiān)測(cè)采用小角度法。在基坑一定距離外設(shè)定基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)盡量與監(jiān)測(cè)點(diǎn)在一條直線(xiàn)上，在基坑外較遠(yuǎn)距離外設(shè)定后視點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)與后視點(diǎn)連線(xiàn)作為零方向，測(cè)定一定監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)連線(xiàn)與零方向之間的角度變化值Δβi。根據(jù) Δi=Δβi× Li/ρ(Li為監(jiān)測(cè)點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離;ρ為常數(shù))計(jì)算水平位移變化值。

樁頂垂直位移監(jiān)測(cè)采用相對(duì)高程系，建立高程控制網(wǎng)，用水準(zhǔn)儀引測(cè)。參照三等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求施測(cè)。

3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是信息化施工的重要依據(jù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，可以及時(shí)修正支護(hù)設(shè)計(jì)和對(duì)施工進(jìn)行指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)過(guò)程中盡量減小外部因素的影響，基坑開(kāi)挖前監(jiān)測(cè)水平位移的變化初始值，以后根據(jù)施工進(jìn)度每天進(jìn)行測(cè)量(見(jiàn)表1)。

表1 樁頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表

根據(jù)各觀測(cè)點(diǎn)畫(huà)出水平位移—時(shí)間曲線(xiàn)，如圖2～圖4所示。

表2 樁頂豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表

根據(jù)各觀測(cè)點(diǎn)畫(huà)出豎向位移—時(shí)間曲線(xiàn)，如圖5～圖7所示。

1)樁頂水平位移變形主要出現(xiàn)在基坑開(kāi)挖至墊層施工階段，基坑使用階段至回填期處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，變形較明顯在HV9號(hào)點(diǎn)位置，最大的累計(jì)位移值為125.9 mm。原因是夏季大量降雨積水，滲漏到土體中，造成數(shù)據(jù)異常。

圖2 樁頂水平位移變化曲線(xiàn)圖（HR1～HR4）

圖3 樁頂水平位移變化曲線(xiàn)圖（HR5～HR8）

圖4 樁頂水平位移變化曲線(xiàn)圖（HR9～HR12）

圖5 樁頂豎向位移變化曲線(xiàn)圖（HR1～HR4）

2)樁頂豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移曲線(xiàn)圖，主要反映基坑樁頂在基坑開(kāi)挖使用期間的沉降變形趨勢(shì)。樁頂豎向位移變形在基坑使用期間已達(dá)穩(wěn)定，變形主要出現(xiàn)在基坑開(kāi)挖至墊層施工階段，在使用期到回填完成時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，最大位移也發(fā)生在HV9點(diǎn)位置，最大位移量是-21.8 mm(見(jiàn)表2)。

圖6 樁頂豎向位移變化曲線(xiàn)圖（HR5～HR8）

圖7 樁頂豎向位移變化曲線(xiàn)圖（HR9～HR12）

4 結(jié)語(yǔ)

1)樁錨結(jié)合，避免了采用內(nèi)支撐而影響機(jī)械挖土和地下室施工的缺點(diǎn);樁錨支護(hù)的樁和錨桿共同作用，大大增加了安全系數(shù)。

2)基坑整體水平位移變形在使用期間達(dá)到穩(wěn)定，從整體數(shù)據(jù)看，本基坑支護(hù)效果良好。

3)通過(guò)基坑的監(jiān)測(cè)，得到樁錨支護(hù)體系樁體水平位移隨時(shí)間發(fā)生變化的分布規(guī)律，隨著開(kāi)挖施工及暴露時(shí)間的增加，基坑變形呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

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