基坑监测技术在深基坑中的应用.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流基坑监测技术在深基坑中的应用.精品文档.吉林大学远程教育专科生毕业论文(设计)规范化要求一、毕业论文(设计)必须打印。毕业论文封皮选用120克白色封面纸打印输出。二、撰写200字左右的中文论文摘要,关键词:一般35个。三、文中所用的符号、缩略词、制图规范和计量单位,必须遵照国家规定的标准或本学科通用标准。作者自己拟订的符号、记号缩略词,均应在第一次出现时加以说明。四、注序要与文中提及的页码一致,序号不能用1、2、3等数码表示,以免与参考文献的序码相混淆。五、文后要注明参考文献和附录,参考文献要写明作者、书名(或文章题目及报刊名)、版次(初版不
2、注版次)、出版地、出版者、出版年、页码;序号使用1、2、3;中译本前要加国别。六、毕业论文(设计)装订为横开本,左侧装订。七、毕业论文(设计)内容装订依次为:(1)封面(2)中文摘要及关键词(3)目录(4)正文(5)参考文献(6)致谢(7)附录(8)论文申报表(9)指导教师评语表八、专科毕业论文(设计)完成后必须经过吉林大学专业学院评审后给出成绩吉林大学远程教育专科生毕业论文(设计) 中文题目: 基坑监测技术在深基坑中的应用 学生姓名 专业 建筑工程技术 层次年级 2012春专科 学号 指导教师 职称 学习中心 成绩 年 月 日摘 要 随着城市建设的快速发展,尤其是高层建筑和地下工程得到了迅猛
3、发展,如高层建筑地下室、地铁、地下商场等。由于受土地稀缺性的影响,城市中建筑的密集程度越来越大,但由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性,单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案,往往含有许多不确定因素,尤其是对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目,对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成为工程界和市政管理部门十分关注的问题。做好基坑工程监测,尤其是施工过程中的深基坑工程监测十分重要,当前基坑监测与工程的设计、施工同被列为深基坑工程质量保证的三大基本要素。同时,也是深基坑质量、安全保证的关键,是工程建设必不可少的重要环节。关 键 词:深基
4、坑 基坑监测 沉降 支护 目 录一、深基坑监测的重要性及必要性1二、深基坑支护结构常见围护结构、监测项目及监测报警值21. 深基坑常见围护结构22. 基坑监测内容53. 关于基坑监测频率及报警5三、监测点的布置与监测方法、监测要求101. 监测点的布置102. 监测点的监测方法及其它要求143. 监测原则20四、基坑监测中存在的常见问题21五、深基坑技术的发展趋势24六、结 论25参考文献26致 谢 27一、深基坑监测的重要性及必要性在现代城市建设中高层建筑、地铁工程等工程中大量存在深基坑工程。深基坑工程是国家规定的具有较大危险性的工程之一。深基坑工程开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移
5、以及基坑内外土体变形等情况发生,因此风险性较大,稍有不慎,不仅将危及基坑本身安全,而且会殃及临近的建筑物、构筑物、道路桥梁和各种地下设施,造成的经济损失和社会影响往往十分严重,目前施工监控的重要性越来越被业主所认识,系统的监控措施是基坑安全施工的重要保证,如基坑监测不到位,往往会造成重大的安全事故发生。如2008年杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故,造成了重大的人员伤亡和经济损失,给社会造成的重大的不良影响;2010年7月中铁隧道集团有限公司在北京地铁15号线07标段顺义站基坑施工过程中,基坑东北角钢围檩及钢支撑坠落,造成基坑底部施工作业人员2人死亡、8人受伤,直接经济损失145.9
6、4万元等造成这些重大事故的最主要原因即基坑监测的不到位。由于深基坑工程技术复杂,涉及范围广,事故频繁,因此在施工过程中应进行监测。通过施工监测对现场所得的信息进行分析、进行信息反馈、临界报警,以便及时调整设计、改进施工方法,制定应变(或应急)措施保证基坑开挖及结构施工安全,达到动态设计与信息化施工的目的。通过监测随时掌握土体和支护结构的内力变化情况,了解临近建筑物、构筑物的变形情况,将监测数据与设计预估值进行对比分析,以判断施工工艺和施工参数是否要修改,优化下一步施工参数,为施工开展提供及时的反馈信息,达到信息化施工的目的;通过对临近建筑物、构筑物的监测,验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性
