地下連續牆深基坑支護結構的現場監測與可靠性研究

2022-05-09 01:21:05 字數 4043 閱讀 8751

0引言基坑監測既是實現資訊化施工,避免事故發生的有效措施,又是完善、發展設計理論、方法和提高施工水平的重要手段。 通過對基坑施工進行嚴密監測可以為施工及時提供反饋資訊,為基坑周圍環境進行及時有效的保護提供依據;將監測結果反饋設計,通過對監測結果同設計預估值的比較、分析,檢驗設計理論的正確性,並且可以為今後的優化設計提供依據。

1 工程概況及周圍環境

擬建的金龍商貿綜合性大樓位於杭州市慶春路北側,建國路東側,醋坊巷西側。該工程建設單位為杭州金龍集團****,勘察單位為浙江省工程物探勘察院,基坑圍護設計單位為浙江省建築設計研究院。

本地塊用地面積約8972平方公尺,地上總建築面積約35600平方公尺,地下總建築面積約19750平方公尺。由1幢14~18層的主樓和4~6層裙房組成,主樓高70.4m,屬高層建築;地下統設三層地下室,地下室深13.

20m。

2 工程地質條件

2.1地層結構及特徵

根據本工程岩土工程勘察報告顯示:場地為杭州金龍集團****的老廠區,原有建築現已拆除。場地地形平坦,地貌屬衝海積平原。

涉及基坑支護工程的土層自上而下有:1素填土、2-1砂質粉土2-2粉砂2-3粘質粉土、3淤泥質粉質粘土、5-1粘土、5-2粉質粘土、6-1粉質粘土、6-2粉砂、8-1圓礫、8-2卵石、9-1強風化凝灰岩、9-2中風化凝灰岩。詳細土層情況及其物理力學性質指標如下:

1 雜填土:

灰色,溼,散狀-稍密,主要由粘性土混磚瓦碎塊、碎石及少量建築垃圾等硬雜質組成,表面有層3~20cm砼地坪,全場分布,頂層標高6.37~6.92m。

層厚3.10~4.40m。

2 粘質粉土夾粉質粘土:

2-1砂質粉土:灰色,溼,中密。切面粗糙,韌性低,搖振反應快,區域性夾少量粉砂,全場分布,層頂標高2.17~3.60m,層厚4.10~7.00m。

2-2粉砂:灰色,溼,中密。分選較好,主要由石英,雲母組成。全場分布,層頂標高-4.30~1.48m,層厚1.50~5.50m。

2-3粘質粉土:灰色,很濕,稍密。切面較粗糙,無光澤,搖振反應較快,韌性低,區域性具層理,層間夾粘土薄層,單層厚1~3cm;含雲母屑。

全場分布,層頂標高-7.73~5.00m,層厚3.

90~6.10m。

2-4粉砂:灰色,溼,稍密。分選較好,主要由石英,雲母組成。區域性地段分部,層頂標高-11.03~9.66m,層厚0~2.40m。

3-1 淤泥質粉質粘土:

灰色,呈流塑狀態,含少量腐殖物,略有臭味,幹強度較高,振全場分布,標高-12.27~10.75m,層厚7.00~9.00m。

5-1 粘土:

灰色、軟塑,區域性呈軟可塑狀,含少量腐殖質,區域性為流塑狀淤泥質粘土,幹強度高,中等韌性,全場分布,頂層標高-19.96~18.68m,層厚2.00~4.20m。

5-2 粉質粘土:

灰色、軟塑-軟可塑,含少量腐殖物殘骸,區域性土性為粘土,幹強度高,中等韌性,切面較光滑,全場分布,頂層標高-23.83`21.28m,層厚1.50~4.20m。

6-1 粉質粘土:

黃色,硬可塑,區域性呈軟可塑狀。含鐵錳質斑,下部含少量砂粉,幹強度高,中等韌性,切面較光滑,無光澤,全場分布,層頂標高-26.87~-23.

51m,層厚3.40~7.00m。

6-2 粉砂:

黃色,溼,中密。分選較好,主要由石英,雲母組成。區域性夾粉質粘土團塊,全場分布,層頂標高-32.70~29.66m,層厚1.30~4.50m。

8-1 圓礫:

灰色,溼,密實。分選差,顆粒多呈現亞圓型,粒徑2~20mm礫石含量20~40%,粒徑20~40mm的卵石含量15~40%,成分以中-微風化的石英砂巖,火山岩等為主;砂粒含量約25%,含少量粘性土,膠結鬆散。鑽桿有跳動,全場分布,層頂標高-36.

05~-32.40m,層厚1.20~5.

30m。

8-2 卵石:

灰色,溼,密實。分選差,顆粒多呈現圓型,粒徑2~20mm礫石含量20%,粒徑大於20mm的卵石含量約50%,見個別粒徑大於20cm漂石,成分以中-微風化的石英砂巖,火山岩等為主;含少量中粗砂及粘性土,膠結鬆散。鑽桿跳動劇烈,區域性地段分布,層頂標高-36.

