上海某建設(shè)項(xiàng)目深基坑圍護(hù)樁受力與變形監(jiān)測(cè)分析

1、上海某建設(shè)項(xiàng)目深基坑圍護(hù)樁受力與變形監(jiān)測(cè)分析摘要：針對(duì)上海某建設(shè)項(xiàng)目18.35m深基坑工程，采用測(cè)斜儀對(duì)圍護(hù)樁的水平位 移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)觀測(cè)，研究樁體受力特點(diǎn)及變形規(guī)律；同時(shí)采用頻率儀對(duì)砼支撐 軸力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)觀測(cè)，研究砼支撐受力情況。結(jié)果表明：水平位移與支撐軸力 之間的數(shù)據(jù)關(guān)系是相吻合的，孔口水平位移向坑外偏移時(shí)，支撐呈現(xiàn)出受拉的狀 態(tài)，反之亦然。地下結(jié)構(gòu)施工期間墻體位移趨勢(shì)不十分明顯，墻體變形隨時(shí)間推 移而速率逐漸減小，日變化曲線基本呈重合狀態(tài)。關(guān)鍵詞：深基坑；圍護(hù)樁；測(cè)斜；軸力目前，隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，越來越多的高樓拔地而起，樓層越高，則 表示著開挖的深度會(huì)越深，所以基坑的開挖難度也越

2、大，對(duì)基坑圍護(hù)體系的布置 要求也越高，而圍護(hù)樁的設(shè)計(jì)與施工又是整個(gè)深基坑建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為保證 基坑開挖的安全與穩(wěn)定，確保工程順利進(jìn)行，按照基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求及 工程實(shí)際情況，需要對(duì)基坑圍護(hù)樁的變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)及 時(shí)反饋給施工單位及業(yè)主，并針對(duì)性的采取應(yīng)急措施，必要時(shí)也應(yīng)調(diào)整施工工藝， 調(diào)整施工方案。本文對(duì)某試驗(yàn)塔深基坑的圍護(hù)樁的水平位移以及砼支撐的軸力進(jìn) 行了相關(guān)性分析，考慮到兩種數(shù)據(jù)存在一定的關(guān)聯(lián)性，所以結(jié)合兩種數(shù)據(jù)作為參 考，共同分析基坑開挖過程中樁體的變形規(guī)律和受力特點(diǎn)。1工程概況本項(xiàng)目東側(cè)、西側(cè)、北側(cè)均緊鄰馬路，南側(cè)則緊鄰廠區(qū)車間。本工程基坑面積約2366

3、m2，基坑延長(zhǎng)約200m。本工程地下室裙樓基礎(chǔ)底板 厚度1500mm，塔樓基礎(chǔ)底板厚度3500mm，考慮墊層200mm，則基坑裙樓區(qū)域 挖深為16.35m，塔樓區(qū)域挖深為18.35m。2地質(zhì)及水文條件本工程場(chǎng)地內(nèi)的地下水主要為淺層潛水及深層承壓含水層，承壓含水層水位 埋深約3.0m。根據(jù)抗承壓水穩(wěn)定性計(jì)算，本工程裙樓區(qū)域（挖深16.35m）及塔 樓區(qū)域（挖深18.35m）。3圍護(hù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案本工程采用整坑開挖土方順作法方案，基坑周邊采用兩墻合一地下連續(xù)墻 作為圍護(hù)體，地下連續(xù)墻既作為基坑開挖階段的擋土止水圍護(hù)體，同時(shí)作為建筑 物正常使用階段的地下室結(jié)構(gòu)外墻?；迂Q向設(shè)置四道鋼筋混凝土水平支撐。

4、圖1測(cè)斜原理圖4樁體受力與變形監(jiān)測(cè)4.1樁體變形監(jiān)測(cè)原理及方法測(cè)斜儀是一種可以精確測(cè)量沿基坑垂直方向上土層或圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移 的工程測(cè)量?jī)x器?；訃o(hù)樁體的變形主要是通過測(cè)斜儀來監(jiān)測(cè)測(cè)斜管不同深度 處的水平位移，當(dāng)樁體發(fā)生位移時(shí)，埋入樁體內(nèi)的測(cè)斜管將產(chǎn)生同步位移，以此來反映基坑開挖階段結(jié)構(gòu)的安全狀況。測(cè)斜儀的測(cè)量原理是假定測(cè)斜管底端 水平位移為零，測(cè)斜探頭傳感器用來測(cè)量重力垂面上的量，然后確定探頭與水平 面的傾角。在實(shí)際工程中，當(dāng)測(cè)斜管埋設(shè)足夠深時(shí)，管底端可視為零基準(zhǔn)，以測(cè) 斜管底端為參考點(diǎn)，從管底往上計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的水平偏差值。測(cè)量前，測(cè)斜管管頂位移需使用經(jīng)緯儀或全站儀布網(wǎng)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量時(shí)，

