十 7, 2012 - file 技术及应用   comment No Comments

大厦基坑开挖监测方案

大厦位于宝庆路、淮海路转折处,大厦地下为二层车库。基坑面积约50m*50m,采用地下连续墙围护结构,连续墙厚80cm,深22m,基坑开挖深 度11M,用三道支撑。在基坑靠近宝庆路侧,管线密布,有电力、煤气、电话、雨水、上水等管线,其中最危险的为57年铺设的∮300煤气管,此管离基坑边 线约13M,基坑开挖,很可能引起管线不均匀沉陷,造成管线开裂,在基坑其他三边均有别墅围绕,其中离基坑边线最近的三栋别墅只有5m左右,属基坑开挖引 起周围环境破坏范围之内,而且这些建筑物历史久远,结构简单,基础薄弱,胡易受不均匀沉降影响,产生裂缝。另外离基坑边线28m处有地铁区间隧道穿过,按 地铁法规规定在离地铁30m范围内施工,均需考虑施工对地铁之影响。综上所述,金海大厦基坑开挖时,必须对基坑稳定、周围管线、房屋建筑、地铁隧道进行监 测,以便指导基坑开挖施工,确保周围环境安全。

监测内容及实施方案

1、监测内容:(参见平面布置图)

1.1、基坑稳定监测

基坑稳定监测包括地下连续墙变形观测,支撑轴力观察等内容,由于连续墙部分已施工完毕,地下连续墙在基坑开挖过程中的变形观测(即测斜)只能布置在尚末施工的地下连续墙内,共布置8孔,支撑轴力共9个断面,具体位置视支撑轴力大小而定。原则上布置在轴力和变形最大处。

1.2、建筑物监测

基坑开挖时,除对建筑物进行必要的沉降、倾斜监测之外,尚需对建筑物临近基坑之土体(地基)进行监测。因为建筑物之沉降、倾斜是由于基坑开挖引起周围土体变化所致,并带有滞后性。因此及时了解地下墙后部土体及水位变化情况,可以指导现场基坑开挖施工,预防建筑物过大沉降。

建筑物沉降观测点分布在建筑物角点上,共31点,建筑物倾斜监测采用Tiltmeters 仪,共11点。建筑物对周围土体测斜共设6孔,孔深为25m,孔隙水压力计7只,深度为11m。

1.3、管线沉陷监测

管 线沉陷监测主要是通过管线上方道路沉陷监测实现,如果条件允许,可以暴露管线,把没点直接安装在管线上,另外借用地下墙中C7,C8孔了解开挖时地下墙的 变位情况,推测对附近土体沉陷影响,并在离∮300煤气管最近处埋设土体分层沉降和测斜管一根,直接了解管线处土体变形情况。管线沉陷点15点,土体内测 斜,沉降1孔。

1.4、地铁监测

地铁区间隧道受基坑开影响,可能会产生沉陷和变形,按地铁法规规定,必须对区间隧道进行监测,监测内容为地铁隧道变形和地铁沉陷,地铁区间隧道与基坑之间土体位移量测和相应位置地下连续墙变形观察。地铁隧道变形、管片应力测试共10个断面,每个断面布置4个应变计,4点变形观测点。沉陷自车站至60m处,并设一根沉降观测线。土体变形(倾斜)设计1孔,孔深为25m,地下墙墙内测斜孔借用C9,孔深为22m。

2、监测仪器及设备

2.1、测斜系统

测斜传感器为美国SINCO公司生产的Antomatic Inclinometer,型号50325,数分辨率0。02MM,接受系统亦为该公司的Data Mate,它可以自动记录贮存A、B二垂直方向测斜数据,并可以与电脑连接,利用Dmm专用软件进行数据处理,并打印变形曲线,亦可利用DataMate所记录的ASCⅡ码,调入通用Symphony软件系统进行数据处理,并打印出变形曲线。

2.2、孔隙水压力测试系统

使用Sinco Vibreting Piegometer振弦式孔隙水压计,并利用Datalogger自动接收信号,读数分辨率±1HZ,可用Symphony软件处理,打印出水压力变化曲线和水压力数值表。

2.3、沉降监测系统

使用WLLD水准仪,读数精度±0.5mm,利用Symphony软件处理数据并及时打印报表和沉降曲线。

2.4、支撑轴线监测系统

利用国产应变式轴力传感器和国产静态电阻应变仪侧支撑轴力,人工记录读数,然后输入电脑,用Symphony软件处理,打印出日报表和阶段变化曲线。

2.5、分层沉降系统

用英国Geoteclmical Instruments UK LTD公司生产的分层沉必仪,读数精度±1mm,每次采集数据后,用Symphony软件处理,打印出沉降曲线。

