某轨道交通项目车站混凝土支撑轴力报警情况分析

1、某轨道交通项目车站混凝土支撑轴力报警情况分析【摘要】结合某城际轨道地铁车站基坑工程的设计和施 工方案，对混凝土支撑轴力监测的原理进行介绍。在对基坑 施工过程中轴力监测数据变化超过预警值的基础上进行分 析，对其形成原因进行了探讨，得到一些经验性规律，供类 似工程参考。【关键词】混凝土支撑；轴力；监测；分析一、工程概况某城际轨道车站地面高程4. 705.65m。车站为地下三 层岛式车站，车站中心里程dk44+697,车站设计起始里程为 dk44+577,设计终点里程为dk44+809；车站总长232.0m, 标准段宽25.140m,高23.415m。采用"挖顺筑法"施工。 车站

2、大小里程两端头区间采用暗挖法（矿山挖）施工。二、工程施工过程介绍基坑开挖过程中，甲方、总承包方、监理方对基坑开挖 进行全面监督，第三方监测公司进行施工现场变形监测。三、监测过程中存在的问题第三方监测人员到施工现场之后，未能对基坑施工的进 度做深度了解分析，对施工工况了解不明确，致使监测结论 缺乏指导性意见；钢筋混凝土支撑监测原件连接线存在破坏 现象；基坑开挖工程中，基坑大、小里程端部分混凝土斜撑 受力已超出施工设计值。2013年4月15日监测数据中标准 端1-1-6支撑轴力3316. 52kn超过警戒值(2686kn ) 630. 52kn；大里程端斜撑t支撑轴力1326. 39kn超过警戒值

3、(852kn) 474. 39kn；大里程端斜撑-2支撑轴力1833. 11kn 超过警戒值(852kn) 981. 11kn。其中斜撑t、斜撑-2已超 过设计控制值。四、主要原因分析人员因素：第三方监测现场工作人员没有及时向资料员 反映各测点监测情况及操作过程，致使内业资料员整理资料 时对现场各测点情况了解不明，未做到谁测量现场谁负责资 料分析；技术负责人未对新接手人员进行技术交底工作；测 量队长未及时更新布点图。现场情况：基坑内侧土体开挖，内侧土体卸荷，致使被 动土压力增大。施工荷载加载，基坑施工开挖时，土方外运 过程中重载运土车行驶过程中，距离基坑边界比较近，由于 土是弹塑性材料，变形过

4、大之后很难恢复原状，致使基坑开 挖后，运土车走之后支撑轴力的无法恢复。测量机理：由于混凝土支撑轴力监测是通过监测内部钢 筋上连接的振弦式频率计来测定的，通过监测多根钢筋受力 的平均值来推算整根支撑的受力情况。混凝土支撑内力监测 中的监测元件导线，在监测过程中存在导线断裂现象，且未 进行修复，导致混凝土支撑轴力监测过程中，釆集的监测元 件变形量数目较少，没有足够的样本空间来推算支撑轴力的 变化情况，另外，钢筋混凝土支撑轴力的监测采用的是支撑 上下端各用两根钢筋监测元件来量测，由于混凝土支撑自身 的重力作用，上端钢筋受到的压力明显大于下端钢筋的压 力，任何一个测线断裂都对测量结果有很大的影响，可能

5、使 得监测数据局部失真。混凝土自身因素：在混凝土支撑开始受荷进入工作状态 后，混凝土依然在不断地发生体积收缩，在荷载下混凝土一 直在发生徐变，经现场考察后认定在长期荷载作用下，混凝 土体内水泥胶体微孔隙中的游离水将从毛细管内挤出并蒸 发，导致胶体体积缩小，形成徐变过程，混凝土的徐变的大 小，取决于荷载、混凝土龄期、环境条件、混凝土配合比、 构件厚度以及时间长短等因素。非荷载因素对轴力测试的影 响包括混凝土干缩和湿胀起的附加应力，徐变变形的附加应 力，温度附加应力，因此在围护结构检测数据应考虑非荷载 因素的影响，才能得到混凝土中由荷载引起的轴力。施工过程影响：基坑施工的过程中存在支撑布设之后未

