高层建筑深基坑支护变形监测要点探讨论文_张长龙

高层建筑深基坑支护变形监测要点探讨论文_张长龙

山东省地矿工程勘察院 山东济南 250014

摘要:为了适应我国人口众多,人均土地面积严重匮乏,许多高层,超高层建筑拔地而起,深基坑工程也越来越普遍,深基坑工程的施工条件也变得越来越复杂,为了保证高层建筑的安全性,深基坑支护不仅需要有足够的强度,它的变形还需要在允许范围之内。即深基坑工程既要保证强度又要保证刚度,还要不影响到周边建筑,因此,高层建筑深基坑支护变形监测的探讨,对我国高层建筑的发展具有深远意义。

关键词:高层建筑;深基坑支护;变形监测;

引言

自改革开放以来,我国经济得到了飞速的发展,为适应我国人口众多,人均土地面积缺乏,高层建筑大量涌现,深基坑工程逐渐增多。为了保证施工的顺利进行,确保工程质量,和周边建筑的安全使用,我们需要对深基坑支护变形引起高度重视。在深基坑的施工过程中,可能会出现地面下沉或坑底隆起等情况,更有甚者会发生支护结构的破坏等现象。导致深基坑支护发生变形的因素有很多,监测技术不够先进,数据采集不够全面都会导致事故的发生。本文主要对高层建筑深基坑支护变形监测做了简要分析,希望对深基坑支护变形监测有所帮助。

一、高层建筑深基坑支护技术概述

高层建筑的施工难度大,为了确保其地下结构的稳定性,我们需要利用到深基坑支护技术,在实际的施工过程中,我们对深基坑加固,确保后续施工的过程中不出现失稳的现象,从而保证了整个工程的质量。现阶段,我国有三种支护技术用得最为普遍,即土钉墙支护,锚杆支护,帷幕支护。技术总是在不断发展,我国的建筑技术也逐渐走向成熟,越来越多的深基坑支护技术开始与广泛运用建筑行业之中,深基坑支护技术的特点如下:

1、基坑深。在我国的很多城市,如北上广深,高层建筑众多,由于城市需要,很多建筑都有自己地下停车场,地下商场等地下建筑,这些地下建筑通常占二到三层的层高。因此,高层建筑的基坑往往更深,更有甚者,某些高层建筑的基坑深度达到25米。

2、建筑工程项目的施工环境变得更加复杂。由于近年来城市发展较快,城市中的建设用地逐渐的减少,因此很多开发商把投资的重心转移到了沿海城市的经济开发区内。但是由于这些开发区的地质环境多变,所以在基坑开挖施工的过程中常常会有很多阻碍因素;另外因为沿海地区人口密度大,工程项目建设经常会处于人口密集的区域,这些区域地下的管线分布一般非常复杂,给基坑施工造成了诸多的不便。

3、深基坑支护施工可以选择的施工技术变得更多。目前深基坑支护的新技术越来越多,虽然施工技术的发展给工程项目的建设大有脾益,但我们还是应该要根据工程项目的具体情况来科学的选择,如果一味的选择更新的技术,反倒会弄巧成拙,造成施工进度的延误,甚至会对施工建设的质量产生较大的影响。

4、深基坑支护施工过程中常常会蕴藏着诸多的安全隐患,导致安全隐患的主要因素是由于支护技术选择不当或者施工建设环境过于复杂而导致的。如果深基坑支护施工质量不高,不仅会对工程地下结构的安全稳定性产生较大影响,另外还会对工程项目附近的建筑产生安全威胁,甚至会导致一些重大安全事故的发生。所以我们应该在深基坑支护施工的过程中进行科学规划,采取有效措施确保施工安全。

