论文部分内容阅读
【摘 要】地下工程和基坑施工中坍塌事故频繁，在施工过程中加强监测是至关重要的，是确保周边居民和整个工程施工安全的保障，本人在工程实践中总结一些做法，仅供同行参考。
【关键词】基坑；监测；安全
近几年在地下工程和深基坑施工中，不断出现坍塌事故的调查情况表明，地下工程和深基坑发生重大事故前或多或少都有预兆，如果能够在基坑开挖的过程中切实做好监测工作，及时发现事故预兆并采取适当的措施，应该是可以避免重大基坑事故的发生或减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。
安全监测是施工组织的一部分，属动态管理范畴，是指在整个土建施工过程中对地下水动态、支护结构变形及内力、土层的稳定以及施工对周围建筑物和设施的影响进行观察、监控和量测。通过对量测数据的分析处理，来判断地层、结构的安全稳定性，判断施工对周围环境的影响程度，进而指导施工。现就工程实例谈谈现场监测在明挖结构的基坑开挖施工中的具体应用。
0.工程概况
肇庆恒裕海湾地下工程，南侧靠近旧式民居，基坑总长为155.6m，标宽18.8m，开挖深度深（平均挖深为18.6m），主体结构建筑面积26327.5m2。采用明挖顺做法施工，基坑围护结构采用钻孔桩加钢管内支撑支护。主体基坑施工于2010年11月开始，2011年7月完成，基坑围护结构支撑密集众多，跨度大是本工程施工的重点、难点之一，为确保基坑施工的安全顺利，必须加强对周围建筑物、围护结构的现场监测。
1.水文地质
结构主要位于〈5Z-1、5Z-2〉可∽硬塑状砂质粘性土，承载力较大，压缩性较小，工程性质及整体均匀性均较好。按地下水含水层介质的不同，该段主要含水导层为海陆交互沉积砂层，〈2-3〉空隙含水层及中风混合岩带〈8Z〉裂隙含水层，其余土层全风化岩含水微弱，可视为相对隔水层。
2.现场监测的实施
2.1监测项目及测点位置的确定
监测项目的选择和主次项目的确定，即关系到基坑施工过程中的安全，也关系到工程费用的大小，随意增减监测项目都会造成不必要的损失。本工程在结合工程现状及监测技术水平的情况下，确定了以下的监测项目及各测点位置：
2.2测点数量及布置要求
（1）围护桩水平位移：25个测点，测点平均间距15m。
（2）土体侧向变形：布置在三个断面上，同一孔测点间距0.5m。
（3）支撑轴力：三个断面，布置在支撑靠近端头处。
（4）地下水位：6个测孔，布置在三个断面上。
（5）侧向土压力：40个测点，同一孔测点间距2-3m。（土压力盒须安装在迎土侧的护壁外侧。
（6）钢筋应力：选择三个断面上的桩监测。每根桩的主筋上焊接5根钢筋计，迎土侧主筋上3根（顶板、中板、基底）；基坑侧2根（第一道和第二道支撑中间位置、第二道支撑和基底中间）。
（7）桩身变形：选择三个断面上的桩监测。测斜管须在桩心处预埋，底部达到桩底底面，顶部预留出桩顶冠梁的高度。灌注混凝土时需注意对倾斜管的保护，并保证起铅垂向下。
（8）桩身砼应变：与钢筋应力同桩监测，每根桩上布置5个测点，迎土侧2个（第一道和第二道支撑中间位置、第二道支撑和基底中间）；背土侧3个（顶板、中板、基底）。
2.3报警值及监测周期的设定
该工程的基坑变形报警值根据监测内容，选用围护结构水平位移及钢支撑轴力作为施工安全判别标准的报警值，其设定如下：
（1）平位移报警值（F）：
F=F实/F容
F实：水平位移实测值；
F容：水平位移允许值（第二部开挖：15mm；第三部开挖：20mm；第四部开挖：30mm）。
当F>1：危险；1>F>0.8：注意；F<0.8：安全。
（2）支撑轴力报警值（N）。
当实测的支撑轴力在容许值3000KN范围内，结构判断为安全。
（3）监测工作的监测周期应根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，间隔时间不超过3天，其余情况可延至5-10天；当变形发展速率较大、场地条件变化较大或支护结构开裂、安全性（F、N值）为注意时，应1天监测1次；当变形急剧发展、安全性为危险或出现事故征兆时，则要对变形连续监测，及时掌握变形发展趋势和准确判断基坑安全状况。
2.4监测数据的分析与预测
每次监测工作结束后，应及时整理监测数据，以便发现数据有误时可及时改正补测，当发现观测值有明显异常时，能及时采取相应措施。同时还应分阶段、分工序对量测的结果进行总结和分析：
（1）数据的处理：将原始数据用频率分布的形式把数据分布情况显示出来，进行数据的数值特征值计算，舍掉离群数据。
（2）曲线拟合：用函数表达式进行曲线拟合，以便对下一阶段的监测数据进行预测。
3.结束语
由于影响基坑施工安全的不确定因素很多，其最不安全状态有可能出现在任何一个施工阶段，因此施现场有效的监测是非常必要和重要。通过监测结果的信息反馈，可以了解土体在施工过程中的动态变化，明确工程施工对原始地层的影响程度和可能造成失稳的薄弱环节；了解施工对周围地下水位的影响程度；了解支护结构的受力和变位情况，对其安全及稳定性进行评价；及时修正设计参数，优化施工工艺，改进施工方法。为加强了地下工程和深基坑的安全监测，确保工程安全施工，最近广州市城乡建设委员会在网上公开征求《广州市地下工程及深基坑安全监测信息管理系统使用规定》（征求意见稿）意见，明确要求地下工程及深基坑现场施工必须实施安全监测，保证周边和施工现场的施工安全。
