淺談深基坑信息化施工

淺談深基坑信息化施工深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)是近10多年來(lái)在我國(guó)逐漸涉及的技術(shù)難題。深基坑的護(hù)壁，不僅要求保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近建筑物、道路、管線的正常運(yùn)行。各地通過(guò)工程實(shí)踐與科研，在基坑支護(hù)理論與技術(shù)上都有了進(jìn)一步的發(fā)展，取得了可喜的成績(jī)。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性、設(shè)計(jì)和施工方法的局限性以及各種不確定因素的影響，使得在設(shè)計(jì)階段確定的參數(shù)在施工階段往往可能達(dá)不到工程要求。因此，在深基坑施工中，必須采取必要的測(cè)試手段定人、定期對(duì)地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周?chē)匾ㄖ镞M(jìn)行變形、受力情況的監(jiān)測(cè)，根據(jù)檢測(cè)信息來(lái)調(diào)整施工和設(shè)計(jì)參數(shù)，以確保工程安全及質(zhì)量。信息化施工的要點(diǎn)是監(jiān)測(cè)方案與監(jiān)測(cè)管理基準(zhǔn)值的設(shè)計(jì)，圖1為信息化施工的框圖。地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)調(diào)查計(jì)監(jiān)測(cè)方案經(jīng)驗(yàn)方法監(jiān)測(cè)方案經(jīng)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)管理基準(zhǔn)值計(jì)算方法管理基準(zhǔn)值計(jì)算方法施工調(diào)整施工確認(rèn)計(jì)算方法的可靠性與合理性確認(rèn)計(jì)算方法的可靠性與合理性調(diào)整確認(rèn)計(jì)算方法的可靠性與合理性確認(rèn)計(jì)算方法的可靠性與合理性監(jiān)測(cè)反分析安全管理監(jiān)測(cè)OKOK繼續(xù)施工繼續(xù)施工監(jiān)測(cè)方案基坑施工監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)、施工及周?chē)h(huán)境的不同需要，合理選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)項(xiàng)目和監(jiān)測(cè)方法，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)精簡(jiǎn)。對(duì)于深基坑工程，施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和方法可按照表1建議方案選取。在監(jiān)測(cè)方案中，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的設(shè)置是按照設(shè)計(jì)、施工安全及周?chē)h(huán)境保護(hù)的不同需要而有所側(cè)重。根據(jù)設(shè)計(jì)上的需要，方案?jìng)?cè)重于水土壓力、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及應(yīng)力的測(cè)試，這方面的數(shù)據(jù)將用于檢驗(yàn)計(jì)算方法的合理性及可靠性。對(duì)于施工安全的需要，方案?jìng)?cè)重于結(jié)構(gòu)變形及支撐軸力的監(jiān)測(cè)。對(duì)于周?chē)h(huán)境保護(hù)的需要，方案?jìng)?cè)重于地表下沉及附近建筑物的不均勻下沉的監(jiān)測(cè)。