5、將 測(cè)斜儀插入測(cè)斜管內(nèi)，將測(cè)斜探頭滑輪沿測(cè)斜導(dǎo)槽逐漸下放至管底，自上而下每 隔0.5米測(cè)定該點(diǎn)的偏移角，然后將探頭旋轉(zhuǎn)180(A0，A180)，在同一導(dǎo)槽內(nèi) 再測(cè)量一次，合起來為一個(gè)測(cè)回。通過各測(cè)段水平位移的疊加推算總位移量。按 下式計(jì)算為：式中 深度的本次坐標(biāo)(mm)；探頭的長(zhǎng)度(mm)；傾角；儀器在0方向的讀數(shù)；儀器在180方向的讀數(shù)；探頭的標(biāo)定系數(shù)。4.2主要施工階段樁體變形監(jiān)測(cè)分析研究基坑開挖隨施工過程的穩(wěn)定性，最直觀可靠的方法就是監(jiān)測(cè)圍護(hù)樁體水 平位移情況，這也是基坑施工監(jiān)測(cè)中最重要的指標(biāo)之一。本次監(jiān)測(cè)從基坑開挖開 始實(shí)施，截止到基坑主體結(jié)構(gòu)施工結(jié)束?；娱_挖施工階段如下表所示：圖2

6、可看出，基坑開挖后墻體向基坑內(nèi)位移趨勢(shì)，變化最大點(diǎn)隨基坑開挖深 度加深而向下移動(dòng)，一般在開挖面下02m，最終在地下15-17m深度處位移量 最大。開挖結(jié)束后，累計(jì)位移量最大為27.2mm (CX4)； 0.00結(jié)束時(shí)，累計(jì)位 移量最大為32.1mm (CX4)；均未達(dá)到報(bào)警值40mm。地下結(jié)構(gòu)施工期間墻體位 移趨勢(shì)不十分明顯，墻體變形隨時(shí)間推移而速率逐漸減小，日變化曲線基本呈重 合狀態(tài)。5支撐軸力5.1支撐軸力監(jiān)測(cè)原理及方法通過安裝在支撐內(nèi)的鋼筋應(yīng)力計(jì)及安裝在鋼支撐端部的軸力計(jì)，量測(cè)支撐軸 力。以作為判定支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和優(yōu)化開挖流程的依據(jù)之一。監(jiān)測(cè)點(diǎn)宣布置在支撐 長(zhǎng)度的1/3部位。鋼筋計(jì)安裝方法

7、：在監(jiān)測(cè)斷面的每邊中部對(duì)稱布置四個(gè)監(jiān)測(cè)傳感器。每道鋼筋混凝土支撐 中帶測(cè)溫的傳感器數(shù)量不宜少于傳感器總數(shù)的20%，布設(shè)在支撐軸力監(jiān)測(cè)截面測(cè) 邊的中部。鋼筋計(jì)與受力主筋通過連桿電焊連接。鋼筋計(jì)連桿長(zhǎng)度滿足單面焊接 10d，雙面焊接5d，(d為主筋直徑)。焊接時(shí)，在傳感器上包上濕布并不斷澆冷水，直到焊接完畢鋼筋冷卻到 一定溫度為止。在焊接過程中應(yīng)不斷測(cè)試傳感器，觀測(cè)傳感器是否處于正常狀態(tài)。鋼筋計(jì)電纜一次成型，不在現(xiàn)場(chǎng)加長(zhǎng)。如因工程破壞需接長(zhǎng)，應(yīng)在接線 完成后檢查鋼筋計(jì)的絕緣電阻和頻率值是否正常。要求電纜接頭連接可靠，穩(wěn)定 且防水性能達(dá)到規(guī)定的耐水壓要求。做好鋼筋計(jì)編號(hào)和位置的記錄工作。鋼筋混凝土支

8、撐軸力計(jì)算方法：式中一支撐軸力(kN)；鋼筋計(jì)監(jiān)測(cè)平均應(yīng)力（kN/mm2）；第j個(gè)鋼筋計(jì)標(biāo)定系數(shù)（kN/Hz2）；一第j個(gè)鋼筋計(jì)監(jiān)測(cè)頻率（Hz）；一第j個(gè)鋼筋計(jì)安裝后的初始頻率（Hz）。第j個(gè)鋼筋計(jì)截面積（mm2）。混凝土彈性模量（kN/mm2）；一鋼筋彈性模量（kN/mm2）；混凝土截面積（mm2）；=Ab-AS Ab支撐截面積（mm2）鋼筋總截面積（mm2）。5.2主要施工階段樁體變形監(jiān)測(cè)分析考慮到圍護(hù)樁體水平位移與支撐軸力兩者之間的關(guān)聯(lián)性，為了更加直觀的了 解圍護(hù)樁體水平位移的真實(shí)情況，所以對(duì)四道支撐軸力的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本次監(jiān) 測(cè)從基坑開挖開始實(shí)施，截止到基坑主體結(jié)構(gòu)施工結(jié)束。基坑開挖施工階段如下 表所示：由上圖看出，支隨著基坑的開挖，軸力會(huì)逐漸增大，而當(dāng)基坑墊層結(jié)束后支 撐軸力開始逐漸穩(wěn)定，曲線趨于平緩。由于第四層土方開挖時(shí)間較短，所以第四 道軸力數(shù)值并未在開挖結(jié)束后達(dá)到一個(gè)峰值，而是隨著工程的進(jìn)行而繼續(xù)增大。 基坑開挖結(jié)束后，支撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，支撐軸力隨著基坑開挖深度增加而增 大，當(dāng)基坑墊層結(jié)束后支撐軸力開始逐漸穩(wěn)定。6總結(jié)樁身的最大水平位移與基坑土層的開挖深度密切相關(guān)，隨基坑開挖深度的增 加而發(fā)生非線性增大，樁身形狀也由最初的前傾形曲線逐步向弓形曲線發(fā)展.相 比樁頂和樁底的變形，樁體中部變