【关键词】基坑；监测；安全
近几年在地下工程和深基坑施工中，不断出现坍塌事故的调查情况表明，地下工程和深基坑发生重大事故前或多或少都有预兆，如果能够在基坑开挖的过程中切实做好监测工作，及时发现事故预兆并采取适当的措施，应该是可以避免重大基坑事故的发生或减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。
安全监测是施工组织的一部分，属动态管理范畴，是指在整个土建施工过程中对地下水动态、支护结构变形及内力、土层的稳定以及施工对周围建筑物和设施的影响进行观察、监控和量测。通过对量测数据的分析处理，来判断地层、结构的安全稳定性，判断施工对周围环境的影响程度，进而指导施工。现就工程实例谈谈现场监测在明挖结构的基坑开挖施工中的具体应用。
0.工程概况
肇庆恒裕海湾地下工程，南侧靠近旧式民居，基坑总长为155.6m，标宽18.8m，开挖深度深（平均挖深为18.6m），主体结构建筑面积26327.5m2。采用明挖顺做法施工，基坑围护结构采用钻孔桩加钢管内支撑支护。主体基坑施工于2010年11月开始，2011年7月完成，基坑围护结构支撑密集众多，跨度大是本工程施工的重点、难点之一，为确保基坑施工的安全顺利，必须加强对周围建筑物、围护结构的现场监测。
1.水文地质
结构主要位于〈5Z-1、5Z-2〉可∽硬塑状砂质粘性土，承载力较大，压缩性较小，工程性质及整体均匀性均较好。按地下水含水层介质的不同，该段主要含水导层为海陆交互沉积砂层，〈2-3〉空隙含水层及中风混合岩带〈8Z〉裂隙含水层，其余土层全风化岩含水微弱，可视为相对隔水层。
2.现场监测的实施
2.1监测项目及测点位置的确定
监测项目的选择和主次项目的确定，即关系到基坑施工过程中的安全，也关系到工程费用的大小，随意增减监测项目都会造成不必要的损失。本工程在结合工程现状及监测技术水平的情况下，确定了以下的监测项目及各测点位置：
2.2测点数量及布置要求
（1）围护桩水平位移：25个测点，测点平均间距15m。
（2）土体侧向变形：布置在三个断面上，同一孔测点间距0.5m。
（3）支撑轴力：三个断面，布置在支撑靠近端头处。
（4）地下水位：6个测孔，布置在三个断面上。
（5）侧向土压力：40个测点，同一孔测点间距2-3m。（土压力盒须安装在迎土侧的护壁外侧。
（6）钢筋应力：选择三个断面上的桩监测。每根桩的主筋上焊接5根钢筋计，迎土侧主筋上3根（顶板、中板、基底）；基坑侧2根（第一道和第二道支撑中间位置、第二道支撑和基底中间）。
（7）桩身变形：选择三个断面上的桩监测。测斜管须在桩心处预埋，底部达到桩底底面，顶部预留出桩顶冠梁的高度。灌注混凝土时需注意对倾斜管的保护，并保证起铅垂向下。
（8）桩身砼应变：与钢筋应力同桩监测，每根桩上布置5个测点，迎土侧2个（第一道和第二道支撑中间位置、第二道支撑和基底中间）；背土侧3个（顶板、中板、基底）。
2.3报警值及监测周期的设定
该工程的基坑变形报警值根据监测内容，选用围护结构水平位移及钢支撑轴力作为施工安全判别标准的报警值，其设定如下：
（1）平位移报警值（F）：
F=F实/F容
F实：水平位移实测值；
F容：水平位移允许值（第二部开挖：15mm；第三部开挖：20mm；第四部开挖：30mm）。
当F>1：危险；1>F>0.8：注意；F<0.8：安全。
（2）支撑轴力报警值（N）。
当实测的支撑轴力在容许值3000KN范围内，结构判断为安全。
（3）监测工作的监测周期应根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，间隔时间不超过3天，其余情况可延至5-10天；当变形发展速率较大、场地条件变化较大或支护结构开裂、安全性（F、N值）为注意时，应1天监测1次；当变形急剧发展、安全性为危险或出现事故征兆时，则要对变形连续监测，及时掌握变形发展趋势和准确判断基坑安全状况。
2.4监测数据的分析与预测
每次监测工作结束后，应及时整理监测数据，以便发现数据有误时可及时改正补测，当发现观测值有明显异常时，能及时采取相应措施。同时还应分阶段、分工序对量测的结果进行总结和分析：
（1）数据的处理：将原始数据用频率分布的形式把数据分布情况显示出来，进行数据的数值特征值计算，舍掉离群数据。
（2）曲线拟合：用函数表达式进行曲线拟合，以便对下一阶段的监测数据进行预测。
3.结束语
由于影响基坑施工安全的不确定因素很多，其最不安全状态有可能出现在任何一个施工阶段，因此施现场有效的监测是非常必要和重要。通过监测结果的信息反馈，可以了解土体在施工过程中的动态变化，明确工程施工对原始地层的影响程度和可能造成失稳的薄弱环节；了解施工对周围地下水位的影响程度；了解支护结构的受力和变位情况，对其安全及稳定性进行评价；及时修正设计参数，优化施工工艺，改进施工方法。为加强了地下工程和深基坑的安全监测，确保工程安全施工，最近广州市城乡建设委员会在网上公开征求《广州市地下工程及深基坑安全监测信息管理系统使用规定》（征求意见稿）意见，明确要求地下工程及深基坑现场施工必须实施安全监测，保证周边和施工现场的施工安全。