□文/韓明華 楊忠亮
□楊忠亮/天津市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理總隊。
天津西站一標(biāo)段深基坑監(jiān)控要點(diǎn)綜述
□文/韓明華 楊忠亮
近年來隨著我國交通樞紐工程建設(shè)的迅速發(fā)展,基坑越來越深,開挖環(huán)境日益復(fù)雜,對支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊相關(guān)環(huán)境變化的監(jiān)督預(yù)控成為工程建設(shè)不可缺少的環(huán)節(jié)和保證基坑安全的必要措施。文章以天津西站交通樞紐配套市政公用工程一標(biāo)段深基坑為例,闡述地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)深基坑工程監(jiān)督預(yù)控要點(diǎn)。
深基坑;支護(hù);降水;監(jiān)測
天津西站交通樞紐配套市政公用工程一標(biāo)段主要分為3部分。
1)地下停車場及公共換乘區(qū)位于南廣場地下1層,基坑南側(cè)和北側(cè)采用水泥攪拌樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu);東側(cè)因緊鄰原地鐵1號線,采用800mm厚地連墻,成槽深度18.5m;西側(cè)為第二標(biāo)段基坑,現(xiàn)已開挖完畢。土方施工采用整體明挖形式,基坑?xùn)|側(cè)設(shè)反壓土和臨時鋼管撐,基坑開挖深度9.25m。
2)地鐵6號線位于南廣場地下2層,支護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地連墻加鋼管撐,地連墻成槽深度25.52 m。土方施工采用明挖形式,基坑開挖深度18.52m。
3)地鐵4號線位于南廣場和地鐵6號線下部3層,支護(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm厚地連墻,地連墻成槽深度48~52m,穿透承壓水層。4號線A軸以北部分(B區(qū)Ⅰ段)在地下停車場及公共換乘區(qū)取土完畢后采用永臨鋼柱支撐方案,蓋挖逆作法施工;以南部分(B區(qū)Ⅱ段)在地下停車場及公共換乘區(qū)取土完畢后采用2道鋼筋混凝土支撐和3道鋼支撐方案,明挖法施工,基坑開挖深度26.6m,端井最深28.55m;4號線風(fēng)道部分(B區(qū)Ⅲ段)支護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地連墻加鋼管撐,地連墻成槽深度27m。土方工程采用明挖形式,基坑開挖深度18.52m。
地埋80m深度范圍內(nèi),地基土按成因年代初步可分為9層,按力學(xué)性質(zhì)初步可進(jìn)一步劃分為17個亞層。根據(jù)地基土的巖性分層、室內(nèi)滲透試驗結(jié)果,場地埋深50m以上地質(zhì)含水層可劃分為潛水層和微承壓水層,其中微承壓水層埋深較淺,約在地表以下20m,水層厚度為5~7m。
1)基坑面積大、范圍廣,地質(zhì)條件復(fù)雜,地層分布不均勻,透鏡體較多。
2)基坑開挖深度大,最大達(dá)28.00m,需要降低地下水位的幅度較大。
3)場區(qū)微承壓含水層埋深較淺,在20.00m左右,地鐵4號線西站站開挖深度大部分超過20.00m,即基坑底板進(jìn)入微承壓含水層。
施工準(zhǔn)備階段是項目實施的關(guān)鍵階段,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料結(jié)合當(dāng)?shù)厣罨庸こ淌┕さ慕?jīng)驗和條件,確定施工專項方案并制定突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。針對工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、開挖方式、開挖深度、周邊環(huán)境及施工周期等情況進(jìn)行風(fēng)險源辨識,成立應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組,制定應(yīng)急預(yù)案,根據(jù)應(yīng)急預(yù)案配備相應(yīng)應(yīng)急救援物資。
由于天津地區(qū)地下水豐富,部分基礎(chǔ)底板進(jìn)入承壓水層,所以對支護(hù)結(jié)構(gòu)的止水效果要求十分嚴(yán)格。因此地連墻支護(hù)止水效果監(jiān)控采取下列方法。
1)在施工過程中嚴(yán)格檢查工藝、工序標(biāo)準(zhǔn)的實施情況,保證地連墻體施工質(zhì)量和止水效果。
2)基坑開挖前堵漏。根據(jù)地連墻施工記錄查找施工中的缺陷,對產(chǎn)生質(zhì)疑的部位在基坑外側(cè)補(bǔ)打高壓旋噴樁,旋噴樁深度至少到達(dá)缺陷部位2m以下。
3)開挖前在基坑外側(cè)地連墻接頭處打一根袖閥注漿管,袖閥管底部標(biāo)高須超過基坑開挖底標(biāo)高4m以下,一旦出現(xiàn)接頭滲漏立即進(jìn)行注漿封堵。
3.3.1 支撐軸力