表1施工監(jiān)測(cè)建議方案監(jiān)測(cè)對(duì)象監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)方法適用性設(shè)計(jì)施工安全環(huán)境保護(hù)地層側(cè)向荷載（1）土壓力（2）水壓力水壓計(jì)孔隙水壓計(jì)○基坑側(cè)壁穩(wěn)定性性（3）墻體變形（4）墻體應(yīng)力滑動(dòng)測(cè)斜儀精密光學(xué)測(cè)量鋼筋計(jì)應(yīng)變計(jì)○○支撐穩(wěn)定性（5）橫撐軸力（6）錨桿軸力鋼筋計(jì)應(yīng)變計(jì)軸壓計(jì)△○地表變形（7）地表下沉（8）地表水平精密光學(xué)測(cè)量收斂計(jì)○附近建筑物（9）基礎(chǔ)不均勻下下沉（10）傾斜精密光學(xué)測(cè)量?jī)A角計(jì)○底下水變化（11）地下水位（12）孔隙水壓水位觀測(cè)孔孔隙水壓計(jì)△（○——應(yīng)測(cè)項(xiàng)目?！鳌x測(cè)項(xiàng)目。）監(jiān)測(cè)管理基準(zhǔn)值為了利用監(jiān)測(cè)值來(lái)判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周?chē)ㄖ锏陌踩?，必須設(shè)置監(jiān)測(cè)管理基準(zhǔn)值即施工安全警戒值。一般以設(shè)計(jì)值或設(shè)計(jì)者提出的允許值為基準(zhǔn)，然后建立絕對(duì)值或變化速率的安全系數(shù)，并根據(jù)安全系數(shù)大小設(shè)置不同等級(jí)的警戒水平。表2給出日本基坑施工管理的基準(zhǔn)值。供參考。表2施工監(jiān)測(cè)管理基準(zhǔn)值項(xiàng)目安全系數(shù)警戒水平危險(xiǎn)注意安全土壓力設(shè)計(jì)值之和Fs=—————實(shí)測(cè)值之和Fs〈0.80.8〈=Fss〈=1.22Fs〉1.2鋼筋應(yīng)力鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度值值Fs=—————————最大實(shí)實(shí)測(cè)址Fs〈0.80.8〈=Fss〈=1.22Fs〉1.0變形允許許值Fs=————————最大大實(shí)測(cè)值Fs〈0.80.8〈=Fss〈=1.22Fs〉1.2支撐軸力軸力設(shè)設(shè)計(jì)承載值值Fs=—————————實(shí)測(cè)最最大軸力Fs〈0.70.8〈=Fss〈=1.22Fs〉1.0綜合評(píng)判處于危險(xiǎn)水平的的數(shù)目4注意稍注意02、31位移控制基準(zhǔn)建議值做為施工監(jiān)測(cè)管理中的一項(xiàng)重要測(cè)試項(xiàng)目——基坑惻壁的水平位移，目前尚沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范其控制的基準(zhǔn)值。有資料表明：在通常情況下，基坑惻壁的水平位移u=（0.5~1）%H（H——基坑開(kāi)挖深度），而當(dāng)位移u接近或超過(guò)1%H時(shí)，則意味著將出現(xiàn)危險(xiǎn)征兆。還有專(zhuān)家認(rèn)為：結(jié)構(gòu)的最大水平位移在特級(jí)保護(hù)時(shí)需控制在〈0.1%H，一級(jí)保護(hù)控制在0.2%H，二級(jí)保護(hù)控制在0.5%H。上海地鐵總公司根據(jù)上海軟土基坑條件，提出四級(jí)控制標(biāo)準(zhǔn)，其中護(hù)墻的最大水平位移為：在特級(jí)保護(hù)時(shí)控制在〈=0.14%H，一級(jí)保護(hù)控制在〈=0.3%H，二級(jí)保護(hù)〈=0.7%H，三級(jí)保護(hù)〈=1.4%H。關(guān)于信息施工基坑降水、基坑支護(hù)的全過(guò)程應(yīng)該是“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息施工”。就是說(shuō)，設(shè)計(jì)只能是一個(gè)指導(dǎo)性文件，設(shè)計(jì)文件應(yīng)該是根據(jù)施工過(guò)程中反饋的信息進(jìn)一步完善。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來(lái)做好施工過(guò)程中信息施工：（1）在降水井施工過(guò)程中做好抽水試驗(yàn)，校正相關(guān)參數(shù)，調(diào)整降水設(shè)計(jì)，主要是調(diào)整降水井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2）進(jìn)場(chǎng)施工前，根據(jù)擬建場(chǎng)地周邊建（構(gòu)）筑物情況進(jìn)行準(zhǔn)確、詳細(xì)的調(diào)查，根據(jù)調(diào)查情況進(jìn)一步完善支護(hù)方案設(shè)計(jì)。（3）