二、高层建筑深基坑支护变形的特点

支护与地层发生变形的原出是多方面的,主要是由于开挖造成的土体应力释放与重新调整。基坑开挖造成卸载并使土体向坑内移动。一般情况下,水平方向的应力释放与调整是构成地层位移的主要原因,所以基坑的侧壁必须加以支护。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在饱和深层软弱土中,基坑隆起同样不容忽视,坑底隆起原因:一方面是由于竖向卸荷;另一方面是由于坑壁外侧的土体在自重和地表超载的作用下从底部向坑内方向移动。对于深基坑,地表沉降的大小与抗隆起稳定性验算的安全程度直接相关。基坑开挖前期的地下连续墙或灌注桩施工,也会造成地层位移,并相应造成地表沉降。国内有关资料介绍地下连续墙施工引起的变形,可占基坑施工总变形的30%,至于墙体成槽或桩体挖孔不当引起地面严重坍陷的事例也不少见。

桩、墙围护结构以及撑、锚等支承构件都会发生变形,增加这些构件的刚度有利于降低地层位移,但对其作用也不宜估计过高。通过研究表明,采用有限元方法分析围护结构和支承件的刚度对基坑最大水平位移的影响。算例为中等密实黏土中的基坑,挖深9.2m,土体抗剪强度随深度增加从顶部的24kPa到13.7m深处的67kPa,采用四道锚杆),比较了两种墙体,刚度EI分别为400 kN•m和50 kN•m,相当于60cm厚地下连续墙和PZ27钢板桩;计算结果表明墙体刚度相差8倍,而二者最大水平位移之比例为1:0.6。另外,又比较了两种锚杆,其刚度半相差10倍,此时,同一墙体最大位移之比也为1:0.6。我们也曾用P1axis有限元程序计算80 cm和45cm厚两种地下连续墙,二者抗弯刚度之比为5.6:1,而墙体最大位移之比则为1.37:1,又计算了直径ø600和ø800两种护壁桩,其抗弯刚度之比为2.4:1,面墙体最大位移之比则为1.32:1。所以,采用其他措施来减少支护变形,要比增加墙厚更为经济和有效。

三、高层建筑深基坑支护变形的监测

高层建筑深基坑支护工程要想保证它的安全质量,就必须保证基坑有足够的稳定性,即深基坑支护变形的多少,如果支护结构变形过大,整个工程就意味着不合格。因而,高层建筑深基坑支护的变形监测就是为了保证整个施工的顺利进行和工程质量的安全性。不仅如此,通过监测深基坑支护和周边建筑的变形数据,从而保证周边土体下沉情况,经过科学的分析后,对支护结构和周围土体的安全性进行评定,为施工方案的设计调整提供依据,保证施工科学合理。

工作人员运用专业的仪器设备监测基坑和周边建筑物的变形状况,与开挖之前的数据作比较,从而得到各个时刻数据的动态变化,整个施工过程中的变形状况一目了然,这便是高层建筑深基坑支护变形监测的一般过程。通过检测的数据对可能出现的问题及时预防,从而降低安全事故发生的概率。若变形超出预期,我们可以在事故发生之前及时解决,保证施工的安全性。

高层建筑深基坑支护变形监测的所有数据,需妥善保管,不得丢失,以便出现问题后及时的核对。原始数据需要整理后归档,不同的仪器测出来的数据要分类保存。鉴于监测数据多且杂,每次得到的数据及时分类,进行误差分析,不合格数据要舍弃并且重新测量。根据现有的周围建筑物和基坑支护变形数据,放过来推算这个项目以后变形状况,将安全隐患扼杀在摇篮里。

结语

只有科学合理的进行深基坑支护的变形监测才能保证施工的顺利进行,防止事故发生。运用各种专业仪器设备检测深基坑支护结构的位移、倾斜、沉降、基底隆起等各个参数条件,实际施工过程中就能对有可能发生的安全隐患及时发现,及时处理。因此,高层建筑深基坑支护变形的监测的重要性不言而喻。

参考文献

【1】兰文杰,陈树人.高层建筑深基坑支护施工技术要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(36).

【2】金永祥.高层建筑深基坑支护施工技术要点分析[J].商品与质量•建筑与发展,2014,(4):428-428.

【3】赵灵燕. 基坑支护位移和安全性监测动态预报技术 [J]. 科技资讯. 2011:30-31.

【4】曹永占. 浅谈深基坑支护变形及防控措施 [J]. 福建工程学院学报. 2010(06) :28-34.

论文作者:张长龙

论文发表刊物:《基层建设》2017年2期

论文发表时间:2017/4/17

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