地铁深基坑支护结构变形监测分析及应用
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深基坑围护结构位移变形及内外力监测技术一、深基坑围护结构及其位移变形1.地铁深基坑特点地铁施工中,通常在地铁车站处采用明挖法进行,必然产生比较深的深基坑,对于有多条地铁线路相交的换乘枢纽站来说,其深度更大,。
相对于一般基础工程而言,地铁深基坑工程具有许多特点,概括起来主要有以下几个方面:(1)深度大。
通常在十米以上,对于有线路交叉的换乘车站其深度会更大开挖面积大,长度与宽度有的达数百米给支撑系统的设计、施工和安全保障带来较大的困难。
(2)地铁往往修建在大型城市,而我国绝大部分大型城市位于沿海或滨江地带,这些区域的工程水文地质条件很差,且施工期受地表交通影响非常严重,在软弱的地层、高水位及其它复杂场地条件下开挖深基坑,极有可能会产生土体滑移、深基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土以至破损等病害,对深基坑工程自身及周边建筑物、地卜构筑物、市政设施和地下管线的安全造成很大威胁。
(3)施工周期长,且场地受限制多。
地铁深基坑沿线往往有大量已建或正在建的高层建筑、市政管线等,进行深基坑施工时除保障其本身的工程安全外,还需严格控制变形值,保障周边建构筑物的安全。
(4)因地而异。
不同城市、不同地点的工程及水文地质条件存在较大差别,而且施工环境及气象也各不相同,这些都直接影响深基坑施工方案的选择及安全。
(5)技术要求高,涉及面广。
地铁深基坑工程牵涉到土力学、岩石力学、混凝土结构、钢结构等的设计及施工监测技术,必须选择合理的设计及施工参数、方法来组织施工及安全防护。
(6)施工与设计相互关联。
地铁深基坑工程对技术要求高,施工与设计必须相互协调,在设计时就要对施工工艺、支护方法、支护结构变形及受力情况进行充分考虑,以施工影响设计。
(7)对深基坑的支护技术要求高、方法多,深基坑支护的方法主要有、地下连续墙、预制桩、深层搅拌桩、钢木支撑、拉锚、抗滑桩、注浆、喷锚网支护法、人工挖孔桩、各种桩墙、板、管、撑同锚杆联合支护法和土钉墙法等,如何根据工程实际情况选择施工方法非常关键。
基坑支护结构内力变形监测分析摘要当前我国各地频繁出现深大基坑工程,为此我们要有效地控制基坑周围地层位移,同时基坑内力变形控制要求越来越严格。
本文首先概述了基坑支护结构内力变形监测要求,论述了基坑支护结构内力变形的控制措施,最后提出了相关配套措施,同时基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜。
关键词基坑工程;支护结构;内力变形随着现代化城市进程的不断扩张,我国的基坑工作也在不断的增加,同时也伴随着风险和质量的不断增加。
而基坑工作是一项综合性很强的系统工程,它包括了基坑支护体系的设计施工和土方开挖,这就要求各个部门的技术人员之间要进行密切的配合。
同时基坑工程在每个地方表现出来的差异性也不一样,受到各个方面因素的影响,每个基坑的变形情况也不同,而其中一个很大的影响因素就是开挖地区的土体物理性状。
1 基坑支护结构内力变形监测要求基坑的变形现象主要体现在在3个方面,支护墙体的变形、基坑底部的突起以及地表不同程度的沉降。
其中对支护结构变形的预测是作为基坑变形的一项最常见的预测,因为基坑支护墙墙体的变形就会导致墙体的的外侧地面发生变化,促使基坑内的位移和底部土体的拱起。
由于受到地质水以及各方面的影响就使得我们在实验室内而得到的支护机构应力变形等数据域实际测量工作中得到的数据还是有很大的差距的。
为看了让实际检测的数据和实验得要的理论数据相一致,我们就可以从实际的检测到的数据用反分析的方法去修改计算机模型中的一些参数,再根据这些参数,运用正分析的方面从而计算出下一个施工阶段的数据。
2 基坑支护结构内力变形的控制措施2.1 控制要求基坑变形主要控制方法主要为加深、加刚、加固、降水、随挖随撑,增加维护结构和支撑的刚度,增加围护结构的入土深度,加固被动区土体,控制降水减少开挖时间,随挖随撑,缩短暴露。
