慈溪大剧院深基坑工程监测分析论文_席永慧1,周平1,2

1.同济大学土木工程学院 上海 200092

2.慈溪市环杭州湾创新中心 浙江慈溪 315300

摘要:本文对慈溪市大剧院深基坑工程开挖过程中基坑周边深层土体侧向位移、围护坡顶水平、垂直位移监测监测数据进行分析,表明本工程预应力桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护技术合理可行,为该技术在本地区的推广应用提供参考依据。

关键词:深基坑;监测;侧向位移;水平位移;垂直位移

0引言

随着城市建设规模的不断发展,地下空间建造规模越来越大,出现越来越多的深基坑工程。基坑开挖引起周边土体变形,对基坑围护结构和环境产生影响,因此深基坑支护及监测成为国内外学者研究的热点问题[1-6],加筋水泥土桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护技术将传统的深层搅拌技术、预应力技术、锚杆技术、高压旋喷技术进行了创新与融合,使得基坑支护、土体加固具有创新性,形成了预应力桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护工法,而且针对地下水位较高的淤泥质土层、砂质土层及大多数软弱松散土层具有明显的止水加固作用,尤其适用于沿海地区深基坑支护;并且施工方法简单,绿色环保,工期快,造价低,深基坑支护体系无需内支撑,外附槽钢及工字钢可回收利用,在施工质量、工期、造价、绿色环保等技术经济效能方面具有先进性和新颖性。然而由于各地地区的地质条件及各工程的施工现场诸多不确定因素,因此在基坑施工过程中需要监测来保证基坑的安全。但是加筋水泥桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护在慈溪地区应用过程其变形规律研究尚未见报道,而且不同工程其基坑的地质条件以及其支护形式和施工方式都会对其支护变形产生影响,因此本文以慈溪大剧院深基坑支护工程监测为例,研究加筋水泥桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护的基坑变形规律,为该技术在本地区的推广应用提供参考。

1工程概况及地质条件

1.1工程概况

慈溪市大剧院位于宁波市慈溪文化商务区核心区公建群东北侧,新城河西侧,潮塘江北侧,基地面积32044㎡,总建筑面积约48229㎡,其中地上建筑面积32144㎡,地下建筑面积16085㎡,基坑设计主要挖深为4.85m、6.35m,舞台最深位置开挖深度为15.05m。基坑总平布置图如图1所示,深基坑平面布置图如图2所示。基坑支护采用加筋水泥桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护。

图1基坑总平面布置图 图2深基坑平面布置图

1.2工程地质条件

该场地内土层分布及各土层工程地质岩土特性参数详见表1。

表1 土层分布及参数表

2监测项目、方法及测点的布设

确保深基坑施工安全,根据本工程的具体情况和桩锚技术规程的规定[7],遵循《建筑基坑规程监测技术规范》[8]对本工程的深基坑进行监测。主要从以下方面进行监测:

(1)基坑周边深层土体侧向位移监测:为了测定坑后土体的深层水平位移,在基坑试验中部位置处距离基坑边2m,4m和6m的地方分别埋设了三根测斜管,共布置8个测斜孔:CX1~CX8,孔深20m;

埋设测斜管监测步骤及监测方法:1)定位放样→2)钻机成孔→3)埋放测斜管→4)校准测斜管方位→5)中粗砂封孔→6)测读初始值。钻机成孔的直径为108mm,校准测斜管方位时,测斜管内的十字槽的一边应垂直基坑边。选用XB338-2型智能数显滑动式测斜仪进行监测,测斜数据采集使用仪器配套的自动存储测读仪。

(2)围护坡顶水平、垂直位移监测。

首先进行测点埋设:测点应选在基坑临边、围护结构顶端,在设计位置使用电锤埋设沉降点,采用自动安平水准仪和全站仪进行测量。

为了深基坑部分监测的布置的10个监测点C1~C10,监测布设为基坑四周,在基坑左右两侧中部位置处距离基坑边2m、4m和6m分别布置一根测斜管,在基坑前后两侧中部位置处距离基坑边2m处分别布置一根测斜管,沉降监测点均匀布置在基坑周围具体位置见图3。

图3 基坑监测点的布置

3监测数据分析

本基坑开挖方式为分层开挖,施工期间根据每步开挖进行了系统统计,监测从布点到监测结束时间是从2012年7月1日进场到2012年9月9日监测完毕。现对监测数据资料进行分析。根据试验段布设的测点进行了监测统计。针对地表沉降变形监测结果,主要从时间、空间(纵向)和工况等三个方面对地表沉降变形规律分析。

3.1地表沉降变形随时间变化规律

(1)基坑左侧测点C1、C2、C3沉降

从图4(a)监测变形随时间的变化可知:随着基坑的开挖,基坑后地表沉降随时间的增长逐渐增大,各监测点的变化趋势一致。C1,C2,C3为基坑左侧桩顶沉降监测点,沉降值随时间变化比较平缓,C2监测点位于基坑左侧中央沉降值略大于C1、C3监测点,C2监测点累计沉降值为71.0mm,C1监测点累计沉降值为52.0mm、C3监测点累计沉降值为49mm,7月1日到7月30日,前三层开挖沉降值较小,7月30日到9月9日沉降值变化速度加快。

