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基坑支护工程及周边环境监测技术实践

2021-12-02谢圣中

商品与质量 2021年44期
关键词:监测点水位深基坑

谢圣中

中启胶建集团有限公司(湖北分公司) 湖北武汉 430070

近年来,随着我国社会经济的高速发展,建筑工程项目数量逐渐增多,项目规模日益扩大,取得了一定成效,受到人们的广泛关注,但也面临着一系列挑战,市场竞争日益激烈,建筑工程企业为了取得长远的发展,必须着眼于当下,坚持可持续发展理念,加强对建筑工程施工质量的管理,以提高建筑工程施工效益。建筑工程深基坑施工是建筑工程建设中的重要组成部分,应予以高度重视,通过科学的支护技术进行有效施工,提高深基坑施工质量,使建筑工程地基更牢固和稳定,保障建筑工程整体的安全性,实现建筑工程深基坑支护技术施工效益最大化。

1 建筑施工中深基坑支护施工的特点

首先,深基坑支护施工具有区域性的特点,在不同区域当中会受到不同因素的影响。尤其是当水文状况和地质条件发生变化时,对深基坑施工也提出了不同要求,必须结合施工现场的情况构建完善的施工方案,确保方案可行性及科学性。应该提前做好地质勘察工作,在勘察报告当中对真实状况进行记录,从而为后续施工提供依据。其次,深基坑施工还具有复杂性的特点。由于深基坑支护施工的环境较为复杂,因此在施工中容易发生坍塌事故,给设备和人员安全造成威胁。如果在前期未能对土壤压力进行计算和监测,则导致施工风险增大。在支护施工中需要做好周围管线、建筑情况的评估,避免出现较多的交叉施工情况。对过往施工情况进行总结,分析支护施工的规律,以构建良好的风险管控机制[1]。

2 自动化监测的目的

利用自动化监测系统去取代传统的人工监测方式,是为了能够连续不间断的自动对深基坑的支护结构以及建筑物的基础情况进行有效的监控。传统的人工监测方式依靠的是肉眼和一般的监测仪器,得到的监测结果的精确度难以保证,并且因为主观的人为因素造成监测纰漏出现的概率也相对较大。而自动化监测系统,除了自动化之外,另一大优势就是能够保证数据信息反馈的及时性,数据在可靠度方面也较为有保障,故而能够最大限度地满足对应用计算技术的高效率施工所提出的要求。自动化监测系统可以对监测所得到的数据进行实时比对,一旦发现监测数据达不到安全标准,就会在第一时间发出警报,引起管理人员和施工人员的注意,提醒管理和施工人员尽快采取有效的措施对问题进行解决[2]。

3 深基坑监测技术

3.1 建筑管线、建筑物以及地表围护墙定的监测

针对本工程项目中的建筑管线、建筑物以及地表围护墙的监测工程主要是监测沉降的实际情况。在实际监测工作中主要采用独立的高程系统,根据相关规范要求要在距离深基坑的100m以外的区域内设计两组固定的监测水准点,可以标记为H1、H2、H3、H4,然后借助高精度的测量仪器测量出这四个点位的实际高差,将这四个点位确定为变形与沉降的基准点。在实际监测工作中需要注意的是这四个监测点必须形成一条等水准闭合线路,最后由线路内的多个工作点来测定监测点的高程,同时要保证测量闭合差不得>±0.5mm×√N。各个监测点的数据确定需要取>三次的测量平均值,其中前后两次所获得的测量之差是本次监测到的沉降变化情况;测量值与初值之差则为累计沉降变化量。

3.2 水平位移监测

基坑工程水平位移监测自2019年03月19日进行第一次观测,至2020年01月13日进行最后一次观测,在此期间共进行79次变形观测,基坑工程的22个水平位移监测点的水平位移累计量在5.9~24.5mm之间,均未超过报警值;水平位移变化速率在0.0~1.0mm/d之间,均未达到报警值(3.0mm/d)。22个水平位移监测点位移累计量最大为K14监测点,其水平位移累计量为24.5mm;最大变化速率为K16监测点,

