测斜监测技术在桩锚支护深基坑中的应用

2017-09-18王仁杰熊智彪宋世豪

中国建筑科学 2017年8期

王仁杰+熊智彪+宋世豪

摘要：深基坑监测是基坑工程安全开挖的保证，测斜作为一种重要的监测手段，能够实时地反映出基坑在土方开挖中的变化情况。通过在某一桩锚支护深基坑中布置一定数量的测斜管，定期记录施工期间的测斜数据并综合分析其变化趋势，掌握了基坑的变形情况，进一步验证了桩锚支护体系的可靠性，达到了信息化施工的目的。

关键词：基坑；变形；监测；测斜；控制标准

【文章编号】1627-6868（2017）08-0020-04

Abstract： Deep excavation monitoring is the assurance for the safety of deep foundation excavation. As a important means of monitoring，inclinometer can real time reflect the changes of foundation excavation.By layout of a certain number of inclinometer tubes into pile-anchor type deep foundation，during the period of construction regularly recorded the inclinometer data and analysed its trend comprehensively， the deformation of foundation has been grasped.That proved pile-anchor system was reliable，the purpose of information construction has been achieved at the same time.

Key word： foundation； deformation； monitoring； inclinometer； standard of control

前言

近年来，随着国民经济和城市建设的快速发展，带动了地下空间的开发利用，使基坑工程的数量和规模迅速增大，如高层建筑深基坑、地下铁路、地下商场、地下停车场、地下道路等。随着基坑开挖深度和规模不断加大，基坑工程施工的难度也不断增大，由于技术、经济原因及管理上的缺陷，在深基坑工程施工中容易出现安全事故，轻则造成邻近建筑物倾斜、结构开裂，道路沉陷、开裂，地下管理断裂；重则造成邻近建筑物倒塌和人员伤亡。基坑工程是一项风险性较大的工程，稍有不慎就会酿成巨大的工程事故。为了正确评估基坑施工安全，对施工风险进行预警，减小施工事故发生可能，需要在基坑工程施工过程中加强监测工作，通过对监测信息的分析，判断基坑的安全状态，为下一步的基坑开挖施工提供可靠的依据。

1.工程概况

拟建场地位于衡阳市南华大学附一医院内、第二住院部（外科大楼）南侧。南华大学附一医院停车场地下一层，高6米，平面呈矩形，平面尺寸为60.0m×70.0m。采用框架结构，设计地下车库底板标高52.6m，工程重要性等级为二级。基坑支护采用桩锚支护的形式，为了了解基坑支护结构的水平位移状况以及为设计、施工部门提供准确的水平位移测量数据，保证基坑开挖和地下停车场施工的顺利进行，对基坑水平位移进行了测斜观测。

2.地质条件

根据文献[1]和该工程勘察单位提供的《南华大学附一医院地下停车场岩土工程勘察报告》，场地在勘察深度范围内，揭露的深度为第四系人工填土（Q4ml）及第四系河流阶地冲积物（Q4al）下伏下第三系粉砂质泥岩（E），各土岩体的主要特征分别描述如下：

①杂填土（Q4ml）：杂色，褐紅，呈松散-稍密、稍湿状态，主要有粘性土和建筑垃圾组成，建筑垃圾主要为混凝土及碎砖块，土质不均匀，未经压实，欠固结，全场分布，层厚1.60～4.40m。

②粉质粘土（Q4al）：为河流阶地冲积物，褐红、黄褐色，以硬塑～坚硬状态为主，主要由粘性及少量粉粒组成，含铁锰质氧化物，土芯切面较光滑，具光泽，手捻稍有砂感，手感较滑腻，摇震无反应，干强度、韧性中等，全场分布，层厚3.90～6.70m。

③砾砂（Q4al）：为河流阶地冲积物，褐色、灰色，呈稍密-中密、湿-饱和状态，主要矿物成分为石英颗粒，粒径大于2mm的颗粒含量为47.5%～50.7%，其骨架间主要由10～20%中粗砂充填，含少量粘性土，土芯呈散粒状，全场分布，层厚3.20～5.00m。

④强风化粉砂质泥岩（E）：紫红，泥质结构，风化裂隙很发育，岩芯多呈碎块状夹土状，碎块状岩芯干时可用手折断或捏碎，遇水易软化崩解，勘察深度范围内底部2～5m呈短柱状夹碎块状，柱状节长为5～6cm，控制厚度6.99～10.39m。

地下水类型主要为上层滞水、潜水及基岩裂隙水，主要有地表水及大气降水渗入补给。拟建场地环境类型为II类。按《岩土工程勘察规范》判定标准，场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

典型的地质图如图1所示。

3.基坑测斜的目的[2]

通过监测数据来反映土体和支护结构的位移变化情况，并将监测数据与设计预估值进行对比分析，判断是否需要修改施工工艺和施工参数，便于优化下一步施工参数，为施工开展提供及时的反馈信息，达到信息化施工的目的；验证基坑开挖方案的正确性，及时分析出现的问题，作为基坑安全制定及时、有效的保护措施的一种补充手段；由于各个场地地质条件、施工工艺和周边环境不同，基坑设计计算中很难将各种复杂因素全部囊括其中，通过对现场的监测结果进行分析、研究，将监测结果用于优化设计，进行局部修改或完善。

4.监测点的布设endprint

测斜管预埋设在支护结构桩体之中。在测点桩体施作之前，将测斜管绑扎在钢筋笼上与其一起下入孔中。具体步骤如下：

4.1 测斜管的连接。单根PVC测斜管长度为2m，单管之间采用接头进行连接。上下管的十字槽应对齐，以保证测斜仪探头的滑轮在管道内能顺畅的运行。为防止泥浆和水泥浆通过缝隙渗入管内，接头处应进行密封处理，接头套管内应涂上玻璃胶，外部与测斜管的缝隙上下5公分用透明胶缠封。

4.2 测斜管的绑扎。将测斜管伸入钢筋笼用铁丝进行固定。固定时尽可能保证测斜管呈直线。固定点宜为接头套管上下两端。钢筋与测斜管间宜留一定的间距，避免在下放钢筋笼时由于钢筋弯曲导致测斜管断裂。管顶端和末端应用封盖底盖进行封闭。

4.3钢筋笼下放时，应使测斜管十字槽垂直对准基坑内侧，以保证将来监测数据的准确性。桩孔注浆前应将测斜管内注满水，防止水泥浆内渗。

本次监测根据相关布设原则[3]与设计要求在基坑支护上布置15点。（其中2号、12号、15号孔因施工原因已损坏）各测量点的具体布设位置见图2。

5. 监测方法

测量所采用的仪器为CX—系列测斜仪。测量精度为0.1mm/500mm。仪器自动记录每次的读数。具体步骤如下：

①将测斜仪探头正方向对准基坑内侧，滚轮沿着十字槽放入测斜管中，待仪器下至管底稳定后，自管底至顶每0.5m[4]测量一次，每次的累加值即为测斜孔的倾斜量。

② 将仪器头反转180度，再次自管底开始测量，取得反方向的测试数据。

将初次测量的位移数据作为基准点，一般需测两次以上，取得较稳定的值。以后每次再测量的数据与初始值相减，所得差值即为该点土体水平位移值。

本次测量时间从2011年9月基坑支护施工前开始，至2012年4月在挖孔桩施工期间，对基坑支护不同深度处的水平位移情况进行了监测。