上海某建設(shè)項目深基坑圍護樁受力與變形監(jiān)測分析

1、上海某建設(shè)項目深基坑圍護樁受力與變形監(jiān)測分析摘要：針對上海某建設(shè)項目18.35m深基坑工程，采用測斜儀對圍護樁的水平位 移進行現(xiàn)場實時觀測，研究樁體受力特點及變形規(guī)律；同時采用頻率儀對砼支撐 軸力進行現(xiàn)場實時觀測，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，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不十分明顯，墻體變形隨時間推 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；圍護樁；測斜；軸力目前，隨著現(xiàn)代社會的快速發(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越深，所以基坑的開挖難度也越

2、大，對基坑圍護體系的布置 要求也越高，而圍護樁的設(shè)計與施工又是整個深基坑建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為保證 基坑開挖的安全與穩(wěn)定，確保工程順利進行，按照基坑監(jiān)測技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求及 工程實際情況，需要對基坑圍護樁的變形進行實時監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時應(yīng)及 時反饋給施工單位及業(yè)主，并針對性的采取應(yīng)急措施，必要時也應(yīng)調(diào)整施工工藝， 調(diào)整施工方案。本文對某試驗塔深基坑的圍護樁的水平位移以及砼支撐的軸力進 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。1工程概況本項目東側(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圍護機構(gòu)設(shè)計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 作為圍護體，地下連續(xù)墻既作為基坑開挖階段的擋土止水圍護體，同時作為建筑 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測斜原理圖4樁體受力與變形監(jiān)測4.1樁體變形監(jiān)測原理及方法測斜儀是一種可以精確測量沿基坑垂直方向上土層或圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部水平位移 的工程測量儀器?；訃o樁體的變形主要是通過測斜儀來監(jiān)測測斜管不同深度 處的水平位移，當(dāng)樁體發(fā)生位移時，埋入樁體內(nèi)的測斜管將產(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。測斜儀的測量原理是假定測斜管底端 水平位移為零，測斜探頭傳感器用來測量重力垂面上的量，然后確定探頭與水平 面的傾角。在實際工程中，當(dāng)測斜管埋設(shè)足夠深時，管底端可視為零基準(zhǔn)，以測 斜管底端為參考點，從管底往上計算各測點的水平偏差值。測量前，測斜管管頂位移需使用經(jīng)緯儀或全站儀布網(wǎng)進行測定。測量時，

5、將 測斜儀插入測斜管內(nèi)，將測斜探頭滑輪沿測斜導(dǎo)槽逐漸下放至管底，自上而下每 隔0.5米測定該點的偏移角，然后將探頭旋轉(zhuǎn)180(A0，A180)，在同一導(dǎo)槽內(nèi) 再測量一次，合起來為一個測回。通過各測段水平位移的疊加推算總位移量。按 下式計算為：式中 深度的本次坐標(biāo)(mm)；探頭的長度(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)測圍護樁體水 平位移情況，這也是基坑施工監(jiān)測中最重要的指標(biāo)之一。本次監(jiān)測從基坑開挖開 始實施，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，變化最大點隨基坑開挖深 度加深而向下移動，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，累計位移量最大為27.2mm (CX4)； 0.00結(jié)束時，累計位 移量最大為32.1mm (CX4)；均未達到報警值40mm。地下結(jié)構(gòu)施工期間墻體位 移趨勢不十分明顯，墻體變形隨時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)測原理及方法通過安裝在支撐內(nèi)的鋼筋應(yīng)力計及安裝在鋼支撐端部的軸力計，量測支撐軸 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)測點宣布置在支撐 長度的1/3部位。鋼筋計安裝方法

7、：在監(jiān)測斷面的每邊中部對稱布置四個監(jiān)測傳感器。每道鋼筋混凝土支撐 中帶測溫的傳感器數(shù)量不宜少于傳感器總數(shù)的20%，布設(shè)在支撐軸力監(jiān)測截面測 邊的中部。鋼筋計與受力主筋通過連桿電焊連接。鋼筋計連桿長度滿足單面焊接 10d，雙面焊接5d，(d為主筋直徑)。焊接時，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)不斷測試傳感器，觀測傳感器是否處于正常狀態(tài)。鋼筋計電纜一次成型，不在現(xiàn)場加長。如因工程破壞需接長，應(yīng)在接線 完成后檢查鋼筋計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 且防水性能達到規(guī)定的耐水壓要求。做好鋼筋計編號和位置的記錄工作。鋼筋混凝土支

8、撐軸力計算方法：式中一支撐軸力(kN)；鋼筋計監(jiān)測平均應(yīng)力（kN/mm2）；第j個鋼筋計標(biāo)定系數(shù)（kN/Hz2）；一第j個鋼筋計監(jiān)測頻率（Hz）；一第j個鋼筋計安裝后的初始頻率（Hz）。第j個鋼筋計截面積（mm2）?；炷翉椥阅Ａ浚╧N/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)測分析考慮到圍護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 解圍護樁體水平位移的真實情況，所以對四道支撐軸力的數(shù)據(jù)進行分析。本次監(jiān) 測從基坑開挖開始實施，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：由上圖看出，支隨著基坑的開挖，軸力會逐漸增大，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間較短，所以第四 道軸力數(shù)值并未在開挖結(jié)束后達到一個峰值，而是隨著工程的進行而繼續(xù)增大。 基坑開挖結(jié)束后，支撐軸力監(jiān)測數(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