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岩土研究院

地下连续墙施工监测

378 2021-08-06 16:11:54

1 引言

随着我国大型桥梁建设的不断发展,相应的桥梁基坑的规模、深度也不断加大,而基坑的规模和开挖深度的增大使基坑围护结构的稳定问题变得复杂和突出,保证基坑的安全施工显得尤为重要。因此,进行经济有效的基坑监测工作是非常必要的。

 2 项目概况

大岳高速洞庭湖大桥位于湖南省岳阳市七里山,全长 2390m,东起岳阳,西接君山,跨越湘江河道,是一座主跨 1480m 两跨不对称钢桁梁悬索桥,是杭瑞国家高速公路湖南省大岳高速公路重点控制性工程,在目前同类型特大型桥梁领域内排名世界前十。君山侧锚碇基础采用外葫芦形,长度方向总长 98m,葫芦大圆外径 64m,小圆外径 56m,锚碇基础深度为 44.5~49.5m,君山侧地连墙平面如图 1 所示。

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3 监测方案

在基坑施工过程,只有对地连墙及内衬的钢筋应力、地连墙深层水平位移、地连墙墙顶沉降和水平位移及地下水位等进行全面监测,才能对基坑的安全性和对周围环境的影响程度有清楚的了解,确保基坑施工的顺利进行。根据君山侧地连墙施工过程中需要关注的重点,进行的主要施工监测内容有∶地连墙及内衬钢筋应力监测;地连墙深层水平位移监测;地连墙墙顶沉降监测;地下水位监测。

 3.1地连墙及内衬钢筋应力监测

地连墙钢筋应力监测点是在桥轴线上、与桥轴向成 45°角及与垂直桥轴线方向成 15°角上各布置测点。钢筋应力计布设在预定槽段的中部径向剖面内弧和外弧主筋上,每层对应布置 2 个元件。内衬钢筋应力监测点事在桥轴线上、与垂直桥轴线方向成15°角上各布置测点。钢筋应力计布设在径向剖面内弧和外弧主筋上,自地连墙帽梁顶部向下分层布设,每层对应布置2支元件。

3.2 地连墙深层水平位移监测

地连墙墙体深层水平位移采用预埋测斜管进行监测,测斜管安装在相应槽段的钢筋笼上,随钢筋笼一起下放至槽孔内浇筑混凝土。

3. 3 地连墙墙顶沉降监测

地连墙顶部沉降监测在地连墙帽梁顶部埋设观测点。沉降采用水准仪进行监测。地连墙墙顶沉降监测基准点借用施工测量控制网的高程基准点。 

3. 4 施工期间地下水位监测

对于地连墙外地下水位监测则采用钻孔埋设水位管的方式监测地下水位。测试时,将电测水位计的探头沿水位管向下放,同时有电缆式钢尺显示探头的深度,当探头碰到孔内水面时,水位计的蜂鸣器发出声响,这时读记出钢尺电缆在管口处的深度,即可得到观测孔孔内的水位标高。

 4 监测报警

监测报警值指标一般由累计变化量和变化速率两个量控制,累计变化量的报警指标不应超过设计限值。周边环境监测报警值应根据主管部门和设计的要求确定,当设计无具体规

定时,根据规范要求按表1选择采用。

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5 监测结果分析

5.1 地连墙及内衬钢筋应力监测

监测结果表明,地连墙应力监测最大值出现在 11*槽段外侧,钢筋最大拉应力为 43.55MPa,测点位置距离帽梁顶 22.5m 处,最大应力小于报警值,距帽梁顶22.5m处外侧钢筋应力如图2 所示。

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地连墙开挖后,随着每层的内衬闭合,地连墙底部和上部被约束,薄弱部分为内衬以下开挖出的地连墙,该部分地连墙在土压力的作用下向基坑内部弯曲。随着开挖深度的增加,地连墙钢筋所受应力也在增加,在底板混凝土浇筑完成后,应力逐渐减小。开挖过程中,开挖层和开挖层附近的应力增大变化很明显。

内衬同一深度处的钢筋应力沿圆周不均匀,尤其是内侧。内衬应力与地连墙应力变化密切相关,两者相互制约,协调变化。因此,内衬作为基坑内后制作的支护构件,对协调地连墙的变形、发挥锚碇支护体系的拱效应有着积极的意义。内衬距帽梁顶 8.0m 槽段钢筋应力如图 3 所示。

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5.2 地连墙深层水平位移监测

监测结果表明,地表施工的重型机械停放及堆载,对地连墙的深层水平位移影响很大。地连墙各槽段基本都向基坑内倾斜,位移值在底板浇筑完成后有所回落,最终趋于稳定。地连墙的深层水平位移受开挖深度有一定程度的影响,随着开挖深度的加深,深层水平位移的范围也在扩大。地连墙测斜管劲性体 PPRC 作为刚性复合地基竖向增强体,属于半挤土桩,由于要加设褥垫层,桩孔需要封堵。在工程项目中常见的桩孔封堵形式有以下几种∶ 

1)桩孔插筋填芯法

特点∶施工方便快捷,直接注浆插筋填芯,插筋下焊接小托板即可,填芯深度不小于3D(D为孔径)。此方法造价成本相对低廉,主要适用于PPRC 劲性体用于复合地基的多层、高层及民用住宅建筑和各种厂房等构筑物基础处理中。大部分混凝土管桩桩基础也是采用这种形式。

2)支模现浇桩帽法

特点∶支模施工相对复杂,可桩帽跟桩头浇筑于一体,桩头承载面积大大提高,优势明显。充分利用劲性体竖向承载力大的特点,提高复合地基的置换率。主要适用于PPRC 劲性体用于复合地基的公路、铁路、桥梁等一般厂房构筑物基础处理中。

3)预制混凝土桩帽法

特点∶混凝土桩帽需要提前预制,配套使用。起桩孔封堵和增加桩头承载面积双重作用,优势明显。主要适用于PPRC劲性体用于复合地基的公路、铁路、桥梁和民宅高层建筑物和

厂房构筑物基础处理中。缺点∶此方法因为桩帽跟桩体不完全固定,在现场施工褥垫层机具设备的作业容易使桩头发生破坏。 

4 结语

建筑上遇到的复杂地质情况使基础工程的设计越来越重要,其工程造价占整个工程总投资的比例越来越大。PRC 混合配筋支护桩在深基坑支护中的应用,PHC 高强预应力管桩、

PHS 高强预应力空心方桩等在桩基础中的应用也是非常普遍。目前,广泛应用的钻孔灌注桩、CFG桩在施工中因存在固有的缺陷,如∶堵管、窜孔、夹泥、缩颈、断桩等,还表现在施工速度慢,场地污染严重,成桩质量难以保证,材料浪费大,容易出现各种弊病。而 PPRC 预制混凝土劲性体表现出较大的优势,无论单桩还是复合地基均承载力高,施工方便,节省投资,是一种较为理想的地基处理技术,具有显著的经济效益和广泛的推广前景。泰