某工程软土地基土方开挖基坑支护变形监测及应对措施

1、某工程软土地基土方开挖基坑支护变形监测及应对措施摘 要：沿海城市某工程，工地西南侧临近城市供水管道，东侧与同类型建筑新完基础相邻。当土方开挖到接近设计深度时，南面仅做锚杆支护或搅拌桩复合土钉墙支护的开挖段发生局部崩塌，结合以往施工经验，并对土体深层水平位移与地表水平位移及沉降等监测结果细致分析，对基坑支护变形及时采取有效应对措施，安全、 经济 地完成了基础施工，取得了良好的综合效果。 关键词：裂缝；临界状态；监测；异常；被动区加固 1前言 沿海城市，其地质情况复杂，普遍为高灵敏度淤泥质软土，地下室基坑支护、土方开挖阶段隐藏着很大风险。设计方、开发商、施工方对地下室基坑支护的经济合理与土方开挖施

2、工的安全保障常有分歧，难以准确把握。我司根据多年该类基坑施工经验结合土方开挖监测手段，在成本控制与安全保障之间取得较好的平衡，以下是刚完成的一项令各方满意的成功施工案例。 2工程概况 2.1沿海城市某工程，场地现为农田，工地西南侧临近城市供水管道，东侧与同类型建筑新完基础相邻（中间隔一条临时马路）。设计开挖深度为3.90m(至地下室底板垫层底)，4.80m(至地下室承台垫层底)，见表1。 2.2地质概况 2.2.1 根据岩土工程勘察报告，基坑开挖深度影响范围内的土层由上而下依次为：粘土（地表下约1.5m厚）；淤泥 2.2.2水文地质情况：场区地下水属孔隐潜水型，其赋水介质为粘土、淤泥具微弱透水

3、性，地下水径流条件差，水量小，直接受大气降水补给，勘察期间测得钻孔的地下水位埋深0.301.80m。不需要做孔隙水压力测试。 2.3 基坑支护情况概括：东侧，3道48×2.5锚管L=120001000；西、北部六排600 500（L=13.5 m）水泥搅拌桩重力式挡土墙，上设冠梁；西南角（距离城市供水干管仅5.2m）做钢筋砼内支撑加主动区七排600500（L=15 m）水泥搅拌桩。 3监测方案 3.1监测布局(图1) 3.1.土体深层水平位移监测：沿基坑四周设7个土体深层水平位移监测点孔深为16m/孔，观测土体深层水平位移。 3.1.2水平位移及沉降监测：沿基坑周边预设每15m设一水

4、平位移、沉降观测点，监测施工期间水平位移及沉降。 3.1.3支撑轴力测试：根据设计方案在第一道支撑布置2组轴力监测点。 3.2监测内容及控制值详见表2。 3.3现场监测 3.3.1土体深层水平位移 设备：航天部CX-03型测斜仪、测斜管、探头等。误差4mm15m。 PVC测斜管埋设：根据选定位置，钻机成孔，埋放测斜管；校准方位，中细砂封孔，砌砖槽保护。两管连接时槽口须对淮，外用胶带封住。校准方位时须将槽口对准所测水平位移方向(与支护墙墙面垂直)；因测斜管用钻机成孔的方式埋设，测斜管与土体间还未密实，此时所测的数据没有意义，待两天磨合后再进行初次读数；在挖土期间以1次天，其它时间以1次3天的频率

5、进行监测，异常情况跟踪监测；当土体深层水平位移值大于或等于设计报警值时，密切关注、及时分析并向有关部门汇报，必要时采取紧急应对措施。 测量方法：测量时，将测斜仪探头轻轻滑入预埋的测斜管底部，自下而上每隔0.5m 测量一次，直至管口。然后将探头旋转180°，重复上述步骤再测一次，两次测量的各测点应在同一位置上。 3. 3.2地表水平位移及沉降监测 用以监测支护结构及周围环境地表水平位移及沉降。 1）水平位移 地表水平位移观测采用极坐标法进行观测，即每次观测时将仪器置于工作点上后定 向，再逐一对每个测点测出角度、边长 计算 其坐标，采用坐标判定位移量。 仪器：J2经纬仪 基准点及测标埋设

6、： 地表水平位移基准点设置在坑外不受基坑开挖影响的稳定区域处，且视野开阔，用直径20rnm，长l.5，用大锤打入地下四周用水泥砂浆填实。并设置两个水平位移观测基准点，另一点作为校准。水平位移测标的埋设，沿基坑边间距每15 m设置一个水平位移观测点，先用电锤在基坑边的压顶上钻孔，然后放入长200 mm300mm、直径20 mm30 mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实即可。 2）沉降 沉降观测采用二等水准测量施测，逐一对每个测点进行观测，最后计算其高程，相邻二次观测成果进行比较，判定其沉降量。 仪器：高精度自动安平水准仪，2m长铟钢尺。 基准点及测标埋设： 沉降基准点设置在4倍基坑开挖深度以外，不