7、,及时分析出现的问题,为基坑周围环境安全制定及时、有效的保护措施提供依据;由于各个场地地质条件、施工工艺和周边环境不同,基坑设计计算中未曾计入的各种复杂因素,通过对现场的监测结果进行分析、研究,将监测结果用于反馈优化设计,为改进设计提供依据。二、深基坑常见围护结构及监测的内容1.深基坑常见围护结构深基坑必须进行支护设计。根据不同的基坑深度、地质、环境与荷载情况采用不同的支护结构。1.1深层搅拌桩支护深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合,从而达到加固地基的目的。搅拌桩一般是连续搭接布置,作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形。深层搅拌桩也可以用形成止水帷幕。水泥搅拌桩适宜于各种成因的
8、饱和粘性土,包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等,加固深度可从数米至5060米。由于其抗拉强度远小于抗压强度,故常适用于基坑深度不大(57米)、可采用重力式挡墙结构形式的基坑。这种支护结构防水性能好,可不设支撑,基坑能在开敞的条件下开挖,具有较好的经济效益。其施工流程见下附图:1.2排桩支护排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等,其支护形式包括:柱列式排桩支护:当边坡土质较好、地下水位较低时,可利用土拱作用,以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构;连续排桩支护:在软土中常不能形成土拱,支护桩应连续密排,并在桩间做树根桩或注浆防水;也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。组合式排
9、桩支护:在地下水位较高的软土地区,可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。对于开挖深度小于6米的基坑,在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下,可采用600mm密排钻孔桩,桩后用树根桩防护,也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩,板桩后注浆或加搅拌桩防渗,顶部设圈梁和支撑;对于开挖深度为610米的基坑,常采用8001000mm的钻孔桩,后面加深层搅拌桩或注浆防水,并设置23道支撑;对于开挖深度大于10米的基坑,可采用地下连续墙加支撑的方法,也可采用8001000mm大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水,设置多道支撑。1.3地下连续墙支护当在软土层中基坑开挖深度大于10米、周围相邻建筑或地下管线对沉降与
10、位移要求较高时常采用地下连续墙作基坑的支护结构。地下连续墙具有如下优点:墙体刚度大、整体性好,因而结构和地基变形较小,可用于超深的支护结构;适用于各种地质条件。特别是遇到砂卵石地层或要求进入风化岩层时,钢板桩难于施工,可采用地下连续墙支护;可减少工程施工时对环境的影响。但是造价高、对废浆液难于处理。其施工流程见下附图:1.4工字钢板桩围护结构工字钢板桩围护结构适用于黏土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石地层,当地下水位较高时,必须配合人工降水措施。但其打桩时,施工噪声达到100dB以上,所以这种围护结构一般宜在郊区距居民点较远的基坑施工中。1.5钻孔灌注桩围护结构钻孔灌注桩一般采用机械成孔
11、。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。对正反循环钻机,由于其采用泥浆护壁成孔,故成孔时噪声低,适于城区施工,在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。1.6 SMW工法SMW挡土墙是利用搅拌设备应地切削土体,然后注入水泥系混合液搅拌形成均匀的挡墙,最后,在墙中插入型钢,即形成一种劲性复合围护结构。其止水性好,构造简单,型钢插入深度一般小于搅拌桩深度,施工速度快,型钢可以部分回收。2基坑监测内容 2.1支护结构水平位移2.2周围建筑物、地下管线变形2.3地下水位2.4桩、墙内力2.5锚杆拉力2.6支承轴力2.7立柱变形2.8土体分层竖向位移2.9支护结构界面上侧向压力