1)鋼筋混凝土支撐采用鋼筋應(yīng)力計測試混凝土內(nèi)支撐軸力。施工時在鋼筋混凝土支撐每個測試斷面的上下主筋上各焊接一只鋼筋應(yīng)力計并引出導(dǎo)線,在基坑開挖時由頻率儀測試其軸力變化情況。
2)鋼管支撐軸力監(jiān)測是在鋼管支撐安裝好后,將表面應(yīng)變計固定在鋼管支撐的表面并引出導(dǎo)線,在基坑開挖時用頻率儀測試鋼管支撐的應(yīng)變,然后計算出支撐的軸力。
3.3.2 地連墻水平位移
地連墻水平位移監(jiān)測采用在地連墻中預(yù)埋側(cè)斜管,通過側(cè)斜儀觀測各深度處水平位移。
1)測斜管在吊放鋼筋籠之前綁扎在鋼筋上,隨鋼筋籠一起放入槽內(nèi)。測斜管連接時要保證上下管的導(dǎo)槽對準(zhǔn)順暢,各接頭和管底要保證封閉。安裝測斜管時要保證測斜管內(nèi)部的一對導(dǎo)槽方向與所需測量的位移方向保持一致。
2)測斜探頭插入測斜管緩慢下至孔底以上0.5m處,測量自下而上地沿導(dǎo)槽全長每隔0.5m測讀一次。每個測點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行正反兩次測量。以上部管口作為深層水平位移的起算點(diǎn)時,每次監(jiān)測均應(yīng)測定管口坐標(biāo)的變化并修正。
3.3.3 基坑降排水
地下停車場及公共換乘區(qū)基坑面積14031m2,在基坑內(nèi)布設(shè)78口疏干井,總抽水量約6313.95m3。地鐵6號線區(qū)間基坑面積3316m2,在基坑內(nèi)布設(shè)19口疏干井,總抽水量約2652.8m3。地鐵4號線區(qū)間基坑面積6333m2,在基坑內(nèi)布設(shè)42口疏干井,21口減壓井,總抽水量約5066.72m3。
疏干井降水在基坑開挖前20~30d進(jìn)行,以保證有效降低開挖土體中的含水量,確?;娱_挖施工順利進(jìn)行。對坑內(nèi)開挖深度以內(nèi)的微承壓水進(jìn)行按需減壓降水,根據(jù)開挖進(jìn)度始終保證承壓水位位于開挖面以下1m。在基坑內(nèi)外布置水位觀測井,根據(jù)地下水位監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)降水施工。開挖過程中確保減壓降水井不間斷工作,根據(jù)減壓井抽水量及觀測井的地下水水位確定開啟的減壓井?dāng)?shù)量和抽水速率,合理控制地下水水位,將降水對環(huán)境的影響控制到最低程度。
3.3.4 墻后地表沉降
地表沉降監(jiān)測儀器使用精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺,測量方法采用幾何水準(zhǔn)法。
3.3.5 監(jiān)測頻率和報警
根據(jù)施工進(jìn)度,監(jiān)測在基坑開挖階段2次/d,其他情況3d一次。各監(jiān)測項目按設(shè)計要求確定預(yù)警值,當(dāng)監(jiān)測結(jié)果超過預(yù)警值時應(yīng)加密觀測,當(dāng)有危險事故征兆時連續(xù)觀測并立即采取應(yīng)急措施。通過對基坑的監(jiān)測,支護(hù)結(jié)構(gòu)及地層水平位移變化比較小,地表沉降、水位、土體分層沉降變化穩(wěn)定,能夠確?;邮┕ぐ踩€(wěn)定。
1)通過施工過程的嚴(yán)格控制,地連墻止水效果很好,只有局部少量滲水,不影響施工。
2)通過第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)可知本工程處于安全穩(wěn)定狀態(tài)。
(1)支撐軸力。設(shè)計值1250kN,經(jīng)過長期監(jiān)測,施工過程中最大軸力為1131kN。
(2)地連墻水平位移。設(shè)計報警值為30mm,實際監(jiān)測累計最大變形值為42mm。經(jīng)分析,該最大變形值的出現(xiàn)是由于塔吊基礎(chǔ)局部開挖超深所致,經(jīng)及時回填反壓,變形趨于穩(wěn)定。
(3)基坑降排水。通過對基坑降排水量的計量,實際排水量和方案計算情況基本吻合,降水疏干效果滿足施工進(jìn)度和作業(yè)需要。減壓井效果明顯,進(jìn)入承壓水部分基礎(chǔ)施工時沒有管涌、流砂等現(xiàn)象出現(xiàn)。
(4)墻后地表沉降。設(shè)計預(yù)警值為30mm,實際監(jiān)測最大累計值為12.1mm,表明鄰近道路和管線基本沒有受到擾動。
從開始土方開挖到主體結(jié)構(gòu)施工施工完畢,整個施工過程中基坑未出現(xiàn)異常情況,各監(jiān)測值均在可控范圍內(nèi),表明本基坑預(yù)控監(jiān)控措施有效。
[1]GB50497—2009,建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].
[2]JGJT8—97,建筑變形測量規(guī)程[S].
TU753
C
1008-3197(2011)03-20-02
2011-05-20
韓明華/男,1955年出生,高級工程師,天津市建設(shè)工程招標(biāo)管理站站長,從事施工管理工作。
□楊忠亮/天津市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理總隊。