深基坑工程施工监测及数值模拟分析

技术研发　ＴＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ　ＡＮＤ　ＭＡＲＫＥＴ　深基坑工程施工监测及数值模拟分析　高守杰　（中国地震局地球物理勘探中心，河南郑州４５００００）　摘要：我国城市高层建筑的发展和地铁建设的日益兴起，地下空间的布局日趋复杂，于是，深基坑的施工、支护施工监　测也越来越受到人们的重视。因此，为了保证工程安全顺利的进行，在深基坑开挖结构构筑期间展开严密的监测非常有　必要。对深基坑工程施工监测方法和模拟数据进行了详细的阐述和分析。　关键词：深基坑工程；施工监测；数值模拟　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１５．０９．０９０　０引言　随着我国国民经济的发展和人们居住环境要求的提高，高　层建筑得到了快速的发展，城市土地资源变得日趋紧张，因而　地下建设成为一个重要发展方向，如：地下室、地下商业街以及　地铁车站等，而各种形式的地下建筑工程的建设面临的首要问　题就是大规模的开挖，因此，深基坑开挖和支护将成为工程技　术人员日益关注的话题。如何保证深基坑的开挖安全以及支　护结构的稳定，降低基坑开挖对周边建筑的影响成为工程界共　同需要探究的问题。　１　围护结构水平位移监测　基坑监测中的重要一项是围护结构的水平位移监测，这能　反映出基坑开挖是否安全施工的直接表现，围护结构变形是基　坑施工过程中工程人员的关注重点。随着基坑开挖时间的增　长，围护结构水平位移也不断的增加，当开挖到坑底时，围护结　构发生水平位移呈现缓慢的增大趋势。要减少水平位移蔓延，　要尽量减少基坑的暴露时间，快速的将基坑垫层与底板等主体　结构进行施工。在这个时间段内，加大监测力度，保证基坑的　整体安全，当底板浇筑结束后，围护结构的水平位移也基本结　束。　２地层沉降监测　深基坑开挖会引起周边建筑物的沉降，这样有可能对人们　的正常生活带来安全隐患和经济损失，为了保障周边建筑以及　周围管线的安全，必须对地层沉降进行监测，以便于基坑开挖　安全进行。　一般情况下，在基坑开挖初期和中期周围沉降较为稳定，　在开挖和支撑过程中略有上下波动，主要原因是在开挖过程中　周围地表发生沉降。当继续开挖到后期，可能会发现明显的沉　降趋势，这时候就要加强监测的频率，随着基坑底板浇筑完毕　之后，基坑周围沉降的趋势就会趋于收敛状态，这说明基坑基　本处于稳定安全的状态。所以，在施工期间对基坑周围管线沉　降进行信息化监测非常必要，有利于及时的采取安全措施来预　防事故的发生，从而保证基坑周围建筑的安全。　３地下水位监测　直接反映基坑局部是否发生漏水及坑内降水效果的是深　基坑外水位的监测，这关系到整个基坑安全稳定。一般情况，　在基坑开挖初期，随着基坑开挖不断的加深，对坑内水位进行　７５ｌ６　降水处理，坑外各监测点水位变化成整体下降趋势。　４监测数据分析与预测　获取各种监测数据后，需要进行及时的处理，最好当天处　理，但是难免还是会出现误差，粗差、系统误差以及偶然误差　等，这些误差对后续变形分析和解释带来了困难，容易导致错　误的判断和预测，这样监测便失去了意义。如何消除或者减弱　误差，提高监测精度，就是及时采用计算机对现场监测的数据　进行整理和分析。　‘　１）数据整理。通过现场监测采集的原始数据按照一定的　数据分布情况显示出来，呈现出数字特征值，然后进行离群数　据的取舍。　２）插值法。依据已经监测到的数据进行分析研究，采用函　数的方法算出由测量结果得出的规律而实际上并没有监测的　数据。　３）对实际监测的数据采用统计的方法进行分析，拟定出一　种能够反应监测数据变化规律及趋势的函数关系式，对下一阶　段的施工进行预测，预测周边地表沉降量，预测结构物的安全　性等，据此对工程采取技术措施和对策。　５现场监测注意事项　首先监测过程应该加强巡逻，看监测点是否完好，由于施　工现场人员较多且复杂，所以对监测元件也要做好监督和保　护；其次要求监测人员对基坑的稳定情况有一个直观的把握，　特别是钢筋混凝土的支撑力，地面是否开裂，连续墙是否出水，　这些有时不一定在监测数据中体现，但是在巡视的过程中可能　会发现。再次，为了提高监测结果的准确性，必须坚持温度监　测与日常正常监测工作同时进行，避免温度异样的影响。再其　次，测斜观测时必须坚持慢和准，这样做既保证测量数据的准　确又可以保证使用工具的损耗，益处多多。最后，观测水位时，　应该在正常的天气环境下，不要在雨后测量，这么做能够保证　数据的正确性。　６数值模拟分析　根据工程的基坑支护结构，将模拟分为三个施工步骤：第　一工况开挖到围护桩顶部；第二工况开挖到第二道环梁底部，　第三工况开挖到基底。然后进行模拟结果分析。通常会得出　以下结论：对于形状不规则的基坑，双环梁支护体系是一种非　（下转第１５８页）　技术研发　据工程施工规定，可选用２００～２５０　ｍｍ的钢管作为导管内径，　长度根据工程需求分为４个不同档次，一般为０．