12、监测项目的选择应根据具体的支护、开挖深度,基坑等级及周边环境等条件确定,监测工作的主要是分析和预报,采集信息是基础,分析预报才是最重要的。2.3表是基坑工程监测项目表:基坑侧壁安全等级监测项目一级二级三级支护结构水平位移应测应测应测周围建筑物、地下管线变形应测应测宜测地下水位应测应测宜测桩、墙内力应测宜测可测锚杆拉力应测宜测可测支承轴力应测宜测可测立柱变形应测宜测可测土体分层竖向位移应测宜测可测支护结构界面上侧向压力宜测可测可测3. 关于基坑监测频率及报警在基坑工程监测过程中,确定各项监测项目的监控报警值是一项十分重要的工作。每一项监测的项目都应根据工程的实际情况、周边环境和设计计算书,事先确
13、定相应的监控报警值,用以判断支护结构的受力情况、位移是否超过允许的范围,进而判断基坑的安全性,决定是否对设计方案和施工方法进行调整并采取有效及时的处理措施。因此监测项目的监控报警值的确定是至关重要的。1)监控报警值的确定原则 1.1 满足设计计算的要求,不能大于设计值; 1.2 满足监测对象的安全要求,达到保护的目的; 1.3 对于相同条件的保护对象,应该结合周围环境的要求和具体的施工情况综合确定; 1.4 满足现行的有关规范、规程的要求; 1.5在保证安全的前提下,综合考虑工程质量和经济等因素,减少不必要的资金投入。基坑监测频率表基坑类别施工进度基坑设计深度(m)5510101515一级开挖
14、深度(m)51次/1d1次/2d1次/2d1次/2d510-1次/1d1次/1d1次/1d10-2次/1d2次/1d底板浇筑后时间(d)71次/1d1次/1d2次/1d2次/1d7141次/3d1次/2d1次/1d1次/1d14281次/5d1次/3d1次/2d1次/1d281次/7d1次/5d1次/3d1次/3d二级开挖深度(m)51次/2d1次/2d-510-1次/1d-底板浇筑后时间(d)71次/2d1次/2d-7141次/3d1次/3d14281次/7d1次/5d281次/10d1次/10d-2)危险报警后的措施:当出现下列情况之一时,必须立即进行危险报警,并对基坑支护结构和周边环境中
15、的保护对象采取应急措施:2.1当监测数据达到监测报警值的累计值;2.2基坑支护结构或周边土体的突然明显增长或基坑出现流砂、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等;2.3基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象;2.4周边建筑的结构部分、周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝;2.5周边管线变形突然明显增长或出现裂缝、泄漏等;2.6根据基坑监测报警值结合工程经验判断。基坑及支护结构监测报警值表 建筑基坑工程周边环境监测报警值表三、监测点的布置与监测方法、监测要求1、监测点的布置基坑工程监测点的布置应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势,监测点应布置在内力及变形关
16、键特征点上,并应满足监控要求。这就要求监测时应在充分现场踏勘和收集资料的基础上,认真分析基坑工程设计图纸、计算书和周边环境布置图,结合支护结构内力包络图及受力变形特征、周边环境的特点,寻找最能反映基坑工程受力和变形的关键特征点,从而合理布置监测点。监测标志应稳固、明显、结构合理,监测点的位置应避开障碍物,便于观测。1.1基坑周边地表竖向、边坡顶部水平、竖向位移监测点基坑周边地表竖向位移监测点宜按监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位。监测剖面应与坑边垂直,数量视具体情况确定。每个监测剖面上的监测点数量不宜少于5个。边坡顶部水平和竖向位移监测点应沿基坑周边布置,周边中部、阳角处应布置监测点。监
17、测点水平间距不宜大于20m,为便于监测,水平位移监测点宜同时作为垂直位移的观测点。为了测量监测点与基线的距离变更,每边监测点数目不宜少于3个。监测点宜设置在基坑顶上。1.2围护墙或土体深层水平位移监测围护墙或土体深层水平位移监测宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为20m50m,每边监测点数目不应少于1个。用测斜仪观测深层水平位移时,当测斜管埋设在围护墙体内,测斜管长度不宜小于围护墙的尝试;当测斜管埋设在土体中,测斜管长度不宜小于基坑开挖尝试的1.5倍,并应大于围护墙的深度。以测斜管底为固定起算点时,管底应嵌入到稳定的土体中。测斜装置有三部分组成:测斜管、测斜仪和数