2.6、隧道变形监测系统

用美国Sinco公司生产的TAPEEXTENSOMETER收敛仪,量程20m读数精度±0.13mm,每次采集数据后,用Symphony软件处理,打印出日报表。

2.7、隧道管线应变监测系统

用美国GKOKON公司生产振弦式应变传感器,Sinco公司DATELOGGER自动采集信号并输入电脑利用Symphony软件作数据处理。

2.8、隧道纵向沉降测量系统

用瑞士WILD公司N1007精密自动安平水准仪读数精度±0.5mm,利用Symphony软件处理数据并及时打印报表和沉降曲线。

3、材料

⑴测斜管

管径∮60mm PVC材料L=376m

⑵孔隙水压力计

振弦式共6只民线长L=100m

⑶沉降环

内径∮57mm三叶爪片式磁环共32只

⑷支撑轴力计

国产应变式轴力传感器共9只

⑸射钉枪子弹:若干只

⑹振弦式VSA-4200(美国GFOKON公司)40只

⑺Tietmeter11只

4、工具

⑴30型钻机一套;

⑵射钉枪一套;

⑶相应安装,埋设工具若干。

5、安装埋设技术要点

地下连续墙内测斜管安装

测斜管直接安装在钢筋笼内,再用钢筋烧焊使测斜管固定在钢筋笼内,测斜管接头必须先用胶水胶牢,再用自攻螺丝攻住,接头外再用胶带绑扎。下笼后,用水管冲洗测斜管,直至连续墙砼结硬。

土体测斜管埋设

⑴用30型钻机钻至设计孔深。

⑵逐段接上测斜管直至孔底。

⑶用砂回填至密实。

⑷孔口用窨井保护。

孔隙水压力埋设

⑴30型钻机至离设计孔深50cm处。

⑵放入水隙压力计,并压至设计孔深,安放时严禁透水石与空气接触。

⑶用膨润土土封孔1m。

⑷用土回填至孔口。

⑸孔口用窨井保护。

房屋沉降埋设

在设计位置射钉枪安装埋设。

道路管线沉降点埋设

因道路管线处于道路下,不易开挖,无法直接在道路管线上埋标点,因此只能以道路路面沉降代之,其沉降点用圆头尖钉敲入。

隧道表面应变计安装

⑴清洁隧道管片表面。

⑵用膨胀螺丝及胶固定标志头,标志头间距10cm。

⑶标志头固定后安装应变计,调整初读数于最佳状态。

隧道变形安装

⑴在管片表面设计位置(45°、135°、225°、315°)用冲击钻钻孔。

⑵将不锈钢圆环用膨胀螺丝安装于孔内。

隧道纵向沉降测点埋设

⑴在设计位置,用冲击钻钻孔。

⑵用膨胀螺丝将不锈钢圆头安装于孔内。

测试理论及技术要求

1、测试理论

1.1、测斜原理:

测斜,顾名思义就是测土体垂直倾斜度,然后根据倾斜度换算成水平位移,最终测得土体垂直方向的水平位移,其简单原理如图所示。

1、利用测斜传感器测得某点土体相对于垂直方向倾角α。

2、假设在L范围内土体倾角α不变。

3、则L范围内土体相对于垂直方向水平位移为Δ1=L sinα。

4、该点相对于原始0-0位置的水平位移为:Δ=Δ1+Δ2=ΣL sinα

上述各点均由测斜仪在带有定向滑槽的测斜管内连续测读、记录、计算实现的,测斜仪中可以选择L长度如0.5m或1m,然后按0.5m或1m测读一次,即得到一根连续的变形曲线。

1.2、孔隙水压力测试原理:

众 所周知,钢弦伸长或缩短均会改变钢弦自振频率,任何振弦力传感均利用了该原理,振弦式孔隙水压力计亦不例外,钢弦固定在一个钢膜上,孔隙水通过透水石渗入 孔隙水压力计内腔其水压力作用在钢膜上,使钢膜受压变形,钢弦也随之变形,由SS-Ⅱ频率仪发射电脉冲,通过磁圈发钢弦自振,并测出其自振频率,根据二次 之间频率变化,可以计算出孔隙水压力。

pi=k(fi2-f02)

式中:pi—第i次测读时孔隙水压力;

k—系数

fi2—初始频率,一般接线员p=0时的频率;

f02—第i次测读频率。

其他测试原理因测试原理较简单,属常规测试项目,在此不再赘述。

2、技术要求

2.1、测试频率

放坡痢 放坡后 底板浇后
地下连续墙 1次/天 2次/天 1次/天
土体测斜 1次/天 2次/天 1次/天
孔隙水压力 1次/天 2次/天 1次/天
支撑轴力 2次/天 1次/天
房屋管线沉降 1次/天 1次/天 1次/天
地铁隧道变形、沉降、应变 1次/天 1次/天 1次/天

可根据实际情况安排

注:测试次数与台班关系

测试次数 台班
地下墙测斜 1次 2台班
土体测斜 1次 2台班
孔隙水压力 1次 1台班
支撑轴力 1次 1台班
沉降观测(测量) 1次 1台班
隧道变形、应变 1断面 0.5台班
隧道沉降(测量) 1次 1台班
Tiltmeters 1次 1台班

2.2、监沿警界指标

监测内容 警界指标
地墙测斜 Smax≤设计值
土体测斜 Smax≤6cm
孔隙水压力 每二次读数相差不超过±5Kpa
支撑轴力 Smax≤设计值
建筑物宙降、倾斜 见附表
管线沉降 绝对沉降不超过mm,沉降坡度不超过

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