張來安 葉帥華
(1 甘肅建投建設(shè)有限公司,甘肅 蘭州 730050;2 蘭州理工大學(xué) 土木工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730050)
近幾年,隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展,建筑用地緊張,建筑物的密度越來越大,基坑工程與臨近基坑既有建筑物、道路的距離越來越小,施工愈發(fā)困難,事故亦頻頻發(fā)生?;邮鹿什坏珜庸こ淘斐蓳p失,也會對周邊道路和建筑物造成影響,因此基坑工程的變形監(jiān)控和安全性一直是社會關(guān)注的重點(diǎn)。對基坑進(jìn)行變形監(jiān)測不僅能夠及時反映、處理問題,使工程信息化施工,還能保證基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;人們逐漸將基坑的研究重點(diǎn)由穩(wěn)定性分析轉(zhuǎn)移至變形分析,可見變形監(jiān)測和分析的重要性。本文以蘭州九州海盛花園住宅小區(qū)9#住宅樓基坑為例,對基坑施工過程進(jìn)行監(jiān)測,記錄水平和豎向坐標(biāo)變化,處理得到水平和豎向位移數(shù)據(jù),繪制圖表,分析基坑變形規(guī)律,為以后本地區(qū)的相似工程提供借鑒,為基坑變形和穩(wěn)定性的研究奠定基礎(chǔ)。
本工程為蘭州九州海盛花園住宅小區(qū)9#住宅樓,位于小區(qū)西北側(cè)。該工程為地下兩層、地上三十層的現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),建筑高度87.3m,總建筑面積為18356.6m2。該工程地下一層戰(zhàn)時為甲類核6級人防工程,平時為自行車庫,地下二層戰(zhàn)時為甲類核6級人防工程,平時為丙類庫房,地上三十層均為住宅,采用樁筏基礎(chǔ),持力層為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖。該建筑的結(jié)構(gòu)安全等級為一級,設(shè)計使用年限為50年,建筑抗震設(shè)防烈度為8度,地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲類,剪力墻抗震等級為一級?;由疃葹?0.2m,采用三級放坡,無支護(hù)。根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》[1]要求需要對本工程基坑支護(hù)進(jìn)行監(jiān)測?;颖O(jiān)測點(diǎn)位布置圖如圖1,圖中一共9個監(jiān)測點(diǎn),監(jiān)測項目為基坑坡頂土體水平位移和基坑坡頂土體豎向位移。
圖1 基坑監(jiān)測點(diǎn)位布置圖
9#樓基坑各監(jiān)測點(diǎn)的水平方向位移變化情況見如圖2、圖3,豎向位移變化情況如圖4、圖5。基坑監(jiān)測儀器為水準(zhǔn)儀和全站儀。
圖2 JC1-JC9水平位移累計變化量曲線與時間關(guān)系曲線圖
圖3 JC1-JC9水平位移量變化速率與時間關(guān)系曲線圖
圖4 JC1-JC9豎向位移累計變化量曲線與時間關(guān)系曲線圖
圖5 JC1-JC9豎向位移量變化速率與時間關(guān)系曲線圖
圖2為監(jiān)測點(diǎn)1-9的水平位移變化曲線,圖4為監(jiān)測點(diǎn)1-9的豎向位移變化曲線,圖2、圖4中的位移曲線整體變化趨勢一致,即開始時曲線較陡,而后逐漸變緩,最終曲線平行于水平線發(fā)展;圖3為監(jiān)測點(diǎn)1-9的水平位移變化速率曲線,圖5為監(jiān)測點(diǎn)1-9的豎向位移變化速率曲線,圖3、圖5中曲線開始時波動較大,隨后小幅度波動,即呈現(xiàn)出動態(tài)穩(wěn)定。說明基坑水平位移開始時變化較大,最終達(dá)到穩(wěn)定。
表1 各監(jiān)測項目的控制值及報警值
在此觀測過程中,9#樓基坑的9個位移監(jiān)測點(diǎn)的水平累計位移量在0mm~3.06mm之間,9#樓基坑的9個位移監(jiān)測點(diǎn)的豎向累計位移量在0mm~2.8mm之間,參考表1,均未超過報警值;9#樓各監(jiān)測點(diǎn)水平位移變化速率最大為0.6mm/d;9#樓各監(jiān)測點(diǎn)豎向位移變化速率最大為0.37mm/d;各點(diǎn)位移變化速率均比較小,都未達(dá)到報警值。
整個基坑開挖監(jiān)測過程中,監(jiān)測點(diǎn)位移均未出現(xiàn)突變,施工現(xiàn)場未出現(xiàn)明顯塌方、滑移等異常情況?;拥膫?cè)向位移逐漸收斂,基坑開挖到底時趨于穩(wěn)定。
本文結(jié)合對實(shí)際基坑工程監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,可以得出基坑水平位移和豎向位移的變化速率隨著施工進(jìn)度會逐漸減小至位移穩(wěn)定,說明基坑是穩(wěn)定的。
通過對實(shí)際工程的監(jiān)測和對位移變化的分析以及前人的研究,還可以發(fā)現(xiàn):
1)基坑監(jiān)測總是會有誤差,不結(jié)合環(huán)境條件與施工工況,則無法剔除測量誤差和錯誤,有時甚至?xí)纬慑e誤的結(jié)論,影響施工進(jìn)度,造成經(jīng)濟(jì)損失;
2)變形監(jiān)控的預(yù)警指標(biāo)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告給定的地質(zhì)條件,基坑設(shè)計的技術(shù)參數(shù)及區(qū)域性經(jīng)驗來確定,預(yù)警值應(yīng)包括累計變形值及其變化速率,宋建學(xué)等[2]認(rèn)為預(yù)警值的確定還缺乏全國統(tǒng)一的準(zhǔn)則,但筆者認(rèn)為應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境物理參數(shù)、基坑安全等級、基坑深度等確定各個地區(qū)的經(jīng)驗預(yù)警值。
3)基坑發(fā)生變形時,基坑周邊的地表和既有建筑物也會受到影響,甚至是基坑工程發(fā)生重大事故前都會有相應(yīng)的預(yù)兆,準(zhǔn)確有效的監(jiān)測及報警,完全能將這些基坑事故消滅在萌芽階段,達(dá)到確保人民生命財產(chǎn)安全的目的,因此為了基坑安全及對下一步的施工方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,十分有必要對基坑的變形監(jiān)測[3]。
4)基坑工程監(jiān)測需要形成一個信息化施工的系統(tǒng),除了對基坑進(jìn)行監(jiān)測,換需要對周圍地表沉降、既有建筑物變形等進(jìn)行監(jiān)測并定期進(jìn)行對位移變化進(jìn)行分析,對變形進(jìn)行合理的評估和預(yù)測,以便對下一步的施工進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。