2.2 控制措施2.2.1 冻结+排桩支护技术地基冻结排装桩伐法顾名思义就是将两种技术互相结合取长补短,是一种大胆的技术创新,将含有水的地基坑的封水结构,利用排桩和内部的支撑系统来作为受力层用来抵抗水土带来的压力。
深基坑工程施工变形的监测和分析摘要:变形监测是利用专用的仪器和方法来持续观测变形结构的变形现象,对其变形状态进行分析,并预测其发展动态的各项工作。
实施变形监测的主要目的就是在各种荷载和外力作用下,明确变形体的形状、大小以及位置变化的空间状态以及时间特点。
在精密工程实际测量过程中,最常见的变形体有:深基坑、大坝、高层建筑物、隧道以及地铁等。
通过实施变形监测可以掌握和精准科学地分析变形体各部位的实际变形情况,进而做出提前预报,这对于整个工程质量控制和施工管理来讲,十分重要。
基于此,本文将对深基坑工程施工变形的监测进行分析。
关键词:深基坑工程;施工变形;变形监测1 基坑工程变形监测概述基坑工程变形监测首先应该确定监测对象及监测项目两部分,基坑工程结构不同、所处环境不同,变形监测的侧重点也不同。
确定合理有效的监测对象、监测项目,既能起到监测预警的作用,又能提高监测效率、节省监测成本,是基坑工程变形监测的关键控制点。
基坑工程变形监测对象一般包括基坑支护结构本身,基坑周边土体、地下水、地下管线以及基坑周边建(构)筑物、重要道路等等;监测项目一般包括位移监测(水平位移和竖向位移)、倾斜监测、土压力监测、地下水位监测、内力监测等等。
监测对象和监测项目的最终确定一般应遵循如下程序:首先根据基坑工程专项设计方案中对变形监测部分的设计要求,收集本项目相关地质、勘察、周边环境等资料,结合相关规范规定,初步确定监测对象及监测项目、并编制本项目基坑工程初步变形监测方案;然后组织专业技术人员现场实地踏勘,实地检核变形监测方案技术指标及条件因素,对于存在与现场条件不符、或有遗漏、有安全隐患部分等需进行基坑工程变形监测方案修编,做到监测方案与实际相符,真正起到基坑工程变形监测预警作用,保证监测成本合理高效;再将包含监测对象、监测项目在内的监测方案、监测成本预算提交建设单位,组织设计单位、专家等进行技术、成本等论证;最后根据论证意见再对包含监测对象、监测项目在内的监测方案进行修改审批,经审批的监测方案即可作为监测依据进行基坑工程监测工作。
关于深基坑支护施工安全监测预警要求及实现途径分析深基坑支护施工是指在建筑、地铁、桥梁等工程中,由于土质或地下水位等因素,需要进行大规模挖掘和支护处理的区域。
由于深基坑支护施工涉及到地下空间的开挖与支护,工程风险较大。
为了确保深基坑支护施工的安全性,必须进行安全监测和预警。
本文将就深基坑支护施工安全监测预警的要求及实现途径进行分析。
一、深基坑支护施工安全监测预警的要求1.定位准确:深基坑支护施工安全监测预警系统需要对工程进行准确的定位,便于监测和分析工程变形情况。
2.实时性:监测预警系统需要具备实时性,能够随时监测工程变形情况,并进行及时预警。
3.灵敏度高:监测预警系统需要具备高灵敏度,能够捕捉到工程变形的微小变化,避免因监测盲区而导致安全事故。
4.准确性:监测预警系统需要具备高准确性,能够对工程变形情况进行准确分析,提供科学的预警信息。
5.多参数监测:监测预警系统需要能够同时监测多个参数,如土体变形、地下水位、支护结构变形等,全面掌握工程变形情况。
二、深基坑支护施工安全监测预警的实现途径1.应用监测技术:利用先进的监测技术,如全站仪、GPS定位、激光测距仪等,对深基坑支护工程进行准确定位和实时监测。
2.建立监测网络:在施工现场周边布设监测点,建立完善的监测网络,实现对工程变形情况的全方位监测。
3.利用传感器:在深基坑支护工程中布设变形传感器、压力传感器、位移传感器等监测装置,实现多参数的实时监测。
4.数据分析与处理:利用专业的监测数据分析软件,对监测数据进行科学的分析和处理,提取出工程变形的规律性信息,为预警做好准备。
5.实施预警措施:在监测系统发现工程变形异常时,及时启动预警机制,采取相应的应急措施,确保施工安全。