46~-34.82m,層厚0~2.00m。

9-1 強風化凝灰岩:

灰紫色,紫紅色,區域性灰綠色,軟。凝灰質結構,塊狀構造,岩芯呈碎塊狀,沿節理裂隙面見葉臘石,綠泥石等次生礦物,全場分布,層頂標高-38.35~-36.

55m,層厚0.40~6.10m。

9-2 中風化凝灰岩

灰紫色,紫紅色,較硬。凝灰質結構,塊狀構造,岩芯呈柱狀碎塊狀,沿節理裂隙面有鐵錳質浸染,岩石屬較硬巖,岩體較破碎,基本質量等級為iv級。全場分布,層頂標高-43.

41~-37.56m,控制最大厚度8.80m。

2.2 場區水文地質條件

勘探期間一般水位1.6~2.9m,性屬潛水,主要以大氣降水補給為主,受季節性雨季影響較大,年變化幅度在1.

0~1.5m左右。地下水對砼無腐蝕性,對鋼結構及在乾濕交替的狀態下的鋼筋混凝土中鋼筋有弱腐蝕性。

表1 土層物理力學性質指標

注:( )內的數值為土層引數經驗值,抗剪強度指標為快剪強度指標。

3基坑圍護結構概況

本基坑平面總體呈不規則矩形(大約84m×76.5m),基坑設計挖深為13.2m。

根據浙江省標準《建築基坑工程技術規程》規定,本基坑開挖深度大於8m,屬一級基坑,基坑工程安全等級的重要性係數γ0為1.1。

本基坑採用800厚地下連續牆擋土止水,設兩道鋼筋混凝土水平內支撐共同形成圍護結構;基坑內外採用自流深井降水。

4基坑開挖監測方案

4.1監測點的布置及內容

為了確保圍護體系自身的穩定,為資訊化設計、施工提供依據,通過設定測斜孔、水位孔、軸力監測點、沉降監測點等測試點,形成乙個深基坑監測系統,以及時提供可靠的監測結果和分析意見及對策,為土方開挖及地下室結構施工提供資訊支援。

根據本工程的具體情況,設計布置了測斜孔、水位孔,支撐軸力和周邊環境沉降點,擬對以下各方面進行監測:

(1)深層土體位移監測:共布置9只測斜孔(cx1~cx9);

(2)地下水位監測:共布置18個水位監測孔(w1~w18);

(3)支撐軸力監測,共布置14組監測點(ylj1~ylj14);

(4)連續牆試驗幅,共布置28個鋼筋應力測點(qg01~qg28),6 個土壓力測點(ty01~ty06),6個孔隙水壓力測點(sy01~sy06);

(5)周邊環境沉降監測,暫布14個監測點;

(6)地下連續牆頂沉降監測,暫布24個監測點;

(7)豎向立柱沉降監測,暫布22個監測點

(8)支撐裂縫、基坑周邊裂縫觀測。

測點具體布置位置詳見附圖1

4.2 監測頻率

本基坑監測週期為自基坑開挖前五天至主體結構施工至±0.000m。監測頻率一般情況下應遵循以下原則:

(1)基坑開挖之前,沉降點、測斜孔觀測2~3次,取其穩定後的平均值作為初值;

(2)開挖期間、底板澆注之前,深層土體水平位移、軸力、水位每1天觀測一次,沉降3~4天觀測一次;

(3)在底板澆築完畢至±0.000期間可2~3天監測一次(沉降乙個星期觀測一次),每道支撐拆除時期仍恢復為一天一次;

(4)如遇位移、沉降及其變化速率較大時,則應增加觀測次數,並及時跟蹤監測,及時向甲方、監理和施工單位提供資料以便採取相應的措施。

4.3 警戒值的設定

(1)周圍建築物管線監測:路面沉降 55mm,房屋沉降45mm。

(2)土體水平位移監測:預警值:水平位移cx1-cx3為45mm,cx4-cx9為55mm水平位移速率3mm/天。

(3)基坑內外地下水位監測:預警值:水位降500mm/天。

(4)支撐軸力監測:預警值:第一道支撐軸力7500kn,其中gj1和gj7的警戒

值為11150kn,第二道支撐軸力9000kn,

(5)地連牆內力監測:預警值:鋼筋應力250mpa。

(6)地下連續牆牆頂和支撐立柱沉降監測:預警值:沉降量35mm。

5監測成果分析

5.1深層土體水平位移分析

各測斜管水平位移變化曲線見附圖2。各測斜管最終水平位移及深度見表1。

從附圖2和表1可以看出,整個土體水平位移監測點變化趨勢呈現出「弓形」。在基坑開挖初期,土體水平位移逐漸增大,水平位移沿深度方向基本上呈線性分布,連續牆頂水平位移最大。2023年12月10日第一道支撐全部澆築完畢,當向第二道支撐底標高-9.

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