(2)基坑右侧侧测点C4、C5、C6沉降

图4(b)中C4,C5,C6为基坑右侧桩顶沉降监测点,沉降值随时间变化比较平缓,C5监测点位于基坑左右侧中央沉降值略大于C4、C6监测点,C5监测点累计沉降值为68.0mm,C4监测点累计沉降值为54.0mm、C3监测点累计沉降值为49mm,7月1日到7月30日,前三层开挖沉降值较小,7月30日到9月9日沉降值变化速度加快,总体来说沉降值随时间变化比较平缓。

(3)基坑后侧与前侧测点C7、C8、C9、C10沉降

图4(c)中C7,C8为基坑后侧桩顶沉降监测点,沉降值随时间变化比较平缓,C7监测点累计沉降值为39.0mm,C8监测点累计沉降值为48.0mm。图4(d)中C9,C10为基坑前侧桩顶沉降监测点,C9监测点累计沉降值为51mm,C1监测点累计沉降值为49mm。

(a)左侧C1、C2、C3沉降值随时间变化趋势图

(b)右侧C4、C5、C6沉降值随时间变化趋势

(c)前侧C7、C8沉降值随时间变化趋势

(d)后侧C9、C10沉降值随时间变化趋势

图4 基坑测点沉降值随时间变化趋势

3.2基坑深层水平位移监测结果分析

由监测点布置图3可知,CX1,CX2,CX3布置在基坑左边的中部,距坑边分别为2米、4米、6米。CX4,CX5,CX6布置在基坑右边的中部,距坑边分别为2米、4米、6米。CX7布置在基坑前边的中部,距坑边分别为2米。CX8布置在基坑后边的中部,距坑边分别为2米。

监测时间间隔取10天,由图5(a)—(h)每天监测数据对比分析可知:

(1)8根测斜管的深层水平位移的最大累计值都比较大,CX1和CX4监测点位于基坑左右两侧,距离基坑较近,深层土体最大位移为53.0mm和49.0mm,且最大水平位移位于泥面以下4m-7m处,随着测斜管离基坑越远,深层土体的最大水平位移越小。

(2)CX2和CX5位于基坑4m远处,深层土体最大位移为45.3mm和37.8mm;CX3和CX6位于基坑6m远处,深层土体最大水平位移分别为33mm和32mm。

(3)CX7布置在基坑前边的中部,第一层开挖测斜管位移为0mm,由于基坑开挖不均匀,第一层开挖成凸字型,第二层开挖为凹字型,第一层开挖基坑前后为放坡开挖,测斜管在基坑内侧,且处在深基坑外侧,第二次开挖时CX7测斜管才开始有位移,CX7测斜管累计最大位移为32.5mm.

(4)CX8布置在基坑后边的中部,累计水平位移为31.4mm。监测结果基本符合坑后深层土体水平位移变形规律。

(a)CX1测斜管

(b)CX2测斜管

(c)CX3测斜管

(d)CX4测斜管

(e)CX5测斜管

(f)CX6测斜管

(g)CX7测斜管

(h)CX8测斜管

图5 CX1-CX8测斜管深层水平位移监测数据

4结论

本文对慈溪市大剧院深基坑工程进行了监测分析,结果表明:

(1)基坑周边测点地表沉降变形随时间变化比较平缓,基坑深层水平位移监测,距离基坑较近,深层水平位移较大,随着测斜管离基坑越远,深层土体的最大水平位移越小.

(2)基坑开挖形状的不均匀对中部测点的位移影响较大,基坑开挖初期,受到外界的干扰,位移图发生突变;在开挖后期,深层位移受局部土质、降水等因素影响,位移累计值较大。

(3)监测结果基本符合坑后深层土体水平位移变形规律。由此可见采用加筋水泥桩锚及外附型钢搅拌桩联合支护技术效果较为明显。

参考文献:

[1]姜晨光,林新贤,黄家兴,等.深基坑桩锚支护结构变形监测与初步分析[J].岩土工程界,2002(5),55-56

[2] 马海龙,戈铮.加筋水泥土桩锚墙支护的基坑监测分析[J]土木工程学报,2010(4):105-112

[3]杨有海,王建军,等.杭州地铁秋涛路车站深基坑信息化施工监测分析[J].岩土工程学报,2008,30(10):1550–1554

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[5]丁智,王 达,虞兴福,等.杭州地铁新塘路、景芳路交叉口工程深基坑监测分析[J].岩土工程学报,2013,35(2):445-451

[6] 崔新成,苗雷涛.基坑工程监测中一些问题的探讨[J]. 电力勘测设计,2007(4):18-21.

[7]CECS 147—2004 加筋水泥土桩锚技术规程[S]. 北京:中国计划出版社,2004

[8]GB50497—2009 建筑基坑工程监测技术规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2009.

论文作者:席永慧1,周平1,2

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第8期

论文发表时间:2018/7/19

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