18、字式测读仪。其中测斜管埋设在围护结构或土体中,量测时将测斜仪沿管壁上的导槽滑入到测斜管内,并由引出导线将测斜管的水平位移量值瞬时反映在测读仪上。1.3围护墙内力监测点围护墙内力监测点应布置在受力、变形较大且有代表性的部位。监测点数量和水平间距视具体情况而定。平面上宜选择在围护墙相邻两支撑的跨中部位、开挖深度较大以及地面堆载较大的部位;竖直方向监测点应布置在弯矩极值处,间距宜为2m4m。1.4支撑内力监测点支撑内力监测点的位置庆根据支护结构计算书、计算图形确定,宜设置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上;每层支撑的内力监测点不应少于3个,各层支撑的监测点位置宜在竖向保持一致;钢支撑
19、的监测截面宜监测截面选择在两支点间1/3部位,并避开节点位置;每个监测点截面内传感器的设置数量及布置应满足不同传感器测试要求。1.5立柱的竖向位移监测点立柱的竖向位移监测点对支撑轴国的影响很大,有工程实践表明,立柱沉降2cm3cm,支撑轴国会增大约1倍,因此对于支撑体系应加强立柱的人位移监测。监测点宜布置在基坑中部、多根支撑交汇处、地质条件复杂处的立柱上。监测点不应少于立柱总根数的5%,逆作法施工的基坑不应少于10%,且均不应少于3根。立柱的内力监测点宜布置在受力较大的立柱上,位置宜设置在坑底以上各层立柱下部的1/3部位。1.6锚杆的内力监测点锚杆的内力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置,
20、基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。每层锚杆的内力监测点数量应为该层锚杆总数的1%3%,并不应少于3根。各层监测点位置在竖向上宜保持一致。因锚头附近位置锚杆拉力大,所以每根杆体上的测试点宜设置在锚头附近和受力有代表性的位置。1.7 土钉的内力监测点土钉的内力监测点应选择在受力较大且有代表性的位置,基坑每边中部、阳角处和地质条件复杂的区段宜布置监测点。监测点数量和间距应视具体情况而定,各层监测点位置宜在竖向保持一致。每根土钉杆体上的测试点应设置在受力有代表性的位置。1.8坑底隆起(回弹)监测点坑底隆起(回弹)监测点的埋设和施工过程中的保护比较困难,监测点不宜设置过多,以能够测出
21、必要的基坑隆起(回弹)数据为原则,宜按纵向或横向剖面布置,剖面宜选择在基坑的中央以及其他能反映变形特征的位置,剖面数量不应少于2个;同一剖面上监测点横向间距宜为10m30m,数量不应少于3个。1.9围护墙侧向土压力监测点围护墙侧向土压力监测点的布置应选择在受力、土质条件变化较大的部位,在平面上宜与深层水平位移监测点、围护墙内力监测点位置等匹配,这样监测数据可以相互验证,便于对监测项目的综合分析。平面布置上基坑每边不宜少于2个监测点。竖向布置上监测点间距宜为2m5m,下部宜加密。当按土层分布情况布置时,每层应至少布置1个测点,且宜布置在各层土的中部。1.10孔隙水压力监测点孔隙水压力的变化是地层
22、位移的前兆,对控制打桩、沉井、基坑开挖、隧道开挖等引起的地层位移起到十分重要的作用。孔隙水压力监测点宜靠近这些基坑受力、变形较大或代表性的部位布置。竖几布置上监测点宜在水压力变化影响尝试范围内按土层分布情况布设,竖向间距宜为2m5m,数量不宜少于3个。1.11地下水位监测点基坑内地下水位当采用深井降水时,水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位;当采用轻型井点、喷射井点降水时,水位监测点宜布置在坑中央和周边拐角处,监测点数量应视具体情况确定。基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之间布置,监测点间距宜为20m50m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水
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- 基坑 监测 技术 中的 应用
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