7、受基坑开挖影响的稳定区域处，且视野开阔，用直径20 mm，长1.50m，用大锤打入地下四周用水泥砂浆填实。沉降基准点应设置两个基准点，另一点作为校准。并在近处均匀布设若干工作基点，以方便观测和保证精度。沉降测标的埋设，沿基坑边间距每15m设置一个沉降观测点，先用电锤在基坑边的压顶上钻孔，然后放入长200mm300mm、直径20 mm30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实即可。 3. 3.3支撑轴力监测 1)钢筋计埋设：在水平支撑梁钢筋笼扎好后，按照埋设位置，把支撑粱钢筋笼的主筋对称的二根各割去一段长约20cm。用电焊把各只钢筋计搭焊在所割钢筋上，要求悍接长度大于10d(d为钢筋的直径)。每个测

8、点截面上下对称埋设二个钢筋计，钢筋计电缆线集中保护；在钢筋计安装完毕后，进行安检测试一次，待水平支撑梁砼的强度达标后，对钢筋计进行初测。 2)测量仪器：采用振弦式读数仪。 3. 3.4土钉抗拔试验 1）加载设备 采用ZY-30型穿心千斤顶和手动压力泵加载，用Y S- l型数字液显压力表直接测读实际加载值，压力表灵敏度为lkN。为了试验的需要，将土钉接长600mm，并要求将土钉周边喷射混凝土层凿开，加强筋割断，以使土钉符合工程实际受力条件。 2）位移量测 在土钉顶端安装一只百分表，用以量测各级抗拔荷载作用下土钉的上拔量。固定百分表用的基准杆(48钢管)直接焊接在邻近的士钉上，以保证位移量测的精度

9、。 3）试验方法 试验参照基坑土钉支护技术规程(CECS96:97)中有关规定进行。 4操作流程 4.1在土方开挖前按设计布局埋设PVC测斜管。 4.2在基坑外土体上设置地表水平位移及沉降监测点，沉降基准点设置在4倍基坑开挖深度以外，不受基坑开挖影响的稳定区域处。 4.3支撑施工时埋设钢筋应力计2组。 4.4土钉抗拔试验。 4.5土方开挖，同时进行观测。在挖土期间以1次天，其它时间以1次3天的频率进行监测，异常情况跟踪监测。 4.6观测数据一般应当天填入规定的表格，并及时提供给施工、建设、监理、设计等单位。 4.7监测工期由基坑开挖开始，一般当主体结构施工至±0.000高程时止，变形

10、正常情况下可以提前结束。基坑监测结束后15d提交监测报告。（见图2） 5异常及应对措施 5.1地表开裂 5.1.1在土方开挖到一定深度（约2m）时，基坑附近的地表观察到许多平行于基坑的裂缝，此时土体深层水平位移值并未报警，这阶段土体变形还在容许范围内，但要随时观测引起重视，并采取相应措施。 5.1.2相应措施 1）及时用水泥浆将裂纹灌密实，以免地表水渗入。 2）基坑周边严格控制施工荷载，严禁超载，并不得扰动土体。 3）若场地条件容许，对主动区顶部进行适当卸土。 5.2局部崩塌 5.2.1当土方开挖到接近设计深度（约3.5 m）时，南面仅做锚杆支护或搅拌桩复合土钉墙支护的开挖段（长约12 m）发

11、生局部崩塌，这时深层水平位移值已经超过警戒值，这说明基坑支护处于塌方的临界状态。此时赶紧停挖，并采取紧急措施。 5.2.2紧急措施 ）对局部崩塌段立即回填，并静置一段时间； 2）对被动区加固：打入垂直花锚（深度至深层水平位移值为零处，本工程L=10 m）并灌浆； 3）若场地条件容许，对主动区顶部进行适当卸土（本工程卸土深2 m左右，宽5 m）； 4）对于过于 经济 的设计方案，报请监理、业主与设计等各方主体共同重新补强，根据不同情况有： 增加一道水平锚杆； 在被动区打槽钢桩，顶部用槽钢焊接形成整体并加斜撑； 重新设计12道内支撑。 对于群楼，在采取上述措施的同时，可依托已施工并达到设计强度的基础逐步向前推进。 6结束语 该工程在土方开挖工程中，因与监测紧密结合，虽然在东北一小段发生局部（该段土体已受相邻工地扰动，基坑支护设计又是仅做锚杆支护）崩塌的险情，经与设计、监理、业主等方沟通，结合以往施工经验，及时采取了4.2.2.1）、2）、3）等措施，用较少的投入在最短的时间内安全的完成了基坑施工。因为将支撑轴力监测与土体深层水平位移监测有机的结合指导施工，工地西南侧的城市供水管道安然无恙。类似工程基坑支护施工一般在1100013000元/m，该工程仅合7800元/m，基础施工总体进展顺利，在安全