6、达到养护强度即进行下一道工序的施工，及基坑开挖之后支 撑不能够及时架设的现象。由于混凝土支撑轴力监测是通过 测定混凝土内钢筋的变形，通过相应的换算来测定轴力变化 情况，由于要进行下一道工序的施工，支撑轴力采集的初始 值是不稳定状态（混凝土养护过程会有体积的变化），致使 初始值可能比实际的值小，由于监测过程中，支撑轴力变化 我们是通过'现在的轴力值-初始轴力值”来计算，初始轴 力值取值较小，引起变化值就比较大，鉴于此种情况我们通 过实际监测过程中的数据变化来论证分析，根据施工监测资 料显示，支撑轴力报警发生在第一道混凝土支撑，为混凝土 浇筑完成后15天左右，我方认为是由于支撑混凝土龄期短

7、, 混凝土在长期荷载作用下产生了较大的徐变，从而使混凝土 支撑的轴向变形值比达28天以上龄的混凝土轴向变形值偏 大，而所埋设的应变计是按混凝土达到28天以上龄期的観 变形模量设计，从而观测出混凝土支撑轴力高于混凝土支撑 的实际支撑轴力，一下以混凝土支撑（斜撑2）为例进行说 明：牲支撑（斜撑2）于2012年10月15日开始进行轴力检 测，根据检测数据2012年10月24日轴向力为811kn,截止 2013年4月16日轴向力为1833. 1kn,超过警戒值（852kn） 981. hkno单从轴向力分析此时处于报警状态，但此时位移 变形处于安全数据，所以我方认为单从轴向力一个方面，并 不能准确的反

8、应该处此时混凝土支撑轴向力状态。同时进入雨季，降雨量增加，且持续时间较长，造成基 坑两侧土体含水量饱和，从而增加了土体侧压力，致使支撑 轴力变化较大。对实测数据进行验证分析：2013年4月15日，根据监 控量测数据，大里程段混凝土斜撑-2支撑轴力为1833kn, 第一道支撑与第二道支撑间距为6m,根据地质资料，此时开 挖土体为砂土，此时内摩擦角4)=0°、填土凝聚力c=0kn/m2. 墙后填土重度r二19kn/u13。k0=l-sina4)=l被动土压力 ea=l/2k0 yh2=0. 5*1*19*6*6二342kn远小于实测数据1833kn,同时大里程端钢筋混凝土斜撑 -2中钢筋

9、的最大受力为19. 22kn/mm2,远小于其承载力 300kn/mm2,由此可知此时混凝土支撑轴力并不能真实反映 出土体侧压力，仅反映的是支撑内部钢筋的受力情况。五、结论及建议加强监控量测工作：监控量测现场测量时，务必做到同 人同仪器，每天相同的时间点去测量相同的项目，以保证监 测数据的准确信和及时性；派放专门的技术负责人员来负责 监控量测工作，确保每一名测量员工的责任心；由于支撑轴 力、围护结构变形、周边沉降等监测项目存在相关性，因此 监测过程中把这些监测项目有机结合，形成有效四维空间， 使得测试的数据相互进行校核；加强后续的监控量测工作， 定量分析后期监控量测过程中支撑轴力变化的日变化量

10、，看 变化情况是否收敛，以分析已报警的支撑轴力是否处于安全 状态。施工过程中务必做到以下几点：考虑外界因素影响基坑 围护结构的稳定性，基坑开挖宜减少重型机械及运输工具紧 邻基坑围护结构侧边行驶，确保基坑周边超载不超过设计 值；对于未开挖部位应做到混凝土支撑达到设计强度之后再 开挖，对已超出设计轴力的支撑部位后续开挖时候适当减缓 开挖速率，给予围护结构足够长的时间进行内力重分配；基 坑开挖过程中尽早做好止水工作，减少施工过程中的坑内排 水作业，使得被动区土压力变化降到最小值；做到混凝土支 撑强度不达到设计允许强度不进行下一道工序的开挖，达到 架设下一道支撑的条件时及时进行支护确保施工安全。参考文献1 陈燕，何夕平，商林.劲性桩加预应力锚杆支护结 构在深基坑工程中的应用