三、深基坑支护施工安全监测预警的实践案例1.上海地铁11号线深基坑支护工程上海地铁11号线工程涉及多处深基坑支护工程,对深基坑支护施工安全进行了严格监测与预警,取得了良好的效果。
利用先进的监测技术和设备,对地下空间的变形情况进行了快速准确的监测,及时发现并处理了潜在的安全风险。
关于深基坑支护施工安全监测预警要求及实现途径分析深基坑支护施工是指在建筑施工过程中,对于较深的基坑进行支护的工程。
由于深基坑施工存在较高的风险,因此对其安全监测预警要求十分严格。
本文将从深基坑支护施工的安全监测预警要求以及实现途径进行分析。
深基坑支护施工的安全监测预警要求主要包括以下几个方面:1. 基坑边坡的变形监测:基坑边坡的变形是深基坑施工中最容易出现问题的地方,因此对其变形进行实时监测十分重要。
常见的监测方法有测斜仪监测、GPS监测、高斯仪监测等。
2. 基坑地下水位的监测:深基坑施工过程中,地下水位的变化会对基坑的稳定性产生重要影响。
要实时监测基坑地下水位的变化情况,以便及时采取相应的支护措施。
常见的监测方法有水位计监测、超声波探测器监测、压力测量仪监测等。
3. 土体应力的监测:在深基坑支护施工中,土体应力的变化是评估支护结构安全性的关键因素之一。
要对土体的应力进行实时监测,并根据监测结果来判断支护结构是否能够保持稳定。
常见的监测方法有应变计监测、压力板法监测、临摹法监测等。
随着科技的发展,实时监测设备的精度和灵敏度不断提高,为深基坑支护施工的安全监测提供了可靠的技术支持。
测斜仪、水位计、应变计等监测设备可以实时监测基坑边坡的变形、地下水位的变化及土体应力的变化情况。
无人机等先进的遥感技术可以对深基坑进行全景监测,实时获取基坑周边建筑物的变形情况。
通过对比监测数据,可以及时掌握基坑支护结构的稳定性,并采取相应的措施保护周边建筑物的安全。
大数据和人工智能技术的应用也为深基坑支护施工的安全监测提供了新的途径。
通过对大量的监测数据进行分析和处理,可以建立深基坑施工安全监测预警系统,并通过人工智能算法实现自动预警和预测,从而提高监测的准确性和及时性。
深基坑支护施工的安全监测预警要求包括基坑边坡变形、地下水位、土体应力和周边建筑物变形的监测。
通过采用先进的监测设备、遥感技术和大数据、人工智能技术,可以有效实现对深基坑支护施工的安全监测预警。
深基坑支护工程变形监测及数据分析摘要:本文主要针对深基坑支护工程变形的监测及数据展开了分析,通过结合具体的工程实例,介绍了深基坑支护工程中的变形监测方案设计,并对变形监测的结果作了数据处理,以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词:深基坑支护;变形监测;数据分析0 引言深基坑施工如今已在建筑工程中得到了普遍的应用,但由于其存在着变形的问题,还是需要我们重视深基坑工程的施工。
因此,我们需要对深基坑的变形进行监测,并采取有效的措施做好处理。
基于此,本文就深基坑支护工程变形的监测及数据进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 工程实例1.1工程概况某基坑支护工程位于城中区的城市主干道旁,基坑长233m,宽202m,设计深度9.5~11.5m,设计等级为Ⅰ级,采用“动态设计法”进行设计施工。
基坑南部有5栋高度在4~7层的民用建筑,距支护墙最近为3m,小于基坑深度2倍,必须提供合理、可靠的监测方案,定期对支护桩桩顶、基坑侧壁边坡顶、周边既有建筑物、地表和周边道路进行位移和沉降变化监测。
1.2 主要方案设计1.2.1 基准点布设在场地外围不受施工影响的稳固处,采用钻孔置入法埋设5个水平位移基准控制点K1~K5,在施工场地内安置3个工作基点K6~K8,制作成强制对中观测墩。
以基准点BM1,BM2及BM3三个基岩点作为沉降观测的基准点,如图1所示。
图1 基坑工程变形监测基准点布点略图1.2.2 监测点布设依据设计要求,在支护桩顶梁上和基坑坡顶共布设51个水平位移观测点,在一级平台上共布设25个水平位移观测点;在基坑南面5栋4~7层民用建筑布设11个水平位移观测点。
基坑南面建筑物群布设20个沉降观测点;路面布设12个沉降观测点。