３　ｍ、０．５　ｍ、１　ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ　ＡＮＤ　ＭＡＲＫＥＴ　ｖｏ１．２２，Ｎｏ．９，２０１５　可以通过分析比较得出，以此为施工计划的合理确定提供有利　条件。同时，还可以对业主的想法进行充分了解，促使水利工　程施工中能够遵循合同办事，对双方利益进行有效维护。　５结语　ｍ及２　ｍ。其中主体为２　ｍ，并选用法兰盘连接方式连接导管。　在防渗墙中心线上布设混凝土浇筑导管，３条为一段，２端头的　间距为１　ｍ。浇筑施工时，导管口和孔底距离可控制在１５—２５　ｃｍ之间。浇筑施工中应确保导管下埋深度低于１　ｍ，浇筑速度　控制在每小时２　ＩＴＩ以内。　综上所述，随着水利工程建设规模的不断扩大，大量病害　产生，渗漏问题作为水利建筑工程施工的重要内容，防渗墙技　术的应用是否符合施工规定，对工程建设质量具有至关重要的　４水利建筑工程施工防渗墙技术的质量控制　为确保水利建筑工程的质量，施工企业必须遵循相关规程　及设计规定进行质量检测制度的制定，要求检测沥青混凝土材　料、配合比及施工过程中各个工序的质量，及时记录质量检测　结果，并进行材料信息的整理。同时，水利建筑工程防渗墙施　工前期，应做好施工准备工作，如设计图纸、招标文件与合同规　定等文件的了解与熟悉，该部分内容的负责人一般为技术人员　与项目经理部。项目相关内容，如规模、沥青混凝土用量等都　作用。为此施工企业必须重视防渗墙施工，在提升施工技术水　平的同时，规范施工流程，为渗漏治理提供强有力的技术保障。　参考文献：　［１］　王兆羽．关于水利工程施工中防渗技术的分析［Ｊ］．中国　新技术新产品，２０１４（１７）．　作者简介：　王正哲（１９８９一），男，河南南阳人，研究方向：水利施工。　身份证号码：４１　１３２１　１９８９０９２８１８１２。　（上接第１５５页）　土地基处理的重要方式，水泥搅拌桩技术施工效果是否良好直　７）成桩。喷粉成桩施工中，如出现意外必须及时停止喷粉　作业，第二次喷粉接桩时，要求喷粉重叠长度在１　ｉｎ以上，并随　时检查成桩的直径，保证成桩直径在设计直径以上。喷粉停灰　面必须进行标高的严格控制，以此保证粉喷桩长符合施工要　求。　接影响着公路工程的整体质量，为此，施工单位必须重视水泥　搅拌桩技术的应用，在规范施工工艺的同时，不断改进技术，提　高公路建设的整体质量，推动交通经济的高速发展。　参考文献：　［１］　李波，赵有森．水泥搅拌桩施工技术及质量控制［Ｊ］．公　路交通科技（应用技术版），２０１１（７）．　８）钻机移位。成桩施工后，确保其施工质量符合设计规定　的情况下，可指派工作人员进行钻机移位施工。要求施工人员　通过对液压操纵杆的控制，向指定桩位进行钻机移位，并对以　上施工流程进行重复，随后顺利施工下一桩。　４结语　［２］　吴齐正．水泥搅拌桩施工质量的控制［Ａ］．第一届全国公　路科技创新高层论坛论文集公路设计与施工卷［ｃ］．　２００２．　［３］唐勇军．水泥搅拌桩在高速公路路基施工中的控制及质　量通病预防［Ｊ］．科技资讯，２００８（９）．　公路工程作为国民经济发展的重要组成部分，在交通建　设、经济发展中起着关键性的作用。近年来，随着社会经济发　展速度的不断提升对公路工程建设提出了新要求，作为公路软　［４］　陈奎军，颜忠平，陈莉苹．水泥搅拌桩在高速公路软土地　基处理中的应用［Ｊ］．路基工程，２００７（５）．　（上接第１５６页）　程施工进行实时监测并进行监测数据分析，不仅可以发现问　常好的基坑支护方式，因为其受力合理且施工方便，对周围的　环境影响也较小。而基坑开挖是的周围的土体产生了较大的　水平位移，而且位移会锁着距基坑边距离的增大而减小，并且　题，还可以保证工程的安全，通过对数值模拟分析，对基坑工　程、施工设计以及应急措施具有一定的参考和指导意义。　参考文献：　距离基坑越远，减小的速率就越快。　土体及围护桩最大位移位置基本都处于基坑开挖附近，且　［１］　ＧＢ　５０４９７—２００９，建筑基坑工程监测技术规范［ｓ］．　２００９．　位移随着开挖深度的增大而增大，而且各阶段的水平位移和深　［２］　周予启．刘卫未．袁革忠，等．超大深基坑工程支护设计　与施工［Ｊ］．天津建设科技，２０１３（５）．　［３］钟正雄．基坑工程监测数据库管理系统的设计及应用　度变化规律不一样，需要具体情况具体分析。通常模拟分析的　结果和实测结果如出一辙，但是影响位移和内力因素具有复杂　性，假定的条件和实际条件存在着差异和变异。　７结语　［Ｊ］．地下空间，１９９８（ｓ１）．　［４］　罗晓辉，白世伟．深基坑大变形耦合分析与数值模拟　［Ｊ］．岩土力学，２００３（６）．　［５］　赵占厂．深基坑支护系统的数值分析与动态监测［Ｄ］．　西安：长安大学，２０００．　实践表明，基坑开挖过程中，需要对整个支护结构、周边土　体以及邻近结构物和管线等进行系统的监测，才能对工程的安　全情况全面了解和把握，确保工程施工顺利进行。对深基坑工　７５８