变化速率为1.0mm/d,均未达到报警值。在基坑开挖到设计深度后的监测过程中,各监测点的水平位移变化均呈收敛趋势,在最后几次观测中,各点变化值接近0.0mm,表明基坑在土方开挖及地下结构施工过程中处于稳定状态[3]。

3.3 深基坑围护墙顶的位移监测

深基坑围护墙顶的位移监测是重要的监测内容之一。在实际工作中要遵循准直线法监测原则,通过确定被监测目标的一条边为基础,在这条边的两端的原处设置稳固的基准点,可以标记为H1、H2,将测量设备经纬仪架设在H1点位后,定向H2,使得H1、H2联为一条测量基准线,在这条测量基准线可以设置多个监测点,借助经纬仪来读取各个监测点至H1H2基准线的垂直距离,同样需要取多次测量数据的平均值来确定变形情况。针对在实际施工中无法运用基准直线测量的情况可以采用测小角法来完成对围护墙顶位移的监测工作。

3.4 加强关键部位监测

在建筑工程深基坑支护施工中,涉及到较多的点位,一旦施工人员没有严格按照施工设计方案的要求进行操作,就会影响到施工质量,因此,施工企业还必须加强对施工现场实际点位的监测和控制,包括标高、沉降位及地下水位等,同时还要加强对深基坑支护结构的基本参数和形态进行全面监测,一旦在监测工作中发现可能存在影响工程施工质量及安全的问题,监测人员应及时做好记录,并及时上报,以利于在最短的时间内进行处理,从而避免安全事故的发生[4]。例如:施工企业的管理人员应加强对地下水渗透现象的密切监测,一旦发现出现渗漏的情况,应立即上报,并联合现场施工人员,在施工部位安装止水帷幕,以有效挡水。

3.5 深基坑地下水位的监测

深基坑地下水位监测工作原理是,通过在基坑外边线之外2m~4m的范围内提前预埋坑外水位监测孔位,在实际埋设过程中可以借助钻机来监测孔的布设,监测孔的深度必须达到6m,然后在孔位内穿入PVC水位管,在PVC水位管埋设过程中一定要注意外部砂石的漏入,影响滤头的渗水,在PVC水位管穿入监测孔后及时用膨润土进行填实处理,防止接管处发生漏水情况[5]。在实际水位监测工作中降水前要测的不同水位孔孔口高程以及水位至孔口的高度,做好详细的记录,再计算获得不同水位孔的水位标高,初始水位要取连续两次测量的平均值,每次水位与初始水位标高比较即为水位累计变化量。监测过程要求定期测量孔口标高,以纠正孔被压而使孔口标高变化。

4 建筑施工中深基坑支护施工技术的应用措施

4.1 护坡桩支护施工技术

护坡桩在深基坑支护中的应用较多,可以通过护坡处理来改善基坑周围土体的稳定性和承载力,避免在施工中出现坍塌事故。首先,应该开展施工放线工作。明确设计图纸中的水准点及坐标点,在测放桩位轴线时应该明确桩位平面图的基本要求,对桩位绝对标高、轴线和桩位偏差进行合理控制,分别在10mm、10mm和20mm以内,避免误差过大而影响支护效果。其次,应该开展成孔作业。长螺旋钻机在成孔施工中的应用较为常见,应该提前做好岩土勘察报告的分析,了解施工区域的岩土特点。在规定位置安装钻孔机后,针对钻进过程进行严格监测,当出现钻进受阻、钻杆跳动和机架振动等情况时应该及时停止施工,对其中的问题进行排查,避免造成事故问题。再其次,应该开展清孔作业。根据设计标准对钻孔深度加以控制,明确孔径和垂直度情况[6]。安装导管和钢筋笼后应该及时开展第二次清孔作业,为混凝土浇筑奠定保障。正循环法和掏渣法在第二次和第一次清孔中的应用较多。最后,应该按照规定安装钢筋笼。完成螺旋筋钢筋、主筋和加强筋等钢筋的制作后对其质量进行验收,保障良好的焊接质量,尤其是要针对接头位置进行处理。护坡桩支护技术具有综合性的特点,适用于大多数的深基坑施工当中,在施工中需要严格做好流程设计,保障良好的施工工序,否则会对支护质量造成影响。