1.2.3 观测方法(1)水平位移监测点观测。
每次分别在工作基点上设站,以K1,K2,K3,K4,K5作为控制,利用后方交会的方法检核工作基点的稳定性,若工作基点处于稳定状态则直接用极坐标法观测各监测点;若工作基点不稳定则利用实时交会的坐标作为新的测站坐标,利用极坐标法观测各监测点。
富水砂性地层地铁深基坑监测及变形分析摘要:以富水砂性地层顺作法地铁车站基坑为工程背景,结合施工现场监测数据,对围护结构侧向位移变形、周边地表沉降、地下水水位变化及周边建筑物沉降进行分析,总结富水砂性地层的变形性状和对周边环境的影响。
监测数据和分析结果表明:富水砂性地层条件下,地下连续墙最大侧向位移的变化范围为0.045%H~0.5%H,均值约为0.22%H,发生位置在(H-4,H+10)之间;基坑开挖引起的地表沉降影响范围在35m以内,约2倍基坑开挖深度;墙后地表最大沉降发生在距离基坑5~10m左右;富水砂性地层有着地下水位高,渗透性强的特点,施工中采用疏干降水与承压降水相结合的措施可以有效控制地下水位变化;施工建设过程中对周边建筑物进行实时监测来反馈指导施工,可以保证施工对周边建筑物的影响在可控范围内。
关键词:富水砂性地层;地铁车站;深基坑;基坑降水;变形;监测引言基坑是地铁施工所开挖的地面以下空间,其作用是确保地铁基础施工按照设计位置准确进行。
基坑施工需要考虑支护结构受到的土体压力、机械施工及材料堆积等荷载因素的影响,支护应力变化难以控制,且在施工中,开挖的方式和深度对深基坑围岩的变形和支护机构的受力也产生较大影响,但由于施工环境复杂、风险性高,支护应力计算理论不够完善,机械设备不够先进,导致针对深基坑围岩变形支护应力变化的人工探查及设备检测工作效果难以达到理想水平,最终影响地铁的建造质量。
1影响地铁深基坑施工技术要素与传统地面工程项目施工不同,地铁施工前,需要针对地铁地质情况开展地铁深基坑结构设计。
我国地质结构较为复杂,由此造成地铁深基坑工程结构设计种类繁多,技术控制难度较大。
地铁工程施工规模较大,施工技术人员的专业技术水平对工程的质量、安全有着直接影响。
施工企业只有完善地铁深基坑工程施工管理,才能保证施工技术手段落实到位,为工程施工质量提供保证。
随着我国城市化进程的不断加快,地下工程建设以及地表工程建设明显增多,地下管道以及地表大型建筑物分布更加复杂。
地铁深基坑支护结构变形监测分析及应用
近年来,地铁工程的建设规模逐步扩大,对于推动城市交通的发展具有重要作用,并且便于人们的日常出行,但地铁深基坑施工较为复杂,最终的施工质量与环境、地质及施工技术等多项因素密切相关,一旦处理不当就会引发结构变形问题,因此需要在施工现场进行变形监测,监测重点在于坑底土体及围护墙体等。
本文就对此问题进行了详细探讨。
标签:地铁深基坑;支护结构;变形监测
深基坑开挖耗时较长且始终处于不稳定状态,容易对周边建筑的质量造成一定的影响,因此需要采用质量较好的监测仪器进行变形监测,对监测结果进行整合与分析,进而以此为依据调整施工方案,促使整个工程的实施更加顺利、安全,有效保障地铁工程的质量,本文就对此问题进行了具体分析。
一、支护技术及原理
深基坑支护根据受力特点分为两种不同的支护形式。
第一是内支撑支护,由墙体与支撑体系构成,墙体的作用在于挡土挡水,具有稳定土体的作用。
结合其受力情况来看,支护墙体可承受弯矩与剪力,负责传送荷载。
支撑体系接收到荷载后可实现变形作功,这样便能克服外力。
支撑体系的设置有利于维持墙体的稳定性,因此需要增强该体系的强度与刚度。
此外,部分支护结构防渗效果较差,因此需要结合水位特点配备隔水设施[1]。
第二是非支撑式支护,其可通过调整墙体自重及刚度改善墙体稳定度及防渗性能。
为了使变形约束及土体更加稳定,还需要加设锚杆,并制定好降水措施。
二、变形监测
(一)特点
深基坑的监测要点包括时间、设备及方法,即必须满足监测的时效性,充分考虑恶劣天气及夜间等不同的环境。
监测设备必须在精确度方面满足监测要求,以免数据偏差过大,进而影响施工质量。
另外,变形监测主要指的是相对变化值,因此无需测量绝对值。
以边壁的监测为例,需要以基准位置作为依据,而后测量边壁的相对位移量就可。
(二)作用
深基坑施工较为复杂,受到地质条件、环境等各项因素的影响,即使施工人员经验较为丰富,也难以对基坑变形进行准确预测,因此必须在施工现场进行监测,进而实现基坑的实时化控制。
具体来说,变形监测的作用主要包括以下几个方面。
第一,基坑施工时影响因素较多,难以保障基坑及周边建筑的稳定性,并且整个变化过程没有规律可循[2],因此需要通过精确度较高的监测仪器获取具
有时效性的数据信息,掌握基坑的变形特点。
第二,通过监测数据可评价基坑开挖是否合理、有无严重影响周边建筑及具体的变形量,便于施工单位合理组织与安排项目工程。
第三,基坑事故的发生多与变形监测不到位直接相关,这主要是因为施工单位未能将监测工作重视起来,因此施工单位必须转变不合理的管理理念,通过监测数据科学预测基坑变形的特点及趋势,及时发现其中所潜藏的安全隐患并加以处理,避免因监测不到位给单位造成不必要的损失。
(三)基本要求
为了使变形监测结果更加可靠,需要把握好以下几项要点。
第一,施工单位需要制定严密的监测计划,涵盖监测仪器、方法及周期等多项重要内容,并规范各项操作要求。
第二,监测时需要做好仪器的维护与保养工作,否则就会影响监测数据的准确性。
第三,深基坑施工并非静止不变,而是始终处于变化状态,因此需要在各个阶段进行变形监测,并确保监测的时效性,这样才能促使安全隐患的发现更加及时,实现地铁工程的安全实施。
第四,记录监测数据时应采用专用表格,这样能够使各项数据的记录更加清晰,日后在计算与审核时也能够快速完成。
第五,监测人员对于记录好的数据必须在短时间内进行反馈,及时处理数据误差,做好数据的统计与校验工作。
第六,施工单位必须结合监测及统计结果全面分析工程的变形情况,进而采取相应的控制措施。
(四)内容及方法
1.坑底土体隆起
在开挖土方的过程中垂直向土体荷载会产生较大变化,导致坑底土体难以维持原本的平衡状态,最终导致土体隆起,这一现象在开挖初期较为明显,中后期会逐步得到控制,但与此同时,基坑围护墙又会逐步抬高,因此必须监测维护墙的移动状况。
在具体监测的过程中应选择水准仪及标尺等工具,并且应多次监测相同监测点,经计算后就可了解实际变形状况。
2.围护墙体
围护墙体的变形分为水平与垂直两种不同的类型,以水平变形居多,主要是受到基坑开挖深度的影响,导致墙体需要承受外侧土体所施加的压力,进而使得墙体向内部移動,但由于外侧土体所施加的压力具有不均匀性,因此墙体不同区域的变形程度也各不相同。
变形较为严重的区域是与坑体上部相近的位置[3],并且这一变化过程还会影响工程的安全实施,因此需要实时监测墙体变形状况,做好墙体的加固工作,确保整个开挖过程足够安全。
在具体监测的过程中需要采用基准线、小角度等多种不同的方法,并合理布置监测点。
3.墙后土体沉降
车站位置较深,并且施工地段的地质条件通常情况下极其复杂,因此土体会随开挖深度的增加逐渐流向坑底,导致墙后土体持续沉降,因此在监测过程中应
将监测范围扩大至墙后土体。
监测仪器主要可选择水准仪与标尺,进而根据沉降量进行合理施工。
三、变形监测应用
变形监测的具体实施方式为:第一,布设观测点,选取稳定可靠、易保存的位置,多布置于转角处,尽量避开临时构筑物,避免影响建筑外观。
第二,根据车站类型选择好观测方式、线路及时间,并由固定的测量人员负责这项工作,以免工作交接时出现问题;开挖前必须观测控制网及坡顶的观测点,同一点的观测次数应不少于3次,最终取3观测结果的平均值;开挖时每天最少观测两次,支护稳定后可减少观测次数,但每天不应少于1次,停止观测的依据是基坑回填工作彻底结束[4]。
第三,变形监测前必须了解施工现场的实际情况,并制定出科学合理的监测方案,采集基坑沉降、位移等多项数据信息。
四、结束语
总而言之,地铁施工过程中存在许多不可预料的因素,容易影响整个工程的进度及质量,为了使突发状况的处理更加及时,必须进行变形监测,这样就可明确土体及支护参数,把握好各项监测内容的位移及沉降量,并对这些监测对象进行有效控制,实现地铁工程的安全施工。
参考文献:
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