4.2 深层搅拌桩支护施工技术

深层搅拌桩支护施工技术,也是当前建筑工程深基坑支护施工常用的一种支护技术。在实际运用中,施工人员需要借助相关的机械设备,将水泥及混凝土等原材料灌注到地基中,然后进行充分的搅拌,促使水泥、混凝土等与软土充分结合、硬化,从而促使软土地基充分硬结,提升其承载能力[5]。在建筑工程深基坑支护施工中运用这种支护施工技术,十分简单易行,且支护效果比较理想。但施工人员必须根据施工方案的要求,确保水泥、混凝土的质量符合设计标准,并能与软土地基中的软土充分混合,为此,施工单位必须精心挑选合适的搅拌机,确保搅拌机的质量符合设计方案的要求,能够在完成搅拌工作后,提升地基的稳固性,为后续的施工提供支撑[7]。

4.3 混凝土灌注桩支护技术施工应用

进行建筑工程深基坑支护施工时,可选择混凝土灌注桩支护技术,此技术的应用在实际施工中具有一定的复杂性,但施工效果较好。施工人员应全面把控混凝土灌注桩支护技术施工流程,关注施工中的每一个环节,了解混凝土灌注桩支护技术标准,全面把控施工质量,严格贯彻落实施工规章制度,提高施工效率。应用混凝土灌注桩支护技术前,先做好相应的准备工作,在不影响施工质量的前提下,尽量缩短施工工期,降低工程成本,合理应用支护技术,以提高建筑工程的安全性。

4.4 土层锚杆支护施工技术

土层锚杆支护施工技术也是一种常用的深基坑支护技术,但相较于前五种深基坑支护施工技术而言,土层锚杆支护施工技术对施工人员的技术水平要求更高。在具体的施工过程中,如果施工人员采用这种支护施工技术,需要先进行测量放样,然后运用锚杆钻机在指定的位置处钻孔,成孔后向孔内注入调配好的水泥浆,从而提高支护主体的强度,确保建筑物的稳定性。为此,在施工前,施工企业需要让专业技术人员对施工现场进行全面、详实的测量和评估,准确设定钻孔的位置及深度。而且在具体执行的过程中,施工人员也必须严格按照相应的标准进行作业,以保证施工的质量[8]。

4.5 护坡桩施工技术应用

相较于传统的建筑工程深基坑施工,其不仅要保障施工质量,还要注重其环保性,尽量缩短施工时间,减少施工污染和噪声污染。进行护坡桩施工时,可充分利用钻孔压浆桩技术的作用提高施工效率。钻孔压浆桩技术利用水泥浆进行护壁处理,通过多次补浆或是投放碎石的方式,处理无砂混凝土桩。施工过程中,需要严格贯彻落实各项规章制度,在符合施工设计标准的要求下,确定桩位点,设置合理的结构轴线。可利用螺旋钻杆进行施工,达到目标深度后停止运作,使用钻杆芯管注入浆液,使浆液抵达地下水位。提出全部钻杆后,需要将钢筋笼投放至孔内,填充骨料,进行高压补浆。坡桩施工技术属于一次成孔,需要实施有效措施保证其质量。

4.6 加强施工检测与监测

受某些客观因素影响,建筑深基坑支护结构的工程设计尺寸可能会出现不完全符合建筑设计图的情况,为了避免再次发生类似的安全问题,深基坑工程开挖与开掘支护基础结构工程施工前,须同时进行设计测量表和放样,将根据设计表和图纸准确地测量放样在施工作业面上,减少开挖支护基础结构工程几何设计尺寸上的误差,保证开挖支护结构工程施工时的质量。同时,对排水支护管道工程所用的合格材料及其规格、性能等条件进行严格检测,不允许使用不同规格的合格材料产品。在深基坑支护基层施工过程中,对基层地下水和其他支护基层结构的水体位移、沉降等具体情况,可进行实时监测。

5 结语

综上所述,建筑工程深基坑支护技术施工具有重要的作用,不仅能够保证地下空间施工的安全性,还有利于改善施工环境,提高建筑工程主体结构的稳定性。因此在实际施工过程中,需要采取有效的质量管理措施,保障深基坑施工的顺利实施,提高深基坑支护施工技术水平。

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